Silniki naddźwiękowe mogą osiągać prędkość Ma 16.

[reklama_1]

Zespół chińskich inżynierów stworzył zaawansowany silnik dwutrybowy, który pozwala samolotowi poruszać się z prędkością 19 756 km/h na wysokości 30 km.

Silnik spalinowy NASA w ruchu obrotowym podczas testów. Zdjęcie: NASA — Silnik spalinowy NASA w ruchu obrotowym podczas testów. Zdjęcie: *NASA*

Chińscy badacze broni hipersonicznej opracowali najpotężniejszy na świecie silnik wirujący, poinformował 27 grudnia portal Interesting Engineering. Opisywany jako rewolucyjny, nowy silnik wirujący mógłby rozpędzić samoloty na wysokość 30 km i osiągnąć prędkość Mach 16 (19 756 km/h). Przy tej prędkości lot międzykontynentalny trwałby zaledwie kilka godzin i zużywałby znacznie mniej paliwa niż konwencjonalne silniki odrzutowe.

Informacje o silniku, zaprojektowanym przez Zhang Yining i współpracowników z Pekińskiego Instytutu Maszyn, zostały opublikowane w grudniowym artykule w chińskim czasopiśmie „Propulsion Technology”. Silnik pracuje w dwóch trybach: pierwszy, przy prędkościach poniżej Mach 7 (8643 km/h), działa jako silnik spalinowy o ciągłym obrocie (RDE). Powietrze zewnętrzne miesza się z paliwem i jest spalane, tworząc falę uderzeniową. Fala ta rozchodzi się w komorze pierścieniowej. Podczas obrotu fala uderzeniowa spala więcej paliwa, co zapewnia samolotowi silny i ciągły ciąg.

W drugim trybie, gdy samolot porusza się z prędkością powyżej Mach 7, fala uderzeniowa przestaje się obracać i skupia się na okrągłej platformie z tyłu silnika. Pomaga to utrzymać ciąg poprzez pośrednią eksplozję w sposób niemal liniowy. Jak opisuje zespół badawczy, paliwo ulega samozapłonowi w miarę zbliżania się do tylnej platformy z powodu dużej prędkości napływającego powietrza. Silnik wykorzystuje tę detonację jako główny ciąg przez cały czas pracy.

Zhang i jego współpracownicy nie ujawnili sprawności silnika w artykule badawczym. Jednak, według wcześniejszych szacunków naukowych , wybuchowe gazy palne mogą przekształcić prawie 80% swojej energii chemicznej w energię kinetyczną. To znacząca poprawa w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami turbowentylatorowymi, które zazwyczaj osiągają sprawność na poziomie 20-30%, opierając się na powolnym i łagodnym spalaniu. Zespół badawczy Zhanga stwierdził, że ich konstrukcja łączy detonację rotacyjną i liniową przy różnych prędkościach. To rozwiązanie oferuje szereg zalet, potencjalnie poprawiając optymalną sprawność cyklu termodynamicznego w niemal każdym zakresie prędkości.

Według naukowców, przejście na nowy silnik spalinowy jest trudne ze względu na jego dwa tryby pracy. Przy prędkościach zbliżonych do Mach 7, tryb zapłonu obrotowego staje się mniej zrównoważony. Dlatego też, tryb zapłonu pośredniego musi zostać szybko uruchomiony. Jednym z rozwiązań jest zmniejszenie prędkości powietrza dolotowego z Mach 7 do Mach 4 (4939 km/h) lub nawet niższej. Pozwoliłoby to na wystarczające podgrzanie paliwa do samozapłonu. Innym rozwiązaniem jest nieznaczna modyfikacja wewnętrznej struktury silnika, na przykład zmiana średnicy komory spalania i kąta fali uderzeniowej. Takie zmiany mogłyby wpłynąć na ogólną wydajność silnika. Według zespołu badawczego, nowy silnik nie wymaga specjalnych warunków pracy i może pracować wydajnie w większości przypadków.

An Khang (według Interesting Engineering )

Link źródłowy