Mesin supersonik dapat mencapai kecepatan Mach 16.

Sebuah tim insinyur Tiongkok telah menciptakan mesin dual-mode canggih yang memungkinkan pesawat terbang mencapai kecepatan 19.756 km/jam pada ketinggian 30 km.

Mesin pembakaran internal putar NASA beroperasi selama pengujian. Foto: NASA — Mesin pembakaran internal putar NASA beroperasi selama pengujian. Foto: *NASA*

Para peneliti senjata hipersonik Tiongkok telah mengembangkan mesin peledak putar terkuat di dunia , seperti yang dilaporkan Interesting Engineering pada 27 Desember. Digambarkan sebagai desain revolusioner, mesin peledak putar baru ini dapat mendorong pesawat hingga ketinggian 30 km dan melaju dengan kecepatan Mach 16 (19.756 km/jam). Dengan kecepatan ini, penerbangan antarbenua hanya akan memakan waktu beberapa jam dan mengonsumsi bahan bakar jauh lebih sedikit daripada mesin jet konvensional.

Dirancang oleh Zhang Yining dan rekan-rekannya di Institut Mesin Beijing, informasi tentang mesin tersebut dibagikan dalam sebuah artikel bulan Desember di jurnal Teknologi Propulsi Tiongkok. Mesin ini beroperasi dalam dua mode; yang pertama, pada kecepatan di bawah Mach 7 (8.643 km/jam), berfungsi sebagai mesin pembakaran internal berputar kontinu (RDE). Udara luar bercampur dengan bahan bakar dan dibakar, menciptakan gelombang kejut. Gelombang kejut ini merambat di dalam ruang annular. Selama rotasi, gelombang kejut membakar lebih banyak bahan bakar, menghasilkan daya dorong yang kuat dan kontinu untuk pesawat.

Pada mode kedua, ketika pesawat bergerak dengan kecepatan di atas Mach 7, gelombang kejut berhenti berputar dan terfokus pada platform melingkar di bagian belakang mesin. Ini membantu mempertahankan daya dorong melalui ledakan tidak langsung secara hampir linier. Seperti yang dijelaskan oleh tim peneliti, bahan bakar terbakar sendiri saat mendekati platform belakang karena kecepatan udara yang masuk sangat tinggi. Mesin mengandalkan ledakan ini sebagai daya dorong utamanya selama pengoperasian.

Zhang dan rekan-rekannya tidak mengungkapkan efisiensi mesin tersebut dalam makalah penelitian. Namun, berdasarkan perkiraan ilmiah sebelumnya, gas mudah terbakar yang eksplosif dapat mengubah hampir 80% energi kimianya menjadi energi kinetik. Ini merupakan peningkatan signifikan dibandingkan mesin turbofan konvensional, yang biasanya mencapai efisiensi 20-30%, bergantung pada pembakaran yang lambat dan lembut. Tim peneliti Zhang menyatakan bahwa desain mereka menggabungkan detonasi putar dan detonasi linier pada berbagai kecepatan. Solusi ini menawarkan beberapa keuntungan, berpotensi meningkatkan efisiensi siklus termodinamika optimal di hampir semua rentang kecepatan.

Menurut para ilmuwan, peralihan ke mesin pembakaran internal baru ini sulit karena dua mode operasinya. Ketika kecepatan mendekati Mach 7, mode pengapian putar menjadi kurang berkelanjutan. Oleh karena itu, mode pengapian tidak langsung perlu dipicu dengan cepat. Salah satu solusinya adalah mengurangi kecepatan udara masuk dari Mach 7 menjadi Mach 4 (4.939 km/jam) atau bahkan lebih rendah. Hal ini akan memungkinkan bahan bakar memanas cukup untuk menyala sendiri. Solusi lain adalah sedikit menyesuaikan struktur internal mesin, seperti mengubah diameter ruang melingkar dan sudut gelombang kejut. Perubahan tersebut dapat memengaruhi kinerja keseluruhan mesin. Menurut tim peneliti, mesin baru ini tidak memerlukan kondisi operasi khusus dan dapat beroperasi secara efisien dalam sebagian besar kasus.

An Khang (Menurut Interesting Engineering )

Tautan sumber