초음속 엔진은 마하 16의 속도에 도달할 수 있습니다.

중국 엔지니어 팀이 항공기가 고도 30km에서 시속 19,756km로 비행할 수 있도록 하는 첨단 이중 모드 엔진을 개발했습니다.

NASA의 회전식 내연기관이 시험 가동 중인 모습. 사진: NASA

중국 극초음속 무기 연구진이 세계에서 가장 강력한 회전식 폭발 엔진을 개발했다고 인터레셔널 엔지니어링(Interesting Engineering) 이 12월 27일 보도했습니다. 혁신적인 설계로 평가받는 이 새로운 회전식 폭발 엔진은 항공기를 30km 고도까지 끌어올리고 마하 16(시속 19,756km)의 속도로 비행할 수 있습니다. 이 속도라면 대륙 간 비행이 단 몇 시간 만에 가능하며 기존 제트 엔진보다 연료 소모량도 훨씬 적습니다.

베이징 기계 연구소의 장이닝(Zhang Yining) 연구진이 설계한 이 엔진에 대한 정보는 중국 추진 기술 저널에 12월에 게재된 기사를 통해 공개되었습니다. 이 엔진은 두 가지 모드로 작동하는데, 첫 번째 모드는 마하 7(8,643km/h) 이하의 속도에서 연속 회전 내연 기관(RDE)으로 작동합니다. 외부 공기가 연료와 혼합되어 연소되면서 충격파가 발생하고, 이 충격파는 환형 연소실 내부를 전파합니다. 회전하는 동안 충격파는 더 많은 연료를 연소시켜 항공기에 강력하고 지속적인 추력을 제공합니다.

두 번째 모드에서는 항공기가 마하 7 이상의 속도로 비행할 때 충격파의 회전이 멈추고 엔진 후방의 원형 플랫폼에 집중됩니다. 이는 거의 직선 형태로 간접 폭발을 통해 추력을 유지하는 데 도움이 됩니다. 연구팀의 설명에 따르면, 유입되는 공기의 빠른 속도로 인해 연료가 후방 플랫폼에 접근하면서 자연 발화합니다. 엔진은 작동 내내 이 폭발을 주요 추력으로 사용합니다.

장 박사 연구팀은 연구 논문에서 엔진 효율을 공개하지 않았습니다. 그러나 기존 과학적 추정에 따르면, 폭발성 가연성 가스는 화학 에너지의 거의 80%를 운동 에너지로 전환할 수 있습니다. 이는 느리고 완만한 연소에 의존하여 일반적으로 20~30%의 효율을 내는 기존 터보팬 엔진에 비해 상당한 개선입니다. 장 박사 연구팀은 자신들의 설계가 다양한 속도에서 회전 폭발과 선형 폭발을 결합한 것이라고 밝혔습니다. 이러한 방식은 여러 가지 장점을 제공하며, 거의 모든 속도 범위에서 최적의 열역학적 사이클 효율을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

과학자들에 따르면, 새로운 내연기관은 두 가지 작동 모드 때문에 전환이 어렵다고 합니다. 속도가 마하 7에 가까워지면 회전 점화 모드는 지속 가능성이 떨어지므로, 간접 점화 모드를 신속하게 작동시켜야 합니다. 한 가지 해결책은 유입 공기 속도를 마하 7에서 마하 4(4,939km/h) 또는 그 이하로 낮추는 것입니다. 이렇게 하면 연료가 충분히 가열되어 자연 점화될 수 있습니다. 또 다른 해결책은 원형 연소실의 직경이나 충격파의 각도를 변경하는 등 엔진 내부 구조를 약간 조정하는 것입니다. 이러한 변경은 엔진의 전반적인 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 연구팀에 따르면, 새로운 엔진은 특별한 작동 조건을 필요로 하지 않으며 대부분의 경우 효율적으로 작동할 수 있습니다.

안캉 ( Interesting Engineering 에 따르면)

출처 링크: https://vnexpress.net/dong-co-sieu-thanh-co-the-dat-toc-do-mach-16-4694271.html