Japonia a testat cu succes, la sol, un motor de tip statoreactor destinat unui avion experimental capabil să atingă viteze de ordinul Mach 5, marcând un pas înainte în dezvoltarea transportului hipersonic și a tehnologiilor reutilizabile pentru zboruri spațiale, scrie Interesting Engineering.
Testul a fost realizat de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), în colaborare cu Waseda University, University of Tokyo și Keio University. Proiectul face parte dintr-un program de cercetare care urmărește integrarea controlului dintre structură și sistemul de propulsie pentru vehicule hipersonice.
Viteză de cinci ori mai mare decât viteza sunetului
Mach 5 reprezintă o viteză de cinci ori mai mare decât viteza sunetului și constituie granița oficială dintre viteza supersonică și cea hipersonică.
La această viteză, aerul din jurul unui vehicul nu se mai comportă ca un simplu fluid, ci suferă modificări chimice și termice extreme din cauza frecării și a compresiei intense.
În cadrul experimentului, un model de aeronavă a fost testat într-o instalație specială pentru motoare statoreactoare, la centrul spațial Kakuda din prefectura Miyagi. Cercetătorii au recreat condiții similare zborului la viteza Mach 5.
Au fost evaluate mai multe aspecte esențiale: rezistența la temperaturi extreme, comportamentul suprafețelor de control și funcționarea motorului în regim hipersonic. La astfel de viteze, temperatura din jurul aeronavei poate ajunge la aproximativ 1.000°C (circa 1.832°F). Sistemul de protecție termică a reușit însă să mențină interiorul la valori apropiate de normal, permițând funcționarea echipamentelor electronice de la bord.
De asemenea, echipa a analizat modul în care căldura se distribuie pe suprafața aparatului, pentru a verifica metodele de proiectare structurală necesare în astfel de condiții. În paralel, au fost măsurate temperaturile gazelor evacuate de motorul alimentat cu hidrogen, inclusiv pentru a evalua impactul asupra mediului al acestor tehnologii.
Se ia în calcul testarea aeronavei în condiții reale
Aeronava a fost construită în cadrul unui proiect comun între universități și agenții, finanțat de Japan Society for the Promotion of Science. Scopul general este dezvoltarea unei platforme de testare hipersonice, care ar putea fi lansată cu ajutorul unor rachete de tip sounding, pentru experimente reale în zbor.
Spre deosebire de avioanele convenționale, vehiculele hipersonice necesită o integrare foarte strânsă între structură și motor. La viteze extreme, fluxul de aer și funcționarea motorului se influențează reciproc: undele de șoc modifică aerul care intră în motor, iar tracțiunea afectează stabilitatea aerodinamică. Din acest motiv, inginerii tratează întregul sistem ca pe un ansamblu unitar.
În etapa următoare, se ia în calcul testarea aeronavei în condiții reale, montată pe o rachetă sau un alt vehicul de lansare, pentru a demonstra zborul la Mach 5.
Zboruri între Japonia și Statele Unite în aproximativ două ore
Aceste cercetări fac parte dintr-un efort global de dezvoltare a transportului ultra-rapid. Potrivit JAXA, aplicațiile viitoare ar putea include zboruri între Japonia și Statele Unite în aproximativ două ore, mult mai rapide decât în prezent. De asemenea, tehnologia ar putea contribui la realizarea unor avioane spațiale capabile să ajungă la altitudini de circa 100 km, aproape de limita spațiului.
Motoarele statoreactoare sunt considerate esențiale în acest domeniu, deoarece folosesc aerul care intră la viteze mari pentru ardere, fără a depinde complet de oxidanți transportați la bord, așa cum se întâmplă în cazul rachetelor clasice.
Testul reușit arată că Japonia continuă să facă progrese într-unul dintre cele mai dificile domenii ale ingineriei aerospațiale: menținerea funcționării stabile a motorului, integritatea structurii și protecția termică la viteze hipersonice.
Ştiri video recomandate
