Изобретенный инженером-любителем двигатель работает на пропане и воздухе. Топливная смесь воспламеняется от гриль-зажигалки. Корпус напечатан из обычной пластмассы ПЛА. Уникальная разработка — двухслойная стенка корпуса: между внутренней камерой и внешней оболочкой проходят каналы, по которым с помощью небольшого насоса прокачивается вода. По сути, аналог регенеративного охлаждения в настоящих жидкостных ракетных двигателях, но в пластиковом исполнении.
Первые модели без водяного охлаждения разрушались почти мгновенно. Пластик не в состоянии выдержать температуру горения пропана (около 1500–2000 °C). За считанные секунды он размягчался и деформировался, пишет IE.
Модель с частичным охлаждением (только камера, но не сопло) показала, что метод водного охлаждения перспективен: камера не плавилась, двигатель работал дольше. Но сопло начинало деформироваться и плавиться. Полностью охлаждаемая версия, напечатанная как единое целое со всеми каналами, продержалась приличное время, но затем дала течь: вода попала в камеру и потушила пламя. Причина — низкая теплопроводность пластика. Внутренняя стенка нагревалась до очень высокой температуры, прежде чем тепло достигало воды, и в итоге материал разрушался.
У большинства видов пластмасс для 3D-печати теплопроводность около 0,2–0,3 Вт/(м·К). Это в сотни раз хуже, чем у алюминия или меди. Другими словами, сторона, обращенная к пламени, может быть на сотни градусов горячее, чем сторона, соприкасающаяся с водой. Чтобы вода эффективно охлаждала, стенка должна быть очень тонкой, но тонкая стенка не выдерживает давления. Классический компромисс ракетостроения, но для пластика он почти неразрешим.
Даже если бы удалось решить проблему теплопередачи, остается масса. Вода, насос, радиатор, соединительные шланги — все это весит намного больше, чем сгоревший пластик. Для работающей ракеты (не стендового образца) охлаждение должно быть либо абляционным (материал сгорает, унося тепло), либо использовать топливо в качестве охладителя (как в настоящих жидкостных ракетных двигателях). Вода — слишком тяжелый груз.
Хотя эксперимент не привел к созданию полностью функционального пластикового ракетного двигателя, он продемонстрировал, что активное охлаждение значительно повышает живучесть двигателя и может оказаться перспективным для дальнейшего развития. Mr. More Gooder пришел к выводу, что концепция все еще имеет потенциал, но требует дальнейшей доработки.
Студенты из Швейцарии разработали и успешно испытали экспериментальный вращающийся детонационный двигатель (ВДД), генерирующий 20 000 волн в секунду. Эта технология способна существенно сократить расходы на запуск ракет или повысить массу полезной нагрузки для будущих полетов в космос.
