Översiktlig studie av rotationsdetonationsmotorer samt prestandamodeller

I denna rapport ges en utförlig beskrivning av Rotationsdetonationsmotorn, eller RDE, Rotating Detonation Engine, på engelska. Denna motortyp har stor potential, men tveksamheter framförallt rörande hur länge motorn kan köras, har gjort att den hittills betraktats med viss skepsis. Motorprincipen har under senaste åren (2015-2019) rönt ett accelererande intresse. Till exempel var vid AIAA konferensen Propulsion and Energy, 2019, Indianapolis, ett stort antal sessioner ägnade åt motorprincipen. Vid ett besök vid University of Cincinnati fick författarna ta del av det program som bedrivs, och har bedrivits där under de senaste femton åren, och vid detta besök framgick att motorprincipen har mognat, bl.a. indikerades vid detta besök att det med vattenkylning är möjligt att köra motorn under lång tid (tidigare har endast drifttider på ett fåtal sekunder rapporterats). Med tanke på motortypens potential - lägre bränsleförbrukning/längre räckvidd/högre hastighet - gör därför författarna bedömningen att detta borde vara ett prioriterat område. För att sätta rotationsdetonationsmotorn i sitt sammanhang görs i rapporten en översiktlig genomgång - med fokus både på tekniska aspekter och hur forskningsläget ser ut i omvärlden - av konkurrerande motorkoncept: turbojetmotorer, samt ramjet- och scramjet-motorer. Även om framdrivningsområdet är ett ytterst komplext område, med många frågeställningar som fortfarande är obesvarade är det av stor vikt att snabbt kunna bilda sig en uppfattning om hur de olika motortyperna relaterar till varandra, och var de har sina starka och svaga sidor. Den typ av ytterst förenklade modeller som är aktuella i detta sammanhang kommer med nödvändighet att vara behäftade med tämligen långtgående antaganden och approximationer. I rapporten beskrivs hur förenklade prestandamodeller för turbojet- och ramjet-motorer implementerats samt hur den modell som använts för dessa motortyper utvecklats till att även kunna användas för scramjet-motorer. Ett första steg har även tagits vid utvecklandet av en modell för prestandauppskattningar för motorer som arbetar med detonativ förbränning.