انقلابی بزرگ در ساخت قدرتمندترین موتور مافوق صوت

مهندسان چینی می گویند یک موتور انقلابی ساخته اند که قوی ترین موتور مافوق صوت در جهان است و می تواند به سرعت 16 ماخ برسد.

به گزارش ایسنا، به نقل از ساوت چاینا مورنینگ پست (SCMP)، محققان تسلیحات مافوق صوت چینی ادعا می کنند که قوی ترین موتور انفجار دوار جهان را ساخته اند. این موتور جدید تنفس هوا که “انقلابی” نامیده می شود، می تواند هواپیما را تا ارتفاع 30 کیلومتری بالا ببرد و به سرعتی در حدود 16 ماخ (16 برابر سرعت صوت) برسد.

اگر این ادعا درست باشد، با چنین سرعتی، پروازهای بین قاره ای تنها چند ساعت طول می کشد و سوخت بسیار کمتری نسبت به موتورهای جت معمولی مصرف می کند.

یک موتور جدید انقلابی

این موتور توسط ژانگ یینینگ و تیمش در مؤسسه ماشین آلات قدرت پکن و در همکاری با ارتش خلق چین طراحی شده است و اطلاعات کمی در مورد آن فراتر از طرحی که در مجله معتبر China Journal of Propulsion Technology منتشر شده است.

موتور در دو حالت کار می کند، حالت اول یک حالت 7 ماخ است که به عنوان یک موتور انفجار دوار پیوسته (RDE) عمل می کند.

در این حالت هوای بیرون با سوخت مخلوط شده و مشتعل می شود و در نتیجه موج ضربه ای ایجاد می شود. این موج ضربه ای در یک محفظه حلقوی منتشر می شود و با چرخش سوخت بیشتری را مشتعل می کند و در نتیجه یک رانش قوی و مداوم برای هواپیما ایجاد می کند.

ایالات متحده و سایر کشورها مانند ژاپن نیز در حال حاضر در حال کار بر روی مفاهیم RDE خود با ناسا هستند و پیمانکارانی مانند جنرال الکتریک اخیراً نمونه اولیه موتورها را روی زمین آزمایش کردند.

چین نیز اخیرا با آزمایش های زمینی خود و حتی نوعی پهپاد مجهز به فناوری RDE را آزمایش کرده و پیشرفت هایی در این فناوری ایجاد کرده است.

اما در حالت دوم، یعنی زمانی که هواپیما با سرعتی بیشتر از 7 ماخ در حال حرکت است، موج ضربه ای از چرخش باز می ایستد و روی سکوی دایره ای پشت موتور متمرکز می شود. این کمک می کند تا رانش را در یک خط تقریبا مستقیم نگه دارید.

همانطور که محققان در این مقاله توضیح می دهند، سوخت به دلیل سرعت بالای هوای ورودی به طور خودکار با رسیدن به سکوی عقب منفجر می شود و موتور در طول کار خود بر انفجار به عنوان نیروی محرکه اصلی خود متکی است.

ژانگ و همکارانش در مقاله تحقیقاتی خود کارایی و کارایی موتور خود را فاش نکردند. با این حال، طبق برآوردهای علمی قبلی، انفجار گازهای قابل احتراق می تواند نزدیک به 80 درصد انرژی شیمیایی را به انرژی جنبشی تبدیل کند. این یک پیشرفت قابل توجه نسبت به موتورهای توربوفن معمولی است که معمولاً 20 تا 30 درصد راندمان را ارائه می دهند و بر احتراق آرام و آرام تکیه می کنند.

تیم ژانگ ادعا می‌کند که طراحی آن‌ها که چرخش‌های چرخشی و خط مستقیم را در محدوده‌ای وسیع با سرعت ادغام می‌کند، «اول جهان» و نشانه‌ای از نبوغ چینی است.

به گفته محققان چینی، این راه حل مزایای آشکاری دارد و انتظار می رود بازده سیکل ترمودینامیکی بهینه را تقریباً در همه محدوده های سرعت بهبود بخشد و پیشرانه هوافضا را متحول کند.

به گفته این تیم تحقیقاتی، انتقال به موتور انفجاری جدید چالش برانگیز بود زیرا دارای دو حالت عملیاتی است. با نزدیک شدن سرعت به 7 ماخ، حالت چرخشی پشت سر هم ناپایدار شد، بنابراین حالت انفجاری مورب باید به سرعت فعال می شد.

به گفته نویسندگان، راه حل های بالقوه ای برای این مشکل وجود دارد. یکی کاهش سرعت هوای ورودی از 7 ماخ به 4 ماخ یا حتی کمتر است. این اجازه می دهد تا سوخت به اندازه کافی برای احتراق خودکار گرم شود. راه حل دیگر اعمال تنظیمات جزئی در ساختار داخلی موتور مانند تغییر قطر سکوی دایره ای و زاویه موج ضربه است. این تغییرات می تواند بر عملکرد کلی موتور تأثیر بگذارد.

به گفته تحلیلگران، این موتور در شرایط عملیاتی می تواند در اکثر سناریوهای رایج کارآمد باشد. با این حال، آنها همچنین خاطرنشان می کنند که تنها اتکا به اطلاعات ارائه شده در این مقاله برای ایجاد یک محصول کاربردی و قابل استفاده کافی نیست. این به این دلیل است که برخی از پارامترهای مهندسی حیاتی، مانند فضای محدود موجود برای مسیر جریان هوا، در این مقاله گنجانده نشده است.