Nowy silnik hipersoniczny

Zespół chińskich naukowców i inżynierów z Pekińskiego Instytutu Maszyn Energetycznych (chin. 北京动力机械研究所) skonstruował silnik, za pomocą którego samoloty pasażerskie i wojskowe będą mogły poruszać się z prędkością choćby do 16 Mach (niemal 20 tysięcy km/godz.). Z takim napędem samoloty mogłyby pokonać dystans pomiędzy Pekinem a Waszyngtonem w ciągu zaledwie dwóch godzin.

Test prototypu silnika przeprowadzony w hipersonicznym tunelu aerodynamicznym w Pekinie sugeruje bezprecedensowe osiągi konstrukcji pod względem ciągu, wydajności paliwowej i stabilności operacyjnej.

Wedle chińskich naukowców silnik ten mógłby również służyć „samolotom transatmosferycznym wielokrotnego użytku startującym poziomo z pasa startowego lotniska, osiągającym prędkość pozwalającą wejść na orbitę wokół Ziemi, a następnie ponownie wchodzącym w atmosferę i ostatecznie lądującym na docelowym lotnisku”.

Schemat silnika został szczegółowo opisany w recenzowanym artykule opublikowanym w Chinese Journal of Propulsion Technology przez zespół kierowany przez Zhanga Yininga.

Zgodnie z dokumentem, silnik działa w dwóch różnych trybach:

1. Poniżej prędkości Mach 7 działa jako ciągły obrotowy silnik detonacyjny. Powietrze z zewnątrz miesza się z paliwem i ulega zapłonowi, tworząc falę uderzeniową, która rozprzestrzenia się w pierścieniowej komorze. Fala uderzeniowa zapala więcej paliwa podczas rotacji, zapewniając potężny i ciągły ciąg samolotu.
2. Powyżej 7 Macha fala uderzeniowa przestaje się obracać i skupia się na okrągłej platformie z tyłu silnika, utrzymując ciąg poprzez niemal prostoliniowy ukośny format detonacji.

Eksplozja gazów palnych może przekształcić prawie 80 procent energii chemicznej w energię kinetyczną. Konwencjonalne silniki turbowentylatorowe, które opierają się na powolnym i łagodnym spalaniu, osiągają wydajność na poziomie 20-30 procent.

Zespół Zhanga twierdzi, iż zaproponowane rozwiązanie, integrujące detonację rotacyjną i prostoliniową, jest pierwszym tego typu na świecie. Jest też świadectwem chińskiej pomysłowości, innowacyjności.

„Rozwiązanie to ma oczywiste zalety i oczekuje się, iż poprawi optymalną wydajność cyklu termodynamicznego w prawie wszystkich zakresach prędkości, przynosząc rewolucyjną zmianę w napędach lotniczych” – stwierdzili naukowcy.

Pierwszy na świecie stabilny silnik detonacyjny został opracowany przez radzieckich naukowców podczas zimnej wojny, ale jego zastosowanie nie wyszło poza fazę prototypu z powodu wyzwań związanych z kontrolowaniem fali uderzeniowej.

W ostatnich latach Chiny i Stany Zjednoczone zaangażowały się w ostrą rywalizację w tej dziedzinie. NASA i firmy, takie jak GE, przeprowadziły niezależne testy naziemne prototypowych silników. Tymczasem Chiny dokonały w zeszłym roku pierwszego na świecie lotu drona napędzanego silnikiem detonacyjnego nowego typu.

Ale do rzeczywistego wykorzystania nowych silników droga, szczególnie ta technologiczna, pozostało długa.

mach, Ma, M, to jednostka prędkości równa prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu; w atmosferze standardowej na poziomie morza (temperatura 15°C, ciśnienie 1013, 25 hPa) wynosi: 1 Ma = 340 m/s = 1224 km/h; używana głównie w lotnictwie do wyrażenia prędkości lotu samolotów; nazwa jej pochodzi od nazwiska Ernsta Macha.

Na podstawie:

• sohu.com;
• ximalaya.com;
• bajiahao.baidu.com;

Autor: 梁安基 Andrzej Z. Liang, 上海 Shanghai, 中国 Chiny

e-mail: [email protected]

Redakcja: Leszek B. Ślazyk

e-mail: [email protected]

© www.chiny24.com