中国のエンジニアチームは、2つのモードで動作する先進的なエンジンを開発し、高度30キロで時速19,756キロの飛行を可能にした。
NASAのロータリーエンジンが試験中に作動中。写真： NASA
中国の極超音速兵器研究者が世界最強のロータリーエンジンを開発したと、 Interesting Engineeringが12月27日に報じた。革新的な設計と評されるこの新型ロータリーエンジンは、航空機を高度30kmまで上昇させ、マッハ16（時速19,756km）で飛行させることができる。この速度であれば、大陸間飛行はわずか数時間で完了し、従来のジェットエンジンに比べて燃料消費量ははるかに少ない。
北京機械研究所の張一寧氏らが設計したこのエンジンに関する情報は、12月に中国の学術誌「推進技術」に掲載された論文で発表されました。このエンジンは2つのモードで作動します。1つ目はマッハ7（時速8,643km）未満の速度で回転連続燃焼エンジン（RDE）として作動します。外気が燃料と混合されて燃焼し、衝撃波が発生します。この衝撃波は環状チャンバー内で広がります。回転中、衝撃波はより多くの燃料を燃焼させ、航空機に強力で継続的な推力をもたらします。
2つ目のモードでは、機体がマッハ7を超える速度で飛行しているとき、衝撃波は回転を停止し、エンジン後部の円形プラットフォームに集中します。これにより、ほぼ直線的な間接デトネーションパターンが形成され、推力を維持できます。研究チームが説明しているように、燃料は流入する空気の高速化により、後部プラットフォームに近づくにつれて自己爆発します。エンジンは作動中、デトネーションを主な推力として利用しています。
張氏らは、研究論文の中でこのエンジンの効率を明らかにしていない。しかし、これまでの科学的推定に基づくと、可燃性ガスのデトネーションは化学エネルギーの約80%を運動エネルギーに変換できる。これは、従来のターボファンエンジン（通常は20～30%の効率しか達成できず、低速で穏やかな燃焼に頼っている）と比べて大幅な改善となる。張氏のチームによると、この設計は複数の速度域で回転デトネーションと直線デトネーションを組み合わせている。このアプローチには多くの利点があり、ほぼすべての速度域で最適な熱力学サイクルの効率を向上させることができる。
科学者によると、新しい内燃エンジンへの移行は、2つの動作モードがあるために困難です。速度がマッハ7に近づくと、回転デトネーションモードは不安定になります。そのため、間接デトネーションモードを迅速に点火する必要があります。1つの解決策は、吸気速度をマッハ7からマッハ4（時速4,939キロメートル）またはそれ以下に下げることです。これにより、燃料が自己発火するのに十分な温度になります。もう1つの解決策は、円形ベースの直径や衝撃波の角度を変えるなど、エンジンの内部構造にわずかな調整を加えることです。このような変更は、エンジン全体の性能に影響を与える可能性があります。研究チームによると、新しいエンジンは特別な動作条件を必要とせず、ほとんどの場合に効率的に動作できます。
An Khang （ Interesting Engineeringによると）
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