[AR] Re: Orions and PDEs (was Re: More MAX delays.)

  • From: "Anthony Cesaroni" <anthony@xxxxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sun, 26 Jan 2020 22:27:31 -0500

Hi Bill,

 

PDEs are interesting technology with bunch a lot of uncharted territory still. 
Frequency, fuels, mechanisms, materials, there’s still a lot to learn. Black 
magic too unfortunately and like many things in this business, nobody is 
sharing hoping to gain a competitive edge if they have one that works. 

 

One of the characteristics of pulse detonation and pulse combustion engines is 
that even though peak combustion temperature can be higher than other means, 
NOX production tends to be lower (as an air breather) if designed to optimize 
this correctly. The reason is that the peak reactant combustion resident time 
is relatively short so NOX doesn’t have time to form. Some heat and boiler 
manufacturers have taken advantage of this. Lennox makes a furnace that has a 
pulse jet engine (Lo-NOX) as an example. I have a 1M BTU pulse boiler in our 
calorimeter wind tunnels as a heat source and have worked on all kinds of wacky 
configurations over the years including linear and radial for MHD power 
generation as well as propulsion.

 

It’s just not a major attention getter for now. 

 

Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

 <http://www.cesaronitech.com/http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf Of 
William Claybaugh
Sent: Sunday, January 26, 2020 8:23 PM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: Orions and PDEs (was Re: More MAX delays.)

 

Anthony:

 

I recently saw a test of a PDE that used a rotating detonation wave.  No HF 
noise; notably higher performance than the same propellants conventionally 
combusted.

 

Bill

 

On Sun, Jan 26, 2020 at 5:33 PM Anthony Cesaroni <anthony@xxxxxxxxxxx 
<mailto:anthony@xxxxxxxxxxx> > wrote:

Hi Henry,

The first time I got close-up and personal with a PDE was at DRDC Valcartier
when we were working on HEMi. I think you may have been involved with us on
a DND program around that time. The first thing I started discussing with
them was frequency. They were running at a relatively low frequency range
with multiple chambers, mechanical valving and propane as a fuel. I had done
a lot of work previously on pulse combustion at frequencies above 440Hz.
This was around 2004 and had just recently become a US person. Even though I
had worked with DND previously as a Canadian, I got shut down immediately
and was read the ITAR/CGRP riot act. Pratt and Whitney US was working on
higher frequencies with the USAF. They were collaborating with Valcartier
but it had to be done through channels. 

I was really interested in pursuing some high frequency concepts with them
but the PM passed away unexpectedly and it was going to be more hassle than
it was worth to get the PDE project added to my US/Canada TAA at the time. I
may revisit it again in the near future.

Is there a similar regulatory firewall between NATO ally countries in
Europe?  

Anthony J. Cesaroni
President/CEO
Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace
http://www.cesaronitech.com/
(941) 360-3100 x101 Sarasota
(905) 887-2370 x222 Toronto

-----Original Message-----
From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>  
<arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> > On Behalf
Of Henry Spencer
Sent: Sunday, January 26, 2020 5:32 PM
To: Arocket List <arocket@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx> >
Subject: [AR] Orions and PDEs (was Re: More MAX delays.)

On Sun, 26 Jan 2020, John Dom wrote:

Orion is a nuclear PDE concept if I understand it correctly.

Not exactly.  Traditional PDEs still have chambers and nozzles, more or less
like conventional engines -- it's just that fuel/oxidizer feed and
combustion alternate, rather than both being continuous.

There are impressive videoclips showing a micro Orion take off using 
conventional detonations.

Indeed so, but that was a proof-of-concept demonstrator, and nobody cared
that it used combustion energy and propellant mass very inefficiently,
compared to a conventional rocket.

I thought I never read mentioned *how* existing PDEs are built, 
technically, on AR.

Try Bratkovich et al, "An Introduction to Pulse Detonation Rocket Engines",
Joint Propulsion Conference 1997, AIAA 97-2742.  There may be better and/or
more recent references -- it's not an area I really follow.

Last I heard, they typically claim a 10-15% advantage in Isp, and sometimes
actually demonstrate that :-), at the cost of (so far) truly dismal T/W --
very heavy engines with quite low thrusts -- and hideous noise and
vibration.  The T/W and the resulting dry mass are bad enough that *vehicle*
performance is rather better if you use a conventional engine and carry a
bit more fuel.  Maybe this can eventually be fixed... 
maybe.  Good luck fixing the noise/vibration problem when shock waves are an
inherent part of engine operation.

As I've mentioned before, I kinda gave up on PDEs when I ran into a paper
explaining how wonderful they were and how they would soon replace all other
kinds of rockets -- in the May 1957 issue of the ARS Journal.

Henry




Other related posts: