Et team av kinesiske ingeniører har laget en avansert tomodusmotor som lar fly bevege seg med en hastighet på 19 756 km/t i en høyde av 30 km.
En roterende forbrenningsmotor fra NASA i drift under testing. Foto: NASA
Kinesiske hypersoniske våpenforskere har utviklet verdens kraftigste roterende eksplosive motor, rapporterte Interesting Engineering 27. desember. Den nye roterende eksplosive motoren, som beskrives som et revolusjonerende design, kan drive fly til høyder på 30 km og reise med Mach 16 (19 756 km/t). Med denne hastigheten ville interkontinental flyging bare ta noen få timer og forbruke betydelig mindre drivstoff enn konvensjonelle jetmotorer.
Motoren, som er designet av Zhang Yining og kolleger ved Beijing Institute of Machinery, ble delt i en desemberartikkel i det kinesiske tidsskriftet Propulsion Technology. Motoren opererer i to moduser; den første, ved hastigheter under Mach 7 (8 643 km/t), fungerer som en kontinuerlig roterende forbrenningsmotor (RDE). Uteluft blandes med drivstoff og forbrennes, noe som skaper en sjokkbølge. Denne sjokkbølgen forplanter seg i det ringformede kammeret. Under rotasjonen forbrenner sjokkbølgen mer drivstoff, noe som resulterer i sterk og kontinuerlig skyvekraft for flyet.
I den andre modusen, når flyet beveger seg i hastigheter over Mach 7, slutter sjokkbølgen å rotere og fokuserer på en sirkulær plattform bak på motoren. Dette bidrar til å opprettholde skyvekraften gjennom en indirekte eksplosjon på en nesten lineær måte. Som forskerteamet beskriver, selvantenner drivstoffet seg når det nærmer seg den bakre plattformen på grunn av den høye hastigheten på den innkommende luften. Motoren er avhengig av denne detonasjonen som sin primære skyvekraft gjennom hele driften.
Zhang og kollegene hans opplyste ikke om motorens effektivitet i forskningsartikkelen. Basert på tidligere vitenskapelige estimater kan imidlertid eksplosive, brennbare gasser omdanne nesten 80 % av sin kjemiske energi til kinetisk energi. Dette er en betydelig forbedring i forhold til konvensjonelle turbofanmotorer, som vanligvis oppnår en effektivitet på 20–30 %, avhengig av langsom og skånsom forbrenning. Zhangs forskerteam uttalte at designet deres kombinerer roterende detonasjon og lineær detonasjon ved forskjellige hastigheter. Denne løsningen tilbyr flere fordeler, og potensielt forbedrer den optimale termodynamiske sykluseffektiviteten over nesten alle hastighetsområde.
Ifølge forskerne er det vanskelig å bytte til den nye forbrenningsmotoren på grunn av dens to driftsmoduser. Når hastighetene nærmer seg Mach 7, blir rotasjonstenningsmodusen mindre bærekraftig. Derfor må den indirekte tenningsmodusen utløses raskt. En løsning er å redusere den innkommende lufthastigheten fra Mach 7 til Mach 4 (4939 km/t) eller enda lavere. Dette vil tillate at drivstoffet varmes opp tilstrekkelig til å selvantennes. En annen løsning er å justere motorens indre struktur litt, for eksempel å endre diameteren på det sirkulære kammeret og vinkelen på sjokkbølgen. Slike endringer kan påvirke motorens generelle ytelse. Ifølge forskerteamet krever ikke den nye motoren spesialiserte driftsforhold og kan operere effektivt i de fleste tilfeller.
An Khang (ifølge Interesting Engineering )
[annonse_2]
Kildekobling
Kommentar (0)