Novi pogonski sustav omogućit će letove brzinama do 17 Macha
Pogonski sustav razvijen na Sveučilištu centralne Floride utire put tehnologiji koja putovanje od New Yorka do Los Angelesa skraćuje na manje od 30 minuta
U najnovijem radu, objavljenom u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, istraživači s Floride otkrili su način kako stabilizirati detonacije potrebne za hipersonični pogon stvaranjem posebne hipersonične reakcijske komore za mlazne motore.
Stabiliziranje detonacije
Razvoj robusnih pogonskih sustava za hipersonični i nadzvučni let trebao bi omogućiti let kroz atmosferu vrlo velikim brzinama, ali i učinkovit ulazak i izlazak iz planetarnih atmosfera. Stabiliziranje detonacije, najmoćnijeg oblika intenzivne reakcije i oslobađanja energije, moglo bi revolucionirati hipersonične pogonske i energetske sustave.
Sustav bi tako mogao omogućiti zračni promet brzinama od 6 do 17 maha, što je više od 7.500 do 20.000 kilometara na sat. Tehnologija iskorištava snagu kosog detonacijskog vala nastalog korištenjem kutne rampe unutar reakcijske komore kako bi se stvorio udarni val koji inducira detonaciju.
Za razliku od rotacijskih detonacijskih valova koji se vrte, kosi detonacijski valovi su stacionarni i stabilizirani. Tehnologija poboljšava učinkovitost mlaznog pogonskog motora tako da se generira više snage uz manje goriva od tradicionalnih pogonskih motora, čime se olakšava opterećenje gorivom te ujedno smanjuju troškovi i emisije.
Osim za brže putovanje zrakoplovom, tehnologija bi se mogla koristiti i u raketama za svemirske misije; takve bi rakete bile lakše zbog toga što bi nosile manje goriva, putovale bi dalje i čistije bi izgarale.
Pola stoljeća istraživanja
Detonacijski pogonski sustavi proučavaju su se više od pola stoljeća, ali nisu bili uspješni zbog korištenih kemijskih pogonskih goriva ili načina njihova miješanja. Prethodni rad UCF-ovih istraživača prevladao je ovaj problem pažljivim uravnoteženjem brzine ispuštanja vodika i kisika u motor. Međutim, kratko trajanje detonacije, često mjereno mikro ili milisekundama, otežavalo je proučavanje i bilo je nepraktično za upotrebu.
U novoj studiji, međutim, istraživači UCF-a uspjeli su detonacijski val produžiti na tri sekunde i stvoriti novu hipersoničnu reakcijsku komoru, HyperREACT. Postrojenje sadrži komoru s kutnom rampom pod 30 stupnjeva u blizini komore za miješanje pogonskog goriva koja stabilizira kosi detonacijski val.
Atmosferska i svemirska putovanja
"Ovo je prvi put da se pokazalo da se detonacija eksperimentalno stabilizira", kažu istraživači. "Napokon smo u stanju zadržati detonaciju u prostoru. Poput smrzavanja jake eksplozije u fizičkom svemiru."
Slijede provjere pomoću novih alata za dijagnostiku i mjerenje te istraživanje eksperimentalnih konfiguracija kako bi se detaljnije odredili kriterije pomoću kojih se kosi detonacijski val može stabilizirati.
Budu li rezultati zadovoljavajući, kažu istraživači, hipersonični pogon temeljen na detonaciji mogao bi se primijeniti u ljudskim atmosferskim i svemirskim putovanjima u narednim desetljećima.
