Supersoniska motorer kan nå hastigheter på Mach 16.

Ett team av kinesiska ingenjörer har skapat en avancerad dual-mode-motor som gör att flygplan kan färdas i 19 756 km/h på en höjd av 30 km.

En roterande förbränningsmotor från NASA i drift under testning. Foto: NASA

Kinesiska forskare inom hypersoniska vapen har utvecklat världens kraftfullaste roterande sprängmotor, rapporterade Interesting Engineering den 27 december. Den nya roterande sprängmotorn, som beskrivs som en revolutionerande design, skulle kunna driva flygplan till höjder på 30 km och färdas med Mach 16 (19 756 km/h). Med denna hastighet skulle interkontinentala flygningar bara ta några timmar och förbruka betydligt mindre bränsle än konventionella jetmotorer.

Information om motorn, designad av Zhang Yining och kollegor vid Beijing Institute of Machinery, delades i en decemberartikel i den kinesiska tidskriften Propulsion Technology. Motorn arbetar i två lägen; det första, vid hastigheter under Mach 7 (8 643 km/h), fungerar som en kontinuerligt roterande förbränningsmotor (RDE). Uteluft blandas med bränsle och förbränns, vilket skapar en stötvåg. Denna stötvåg sprider sig inuti den ringformade kammaren. Under rotationen förbränner stötvågen mer bränsle, vilket resulterar i en stark och kontinuerlig dragkraft för flygplanet.

I det andra läget, när flygplanet rör sig i hastigheter över Mach 7, slutar stötvågen rotera och fokuserar på en cirkulär plattform baktill på motorn. Detta hjälper till att bibehålla dragkraften genom en indirekt explosion på ett nästan linjärt sätt. Som forskargruppen beskriver självantänds bränslet när det närmar sig den bakre plattformen på grund av den höga hastigheten på den inkommande luften. Motorn förlitar sig på denna detonation som sin primära dragkraft under hela driften.

Zhang och hans kollegor avslöjade inte motorns effektivitet i forskningsartikeln. Baserat på tidigare vetenskapliga uppskattningar kan dock explosiva, brandfarliga gaser omvandla nästan 80 % av sin kemiska energi till kinetisk energi. Detta är en betydande förbättring jämfört med konventionella turbofläktmotorer, som vanligtvis uppnår 20–30 % effektivitet, baserat på långsam och skonsam förbränning. Zhangs forskargrupp uppgav att deras design kombinerar roterande detonation och linjär detonation vid olika hastigheter. Denna lösning erbjuder flera fördelar, vilket potentiellt förbättrar den optimala termodynamiska cykeleffektiviteten över nästan alla hastighetsområden.

Enligt forskarna är det svårt att byta till den nya förbränningsmotorn på grund av dess två driftslägen. När hastigheterna närmar sig Mach 7 blir rotationständningsläget mindre hållbart. Därför måste det indirekta tändningsläget utlösas snabbt. En lösning är att minska den inkommande lufthastigheten från Mach 7 till Mach 4 (4 939 km/h) eller ännu lägre. Detta skulle göra det möjligt för bränslet att värmas upp tillräckligt för att självantända. En annan lösning är att justera motorns interna struktur något, till exempel att ändra diametern på den cirkulära kammaren och stötvågens vinkel. Sådana förändringar kan påverka motorns totala prestanda. Enligt forskargruppen kräver den nya motorn inte specialiserade driftsförhållanden och kan fungera effektivt i de flesta fall.

An Khang (enligt Interesting Engineering )

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