يمكن للمحركات الأسرع من الصوت الوصول إلى سرعات تصل إلى 16 ماخ

[إعلان 1]

نجح فريق من المهندسين الصينيين في ابتكار محرك متطور يعمل بنظامين، يسمح للطائرة بالسفر بسرعة 19756 كيلومترا في الساعة على ارتفاع 30 كيلومترا.

محرك دوار تابع لناسا أثناء الاختبار. الصورة: ناسا — محرك دوار تابع لناسا أثناء الاختبار. الصورة: *ناسا*

طوّر باحثو الأسلحة الأسرع من الصوت الصينيون أقوى محرك دوار في العالم ، وفقًا لما ذكرته مجلة إنتريستينغ إنجينيرينغ في 27 ديسمبر. يُوصف هذا المحرك الدوار الجديد بتصميمه الثوري، إذ يمكنه حمل الطائرات إلى ارتفاع 30 كيلومترًا والسفر بسرعة 16 ماخ (19,756 كم/ساعة). بهذه السرعة، تستغرق الرحلة العابرة للقارات بضع ساعات فقط، وتستهلك وقودًا أقل بكثير من المحرك النفاث التقليدي.

صُمم هذا المحرك من قِبل تشانغ ينينغ وزملائه في معهد بكين للآلات، ونُشرت معلوماته في ورقة بحثية في مجلة "تكنولوجيا الدفع" الصينية في ديسمبر. يعمل المحرك بوضعين، الأول بسرعة أقل من 7 ماخ (8643 كم/ساعة)، كمحرك احتراق مستمر دوار (RDE). يمتزج الهواء الخارجي بالوقود ويحترق، مما يُولّد موجة صدمية. تنتشر هذه الموجة في الحجرة الحلقية. أثناء الدوران، تحرق موجة الصدمة المزيد من الوقود، مما يُنتج دفعًا قويًا ومستمرًا للطائرة.

في الوضع الثاني، عندما تحلق الطائرة بسرعات تزيد عن 7 ماخ، تتوقف موجة الصدمة عن الدوران وتتركز على المنصة الدائرية في مؤخرة المحرك. يساعد هذا على الحفاظ على قوة الدفع من خلال نمط تفجير غير مباشر شبه مستقيم. وكما يصف الفريق، ينفجر الوقود ذاتيًا عند اقترابه من المنصة الخلفية بسبب السرعة العالية للهواء الداخل. يعتمد المحرك على التفجير كقوة دفع رئيسية طوال فترة تشغيله.

لم يكشف تشانغ وزملاؤه عن كفاءة محركهم في بحثهم. ومع ذلك، واستنادًا إلى تقديرات علمية سابقة، يُمكن لتفجير الغاز القابل للاحتراق أن يُحوّل ما يقرب من 80% من الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية. ويُمثل هذا تحسنًا كبيرًا مقارنةً بمحركات التوربينات المروحية التقليدية، التي عادةً ما تحقق كفاءات تتراوح بين 20% و30% وتعتمد على احتراق بطيء وهادئ. يقول فريق تشانغ إن تصميمهم يجمع بين التفجير الدوراني والتفجير الخطي بسرعات متعددة. لهذا النهج مزايا عديدة، ويمكنه تحسين كفاءة الدورة الديناميكية الحرارية المثلى في جميع نطاقات السرعة تقريبًا.

وفقًا للعلماء، فإن الانتقال إلى محرك الاحتراق الجديد صعب بسبب وضعي التشغيل. مع اقتراب السرعة من 7 ماخ، يصبح وضع التفجير الدوراني غير مستقر. لذلك، يجب تشغيل وضع التفجير غير المباشر بسرعة. أحد الحلول هو تقليل سرعة سحب الهواء من 7 ماخ إلى 4 ماخ (4939 كم/ساعة) أو حتى أقل. سيسمح هذا للوقود بالتسخين بدرجة كافية للاشتعال الذاتي. حل آخر هو إجراء تعديلات طفيفة على الهيكل الداخلي للمحرك، مثل تغيير قطر القاعدة الدائرية وزاوية موجة الصدمة. يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على الأداء العام للمحرك. وفقًا لفريق البحث، لا يتطلب المحرك الجديد ظروف تشغيل خاصة ويمكنه العمل بكفاءة في معظم الحالات.

آن كانج (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

[إعلان 2]
رابط المصدر