中国の技術者チームが、高度30kmで時速19,756kmの速度で飛行できる先進的なデュアルモードエンジンを開発した。
試験中のNASA製ロータリー式内燃機関。写真： NASA
中国の極超音速兵器研究者らが、 世界最強の回転式爆発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回転式爆発エンジンは、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可能だ。この速度であれば、大陸間飛行はわずか数時間で済み、従来のジェットエンジンよりも燃料消費量が大幅に少なくなる。
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、中国の推進技術誌に12月号の記事で掲載された。このエンジンは2つのモードで動作する。1つ目は、マッハ7（時速8,643km）以下の速度で、連続回転式内燃機関（RDE）として機能する。外気が燃料と混合されて燃焼し、衝撃波が発生する。この衝撃波は環状燃焼室内を伝播する。回転中、衝撃波はさらに多くの燃料を燃焼させ、航空機に強力で持続的な推力を与える。
第2モードでは、航空機がマッハ7以上の速度で飛行している場合、衝撃波の回転が停止し、エンジンの後部にある円形のプラットフォームに集中します。これにより、間接的な爆発によって推力がほぼ直線的に維持されます。研究チームの説明によると、燃料は流入する空気の高速性によって後部プラットフォームに近づくと自然発火します。エンジンは、運転中を通してこの爆発を主要な推力源として利用します。
張氏らは研究論文で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、爆発性可燃性ガス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、緩慢で穏やかな燃焼に依存し、通常20～30%の効率しか達成できない従来のターボファンエンジンに比べて大幅な改善である。張氏の研究チームは、この設計は回転デトネーションと直線デトネーションを様々な速度で組み合わせたものであると述べた。このソリューションはいくつかの利点があり、ほぼあらゆる速度範囲で最適な熱力学サイクル効率を向上させる可能性がある。
科学者らによると、新型内燃機関への切り替えは、その2つの運転モードのために困難である。速度がマッハ7に近づくと、回転点火モードの持続性が低下する。そのため、間接点火モードを迅速に作動させる必要がある。一つの解決策は、流入空気速度をマッハ7からマッハ4（4,939 km/h）以下に下げることである。これにより、燃料が十分に加熱されて自己着火するようになる。もう一つの解決策は、円形燃焼室の直径や衝撃波の角度を変更するなど、エンジンの内部構造をわずかに調整することである。このような変更は、エンジンの全体的な性能に影響を与える可能性がある。研究チームによると、新型エンジンは特別な運転条件を必要とせず、ほとんどの場合に効率的に作動できるという。
アン・カン（ Interesting Engineeringによると）
ソースリンク
コメント (0)