近日，來自一種華盛頓大學(University of Washington)的研究人員提出了一種新的發射機制，利用了一種新的發動機，這是一種重量更輕、更容易製造的新型火箭！旋轉起爆發動機。

我們知道，在當前的太空探索時代，昂貴的花費是必不可少的，大量的能源需要從地球上呼叫。因此通過降低與個別發射、太空機構和私人航空公司相關的成本，我們可以確保有更長遠的空間訪問。說到發射的成本，最大的支出就是推進劑。簡單地說，脫離地球引力需要大量的火箭燃料！那麼我們是否可以在燃料方面做一些改進呢？

為了解決這個問題，華盛頓大學(University of Washington)的研究人員最近開發了一個數學模型，描述了一種新的發射機制——旋轉起爆發動機(RDE，rotating detonation engine)的工作原理。這種輕量化的設計提供了更高的燃油效率和更少的複雜構造。然而，人類此前從未使用此類發動機，換句話說，它的不確定性是關鍵因素，因此不能馬上投入使用，但是不可否認，這種新型的發射機制很可能引領未來的時代！那麼這種新型的發動機盒傳統的發動機有什麼差別呢？

我們知道，在傳統的火箭發動機中，推進劑在點火室中燃燒，然後通過噴管從後部排出，產生推力。而在RDE中，執行機制是不同的，旋轉起爆發動機採用了不同的方法來燃燒推進劑。它是由同心圓構成的，推進劑在氣缸之間的間隙中流動，點火後，迅速釋放的熱量會形成衝擊波，這是一種強烈的氣體脈衝，其壓力和溫度遠遠高於聲速。

這一點使得RDE大大有別於傳統的發動機，後者需要大量的機械來指導和控制燃燒反應，以便將其轉化為加速。但在RDE中，由點火產生的衝擊波自然產生推力，不需要額外的發動機部件。

然而，正如研究人員指出，旋轉爆震發動機領域仍處於起步階段，工程師們仍不確定他們的實際應用以及可能的缺陷。因此，研究人員決定測試這個概念，包括重鑄可用資料和檢視模式構成。首先，他們開發了一個實驗性的RDE(如下圖所示)，使他們能夠控制不同的引數(如氣缸之間的間隙大小)。

然後他們用高速攝像機記錄燃燒過程，每次的觀測時間僅需0.5秒。攝像機以每秒24萬幀的速度記錄下每一次點火，讓研究小組能夠以慢動作觀察反應的展開，結果表明引擎實際上執行良好。

研究人員科赫表示，這個燃燒過程實際上是二次爆炸，但在這個初始啟動階段之後，我們可以看到許多穩定的燃燒脈衝形成，然後繼續消耗可用的推進劑。這就會產生高壓和高溫，從而推動發動機後部的廢氣高速排出，繼而產生推力。接下來，研究人員建立了一個數學模型來模擬他們在實驗中觀察到的情況。該模型是此類模型中的首個測試模型，它可以幫助研究人員首次確定RDE是否穩定。雖然這個模型還沒有準備好供其他工程師使用，但它可以讓其他研究團隊評估特定的RDEs的效能。

到目前為止，讓所有人困擾的是，發動機設計確實有一個缺點，那就是它的不可預測性。一方面，燃燒驅動的衝擊過程自然導致衝擊被燃燒室壓縮，產生推力。另一方面，一旦開始，爆炸是不受控制的，它的後果是我們無法想象的，尤其當涉及到火箭時，這是相當嚴重的。

但正如科赫所解釋的，這項研究是成功的，因為它測試了這種引擎設計並定量地測量了它的效能。這是成功的第一步，將為實際開發和實現RDEs鋪平道路。科赫說:“我的目標僅僅是重現我們看到的脈衝行為，以確保模型輸出與我們的實驗結果相似。我已經確定了主流物理學以及它們之間的相互作用。現在我可以把這裡做的變成定量的模型，從那裡我們可以討論如何製造更好的發動機。”

雖然現在下結論還為時過早，但這項研究的意義深遠，從而使火箭發動機更容易生產，成本更低，這是人類探索太空可持續發展的重要一步，當然，最關鍵的是確保引擎設計本身是安全可靠的。