회전 폭발 로켓 엔진 (r2 버전으로 되돌리기)

[[분류:항공 우주]][[분류:로켓]] 

||<tablealign=center><tablewidth=650><tablebordercolor=#8F8000><tablebgcolor=#EDE7E3,#263221>{{{#!wiki style="margin:-5px -10px"
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|| {{{-1 [[NASA]]에서 2023년 1월 실험에 성공한 에어로스파이크 노즐이 장착된 RDRE 엔진의 연소 장면. 2023년 현재 개발되고 있는 회전 폭발식 로켓 엔진의 대다수는 에어로스파이크 노즐을 채택하고 있다.}}} ||
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|| {{{-1 2021년 7월 세계최초로 실제 우주 공간 동작 실증에 성공한 [[JAXA]]의 RDE 로켓 모터}}} ||

[목차]

{{{+3 Rotating Detonation Rocket Engine, 회전 폭발 로켓 엔진}}}
== 개요 ==
Rotating Detonation Rocket Engine, RDE[* 로켓 말고 다른 형태의 엔진으로서도 적용될 수 있는 플랫폼이기에 뒤의 'Rocket Engine'을 떼고 넓은 범위에서는 RDE라고 부르기도 한다.] 회전 폭발 로켓 엔진은 두 개의 겹쳐진 크기가 다른 원통 사이의 공간에 산화제와 연료를 주입, 폭발시켜 두 원통 사이의 틈에 충격파를 발생시키고, 동시에 연료를 회전시키며 주입하여 충격파가 원통 사이의 틈에 머물면서 후속하는 연료를 연쇄적으로 폭발시키는 액체 연료 [[로켓 엔진]]이다. 기존의 [[벨 형태의 노즐]]과 별도의 [[인젝터]]를 갖춘 로켓 엔진들에 비해 움직이는 부품이 현저히 적고, 또한 연소실 내부의 충격파를 회전시켜 그대로 후속 연료 점화(폭발)에 사용함으로서 구조적으로 기존의 로켓 엔진들에 비해 높은 [[열효율]]과 [[비추력]]을 가질 수 있어 미래 우주 산업의 새로운 액체 연료 로켓 모터로서 활발하게 각광받고 있는 새로운 종류의 로켓 엔진이다. 

마치 [[마하 다이아몬드]] 현상에서 충격파가 배기가스의 잔류 연료를 재점화시키듯이, 원통 사이의 충격파만으로 연료를 매우 활발하게, 또한 초음속 유동 속에서 폭발[* 충격파로 연료를 '''폭발'''시킨다는 점이 기존의 로켓 엔진들 대비해 가장 큰 진보점이다. 연소랑은 다른 매커니즘이다. 기존의 로켓 엔진들 대비 비추력과 추중비 상 이점을 가질 수 있게 되는 것이 바로 이 쟁점.]시킨다는 점 덕분에 높은 열효율을 가질 수 있게 되며 또한 많은 움직이는 부품이 생략되고, 동시에 높은 기계적 신뢰성을 갖출 수 있다는 점에서도 많은 주목을 받고 있다.

그러나 실용화를 위해서는 유의미한 출력의 폭발을 안정적이고 연속적으로 제어할 수 있는 기술과 여기서 발생하는 초고온, 초고압의 [[플라즈마]]와 더불어 강력한 충격파 역시 유의미한 시간 동안 견딜 수 있는 소재의 개발이 관건이다. 작동 중 조금만 잘못돼도 엔진 전체가 폭발해버리기 때문에 거의 시한폭탄에 가깝다.

사실, RDE는 1950년대에 개념이론이 등장했지만 불과 10여년 전까지만 해도 실현이 불가능하다고 여겨져 왔으며, 기초적인 시제품들이 나오기 시작한 지는 겨우 수 년이 지났을 정도로 신생 분야이다.
== 이점/원리 ==
회전 폭발 로켓 엔진이 주목받는 이유 중 하나는 상술했듯이 연료가 폭발 될 때부터 유동이 초음속이라는 점이다. 기존의 로켓 엔진들은 인젝터와 연소실에서 아음속으로 분사, 연소된 연료를 벨 형태의 노즐로 배출시켜 유동을 초음속으로 만드는 원리로 작동하는데, RDE는 애초에 연료가 연소실로 주입 될 때부터 충격파를 때려맞아 이름에도 나와있듯이 '폭발'시키며(Detonation) 초음속의 유동을 형성하기 때문에 열효율과 비추력이 훨씬 좋다.

따라서 [[로켓 엔진]]에 적용할 경우 엔진의 노즐과 연소챔버가 로켓 엔진 무게의 대부분을 차지하는 특성상 이를 생략할 수 있어 혁명적인 중량절감을 달성할 수 있으며, [[가스터빈]]에 적용할 경우 압축기 및 연소부가 축소되어 체적을 30% 감소 시킬 수 있고, [[미사일]]에 적용할 경우 엔진 및 모터부 축소, 연료량 증가로 비거리가 최소한 20% 이상 늘어나는 이점이 있을 것으로 계산되고 있다.

또한 [[아음속]], [[초음속]], [[극초음속]]의 모든 속도 범위는 물론 [[대기권]]에서 뿐만 아니라 우주에서도 작동할 수 있기 때문에[* 게다가 RDE의 구조 상 에어로스파이크 노즐을 적용하기에 굉장히 좋은 플랫폼인데(사실상 RDE랑 에어로스파이크는 일체형이라고 보면 된다.), 덕분에 주변 대기압(Ambient pressure)의 밀도와 상관없이 높은 비추력을 얻을 수 있다. 우주와 대기권을 오가는 발사체에는 매우 중요한 역량.] [[로켓 엔진]]과 [[제트 엔진]]의 범주를 넘나드는 것이 가능하고 출력 조정과 재사용도 가능하여 향후 단발 엔진 항공기 겸 우주선인 [[SSTO]]를 실현해 줄 미래 엔진 후보로서 강력하게 여겨지고 있다.
회전 폭발 로켓 엔진 (r2 버전으로 되돌리기)

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