چین مانع بزرگ هایپرسونیک را از سر راه برداشت

به گزارش خبرآنلاین، پژوهشگران چینی، یک موتور رم‌جت با هندسه متغیر را در یک مرکز آزمایش زمینی که شرایط پرواز با سرعت بالا را شبیه‌سازی می‌کند، آزمایش کردند. آن‌ها اعلام کردند این موتور توانسته است پیوسته از ۱.۸ ماخ، یعنی تقریباً دو برابر سرعت صوت، تا ۶ ماخ کار کند؛ بدون آنکه گازهای فوق‌داغ از بخش‌های متحرک آن نشت کنند.

گلوگاه محفظه احتراق این موتو در کسری از ثانیه تغییر شکل داده و هم‌زمان جریان گازهایی با دمای ۱۶۵۰ درجه سانتی‌گراد را کنترل کرده است. مهم‌تر از همه اینکه این سامانه در طول آزمایش هیچ نشتی از خود نشان نداده است.

رم‌جت چیست؟

رم‌جت‌ها نوعی موتور هواتنفس هستند که برخلاف موتورهای توربوجت، کمپرسور متحرک ندارند. این موتورها با استفاده از سرعت بالای حرکت هواپیما، هوای ورودی را فشرده می‌کنند، سوخت را می‌سوزانند و از گازهای خروجی برای تولید رانش بهره می‌گیرند.

رم‌جت یک محدودیت اساسی دارد. موتورهای رم‌جت معمولی معمولاً تا زمانی که وسیله پرنده به حدود ۳ ماخ نرسد، قادر به روشن شدن نیستند. به همین دلیل، برای رساندن آن‌ها به سرعت اولیه، به یک بوستر موشکی نیاز است. موضوعی که هم وزن سامانه را افزایش می‌دهد و هم هزینه و پیچیدگی طراحی را بیشتر می‌کند.

پژوهشگران چینی معتقدند طراحی جدید آن‌ها می‌تواند این محدودیت را تا حد زیادی کاهش دهد و امکان کار موتور را در سرعت‌های بسیار پایین‌تر فراهم کند. در حوزه پیشرانش هایپرسونیک، رم‌جت با هندسه متغیر سال‌ها به‌عنوان یکی از دشوارترین فناوری‌های قابل دستیابی شناخته می‌شود.

بر اساس گزارش South China Morning Post، در طراحی جدید، گلوگاه محفظه احتراق می‌تواند متناسب با سرعت پرواز، تنگ یا گشاد شود تا جریان هوا همیشه در شرایط بهینه باقی بماند.

مزایای طراحی جدید

• کاهش وزن موتور
• افزایش بهره‌وری سوخت
• فراهم کردن امکان توسعه وسایل پرنده هایپرسونیک با قابلیت استفاده مجدد

همین قابلیت، یک چالش بزرگ نیز ایجاد می‌کند. تمام قطعات متحرک باید در برابر جریان گازهایی که با سرعت بسیار زیاد و دمای فوق‌العاده بالا حرکت می‌کنند، کاملاً آب‌بندی شوند. در بسیاری از طرح‌های گذشته، نشتی گازهای داغ آن‌قدر زیاد بود که ادامه توسعه این فناوری عملاً متوقف شد.

پژوهشگران برای حل این مشکل از یک سامانه آب‌بندی دولایه استفاده کردند. لایه نخست، حلقه‌ای انعطاف‌پذیر از الیاف سرامیکی است که شوک اولیه حرارتی را جذب می‌کند. در پشت آن نیز حلقه‌ای از گرافیت فشرده قرار گرفته است.

نتایج آزمایش نشان می‌دهد که آب‌بند سرامیکی به‌تنهایی عملکرد مناسبی نداشت و مقدار زیادی گاز از آن عبور می‌کرد. اما زمانی که گرافیت در پشت یک محفظه کوچک ضربه‌گیر قرار گرفت، میزان نشتی به تنها ۱.۹ درصد مقدار اولیه کاهش یافت.

به گفته پژوهشگران، در عمل این گرافیت بود که نقش اصلی را در جلوگیری از نشت گازهای فوق‌داغ ایفا کرد.

البته این دستاورد هنوز به یک آزمایش زمینی محدود است و تا تبدیل شدن به یک موتور عملیاتی یا نصب روی یک وسیله پرنده، مسیر طولانی دیگری در پیش دارد. با این حال، اگر نتایج این پژوهش در آزمایش‌های بعدی نیز تکرار شود، می‌تواند گام مهمی در توسعه نسل آینده سامانه‌های پیشران هایپرسونیک باشد.

۵۸۵۸