Революционная гиперзвуковая пропульсивная система обеспечивает трансконтинентальные перелеты менее чем за 30 минут

Исследователи разработали пропульсивную систему, которая может проложить путь для гиперзвукового полета, такого как перелет из Нью-Йорка в Лос-Анджелес менее чем за 30 минут. Они разработали способ стабилизации детонации, необходимой для гиперзвуковой пропульсии, создав специальную гиперзвуковую реакционную камеру для реактивных двигателей.

Существует интенсифицирующиеся усилия по разработке надежных пропульсивных систем для гиперзвукового и сверхзвукового полета, которые позволят полет через атмосферу на очень высоких скоростях и также позволят эффективный вход и выход из планетных атмосфер. Стабилизация детонации — самой мощной формы интенсивной реакции и выделения энергии — имеет потенциал для продвижения гиперзвуковой пропульсии и энергетических систем.

Система может позволить авиаперелеты на скоростях Мах 6-17, что составляет более 4 600 - 13 000 миль в час. Технология использует силу косой детонационной волны, сформированной с использованием наклонной рампы внутри реакционной камеры для создания детонации-индуцирующей ударной волны для пропульсии. В отличие от вращающихся детонационных волн, которые крутятся, косые детонационные волны стационарны и стабилизированы.

Технология улучшает эффективность реактивного пропульсивного двигателя так, что больше мощности генерируется при использовании меньше топлива, чем традиционные пропульсивные двигатели, тем самым облегчая топливную нагрузку и снижая затраты и выбросы. Помимо более быстрых авиаперелетов, технология также может использоваться в ракетах для космических миссий, делая их легче, летящими дальше и сжигающими чище.

Детонационные пропульсивные системы изучались более полувека, но не были успешны из-за используемых химических пропеллентов или способов их смешивания. Предыдущая работа исследовательской команды преодолела эту проблему, тщательно балансируя скорость выделения пропеллентов водорода и кислорода в двигатель для создания первого экспериментального доказательства вращающейся детонации.

Короткая продолжительность детонации, часто происходящая только в микросекундах или миллисекундах, делает их трудными для изучения и непрактичными для использования. Исследователи, однако, смогли удержать продолжительность детонационной волны в течение трех секунд, создав новую гиперзвуковую реакционную камеру, известную как гиперзвуковая высокоэнтальпийная реакция (HyperREACT) установка. Установка содержит камеру с 30-градусной рампой рядом с камерой смешивания пропеллентов, которая стабилизирует косую детонационную волну.

Следующие шаги для исследований — добавление новых диагностических и измерительных инструментов для получения более глубокого понимания феноменов. Команда продолжит исследовать больше экспериментальных конфигураций для определения более детально критериев, с которыми косая детонационная волна может быть стабилизирована. Если успешно в продвижении этой технологии, детонационно-основанная гиперзвуковая пропульсия может быть внедрена в человеческие атмосферные и космические перелеты в ближайшие десятилетия.