Revolutionair hypersonisch voortstuwingsysteem stelt sub-30-minuten transcontinentale reizen in

Onderzoekers hebben een voortstuwingsysteem ontwikkeld dat de weg kan banen voor hypersonische vlucht, zoals reizen van New York naar Los Angeles in minder dan 30 minuten. Ze ontwikkelden een manier om de detonatie nodig voor hypersonische voortstuwing te stabiliseren door een speciale hypersonische reactiekamer voor straalmotoren te creëren.

Er is een intensiverende inspanning om robuuste voortstuwingsystemen te ontwikkelen voor hypersonische en supersonische vlucht die vlucht door de atmosfeer met zeer hoge snelheden mogelijk zouden maken en ook efficiënte in- en uitgang uit planeetatmosferen toelaten. Het stabiliseren van een detonatie — de krachtigste vorm van intense reactie en energievrystelling — heeft het potentieel om hypersonische voortstuwing en energiesystemen te verbeteren.

Het systeem kan luchtreizen mogelijk maken met snelheden van Mach 6 tot 17, wat meer is dan 4.600 tot 13.000 mijl per uur. De technologie benut de kracht van een schuine detonatiegolf die gevormd werd met een schuine ramp binnen de reactiekamer om een detonatie-inducerende schokgolf voor voortstuwing te creëren. In tegenstelling tot rotterende detonatiegolven die spinnen, zijn schuine detonatiegolven stationair en gestabiliseerd.

De technologie verbetert straalmotor efficiëntie zodat meer kracht gegenereerd wordt terwijl minder brandstof gebruikt wordt dan traditionele voortstuwingsmotoren, wat de brandstof lading verlicht en kosten en emissies reduceert. Naast snellere luchtreizen, kan de technologie ook gebruikt worden in raketten voor ruimtemissies, wat ze lichter maakt, verder laat reizen, en schoner laat branden.

Detonatie voortstuwingsystemen zijn bestudeerd voor meer dan een half eeuw maar waren niet succesvol geweest door de chemische brandstoffen gebruikt of de manieren waarop ze gemengd waren. Eerder werk van het onderzoeksteam overkwam dit probleem door de snelheid van de brandstoffen waterstof en zuurstof die in de motor vrijgekomen werden zorgvuldig te balanceren om de eerste experimentele bewijs van een rotterende detonatie te creëren.

De korte duur van de detonatie, vaak slechts microseconden of milliseconden, maakt ze moeilijk te bestuderen en onpraktisch voor gebruik. De onderzoekers waren echter in staat om de duur van een detonatiegolf voor drie seconden te handhaven door een nieuwe hypersonische reactiekamer te creëren, bekend als een hypersonische hoge-enthalpie reactie (HyperREACT) faciliteit. De faciliteit bevat een kamer met een 30-graden hoek ramp nabij de brandstof mengkamer die de schuine detonatiegolf stabiliseert.

Volgende stappen voor het onderzoek zijn de toevoeging van nieuwe diagnostiek en meettools om een dieper begrip van de fenomenen te krijgen. Het team zal doorgaan met het verkennen van meer experimentele configuraties om in meer detail de criteria te bepalen waarmee een schuine detonatiegolf gestabiliseerd kan worden. Als succesvol in het vooruitgang brengen van deze technologie, kan detonatie-gebaseerde hypersonische voortstuwing geïmplementeerd worden in menselijke atmosferische en ruimtereizen in de komende decennia.