Rotating detonation -moottorin toimintaperiaate
No Thumbnail Available
Files
Riihinen_Matias_2024.pdf (2.29 MB) (opens in new window)
Aalto login required (access for Aalto Staff only).
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-05-16
Department
Major/Subject
Kone- ja rakennustekniikka
Mcode
ENG3043
Degree programme
Insinööritieteiden kandidaattiohjelma
Language
fi
Pages
37
Series
Abstract
Rakettimoottorit ovat reaktiomoottoreita, jotka muuntavat polttoaineiseen ja hapettimeen sidotun kemiallisen energian liike-energiaksi. Työntövoiman tuottamiseksi ne hyödyntävät palamisreaktiossa syntyviä kuumia kaasuja, jotka laajetessaan kiihtyvät ja tuottavat voimaa Newtonin kolmannen lain mukaisesti. Rakettimoottorien kehitys on hidastunut merkittävästi, sillä nykyiset moottorit alkavat lähestyä niiden termodynaamisen hyötysuhteen teoreettista ylärajaa. Uudet innovaatiot vaatisivat mittavia investointeja, eivätkä ne välttämättä parantaisi moottorien suorituskykyä riittävästi perustelemaan investointeja. Rakettimoottorit, kuten muut polttomoottorit ovat tähän asti perustuneet palamisreaktioon, joka etenee alle ympäröivän aineen äänen nopeuden. Rotating detonation engine -moottori (RDE) perustuu palamisreaktioon, joka etenee yli ympäröivän aineen äänen nopeuden. Tällaista palamisreaktiota kutsutaan räjähdysreaktioksi. Räjähdykseen perustuva palamisreaktio yltää korkeampaan hyötysuhteeseen hitaaseen palamisreaktioon verrattuna. Tämän vuoksi RDE-moottorin uskotaan tuovan merkittäviä etuja verrattuna perinteisiin rakettimoottoreihin. RDE-moottori koostuu renkaan muotoisesta (annulaarisesta) polttokammiosta, johon syötetään hapetinta ja polttoainetta pienten injektoreiden kautta. Polttoaine ja hapetin käyvät läpi räjähdysmäisen palamisreaktion, joka kiertää polttokammiota ympäri niin kauan kuin polttoainetta ja hapetinta syötetään. RDE-moottori ei sisällä lainkaan liikkuvia osia, mikä tekee sen valmistamisesta yksinkertaista perinteiseen rakettimoottoriin verrattuna. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on esitellä RDE-moottorin toimintaperiaate ja rakenne sekä vertailla sitä perinteiseen nestmäisiä polttoaineita käyttäviin rakettimoottoreihin. Työn alussa käydään läpi yleistä työntövoiman ja rakettimoottorin toimintaperiaatetta. Tämän jälkeen esitellään perinteisen rakettimoottorin sekä RDE-moottorin keskeiset komponentit ja toimintaperiaate. Lopussa vertaillaan moottorien suorituskykyjä. Työn lähteinä on käytetty tutkimusartikkeleita, alan teoksia, NASA:n arkistoja, valmistajien teknisia dokumentteja sekä moottoreita valmistaneiden insinöörien omia muistiinpanoja.Description
Supervisor
Viitala, RaineThesis advisor
Kuuva, MarkkuKeywords
rakettimoottori, propulsio, RDE-moottori, NASA, detonation, räjähdys