Oletko koskaan tuntenut tarvetta päästä jonnekin todella, todella nopeasti? Toimiiko Mach 17? Se on nopeus, jolla tutkijoiden uusi prototyyppimoottori Keski-Floridan yliopisto (UCF) voisi mahdollisesti heittää lentokoneen taivaan halki, jolloin matka New Yorkista Los Angelesiin alle puolessa tunnissa. Tämän uuden tekniikan ytimessä on uusi propulsiotekniikka, joka stabiloi räjähdyksiä ja käyttää sitten niiden iskuaaltoja tuottamaan ilma-alukseen yliäänivoimaa.
Räjähdykset eivät ole mitään uutta propulsiojärjestelmissä. Polttomoottorit (ICE) ovat käyttäneet niitä mäntien liikuttamiseen yli 150 vuoden ajan. ICE:t käyttävät polttoprosessia nimeltä ' räjähdys ”. Tämä prosessi on samanlainen kuin tulisija, jonka näkisit takassa. Ne ovat suhteellisen hitaita ja helppoja hallita, ja niitä on käytetty laajalti erilaisissa prosesseissa ruudista kaasuliesiin.
Esimerkki ICE:n toiminnasta.
Toisaalta a räjähdys on paljon rajumpi palamisprosessin muoto. Räjäytykset leviävät yliäänisesti , ja se voi tuhota sen käyttövoimana käytettävän polttoaineen poikkeuksellisen nopeasti. Niitä on myös paljon vaikeampi hallita ja paljon vaarallisempia kuin tyypilliset syttymisreaktiot.
Tällaisen voimakkaan reaktion käyttämisessä työntövoiman aikaansaamiseksi on etuja. A pyörivä räjähdysmoottori , jossa räjäytykset kulkevat ympäriinsä rengasmainen mallia jatkuvasti, on ollut tutkimuksen kohteena lähes puoli vuosisataa. Useat tiimit ovat työskennelleet sen parissa, mukaan lukien tohtori Ahmedin tiimi UCF:ssä. Viime vuonna jotkut tiimin jäsenistä ilmoittivat onnistuneesta testauksesta moottorin tällä konseptilla. Kokeessaan he tarkastivat nopeutta, jolla polttoaine syötettiin moottoriin.
Kokeissa käytetyn HyperReact-testimoottorin malli.
Luotto: UCF / Rosato et al.
Pyörivässä räjähdysmoottorissa räjäytykset on leikattava pois toisistaan, ja jokainen työntää pakokaasua hieman nopeammin, kunnes se saavuttaa hyperääninopeuden. Tämä edellyttää jokaisen räjähdyksen tarkkaa sijoittamista, ja tyypillisesti johti suhteellisen lyhyisiin testiajoihin, jotka kestivät vain muutaman millisekunnin, mikä tekee siitä epäkäytännöllisen käyttää kaupallisessa järjestelmässä.
Nyt he ovat ottaneet tämän tutkimuksen uuden askeleen eteenpäin. UCF-tutkijat ovat saavuttaneet jotain nimeltä ' vino räjähdysaalto ”. Tämä uudenlainen räjähdys on paikallaan ja on vakaa vähintään muutaman sekunnin. Tämä tekee niistä paljon käytännöllisempiä käytettäväksi todellisessa järjestelmässä ja ratkaisee monet pyörivän räjähdysmoottorin ongelmat, jotka he olivat aiemmin kehittäneet.
Kuvia vinon räjähdysaallon testimoottorin tuottamasta shokkiaallosta.
Luotto: UCF / Rosato et al.
Moottori on vielä kaukana kaupallisesta käytöstä. Mutta jos sitä kehitettäisiin edelleen, se voisi säästää huomattavan määrän polttoainekustannuksia, ja joidenkin arvioiden mukaan säästöt ovat jopa 25 %. Sitä voidaan käyttää myös paljon nopeampien lentokoneiden ja rakettejen tehostamiseen kuin mitä tällä hetkellä on saatavilla – älä vain odota, että saat niitä autossasi lähiaikoina. Yliääniautot eivät näytä saavan minkään viranomaisen siunausta suolansa arvoiseksi.
Lisätietoja:
UCF - Lentäminen jopa 17 Machin nopeuksilla voi tulla todellisuutta UCF:n kehittyvän propulsiojärjestelmän avulla
PNAS – Stabiloitu räjähdys hypersonic propulsiolle
Uusi Atlas - Maailman ensimmäinen: Viistoaallon räjähdysmoottori voi avata 17 Mach -lentokoneen
Fanaattinen futuristi - Maailman ensimmäinen vino pidätysmoottori pystyi avaamaan 17 Mach -lentokoneen
UT - Kuinka nopea Mach One on?
Pääkuva:
Taiteilijan käsitys yliääniaaltoaluksesta, jossa käytetään vinoa räjähdysaaltomoottoria.
Kiitokset: NASA / Daniel Rosato / UCF