محققین کشور چین از طراحی موفقیت‌آمیز موتور هایپرسونیک جدید خود که قادر به دستیابی به سرعت حدود 16 ماخ است خبر داده‌اند.

محققین حوزه سلاح‌های هایپرسونیک چین ادعا کرده‌اند که سریعترین موتور چرخشی انفجاری (Rotating Detonation Engine) در دنیا را تولید کرده‌اند. این موتور که توسط چینی‌ها «انقلابی» خوانده می‌شود، قادر است هواپیما را به ارتفاع سی کیلومتری سطح زمین رسانده و آن‌ها را با سرعتی حدودا 16 ماخ حرکت دهد. اگر این ادعای چینی‌های صحت داشته باشد، پروازهای بین قاره‌ای ظرف تنها چندین ثانیه انجام شده و میزان مصرف سوخت هواپیماها در مقایسه با جت‌های کنونی به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد یافت.

موتور هایپرسونیک انقلابی چین؛ از ادعا تا واقعیت!

این موتور توسط انستیتو ماشین‌های قدرت پکن طراحی شده و به‌جز یک نمونه اولیه چاپ شده در مجله Chinese Journal of Propulsion Technology هیچ اطلاعاتی از آن در دسترس نیست. بر اساس این اطلاعات، موتور جدید چینی‌ها قادر به فعالیت در دو مد عملکردی مختلف است. مد اول این موتور در سرعت‌های زیر 7 ماخ فعال شده و عملکردی مشابه با یک موتور چرخشی انفجاری پیوسته دارد. در این مد هوای مکیده شده به داخل موتور با سوخت ترکیب شده و در اثر انفجار، امواج شوک تولید می‌کند.

این امواج شوک درون محفظه‌ای حلقوی پیشروی کرده و در طول مسیر باعث احتراق سوخت بیشتر شده و در نتیجه به‌طور پیوسته انرژی لازم برای پیشروی پرنده را فراهم می‌کنند. بد نیست بدانید که چین، آمریکا و برخی کشورهای دیگر جهان مثل ژاپن در حال حاضر از طریق آژانس‌های هوافضایی مانند ناسا مشغول کار روی توسعه موتور چرخشی انفجاری پیوسته هستند و برخی حتی نمونه‌های اولیه‌ای از طرح‌هایشان را نیز روانه بازار کرده‌اند. در این میان چین علاوه بر این موتور جدید، مدلی اولیه از یک پهپاد را نیز تحت آزمایش قرار داده است.

در گجت نیوز بخوانید:

موشک هایپرسونیک فتاح با قابلیت عبور از سامانه‌های سپر موشکی رونمایی شد

از طرف دیگر در مد دوم عملکردی که در آن هواپیما یا موشک در حال حرکت با سرعت بالاتر از 7 ماخ است، امواج شوک از چرخش ایستاده و روی بستری دایره‌ای در قسمت پشت موتور متمرکز می‌شوند. این اتفاق باعث می‌شود که پیشرانش موتور از طریق انفجار مایل و روی مسیری تقریبا صاف به‌طور پیوسته تامین شود. طبق توضیحات محققین چینی، در این مد عملکردی به دلیل سرعت بسیار بالای هوای ورودی، سوخت در طول مسیری که به سمت پلتفرم پشتی می‌پیماید، به‌طور خودکار مشتعل می‌شود. این انفجار منبع انرژی لازم برای پیشرانش موتور در این حالت به شمار می‌رود.

مقاله چاپ شده توضیحی در خصوص راندمان این موتور هایپرسونیک جدید ارائه نمی‌دهد. با این حال بر اساس پیش‌بینی‌های علمی قبلی، انفجار این گازها باعث تبدیل حدود 80 درصد انرژی شیمیایی به انرژی جنبشی خواهد شد. این عدد پیشرفت فوق‌العاده‌ای در مقایسه با موتورهای مجهز به توربوفن کنونی به شمار می‌رود که بر پایه احتراق آهسته بنا شده و راندمانی حدود 20 الی 30 درصد دارند.

تیم چینی مخترع این موتور جدید ادعا کرده که طراحی آن که بر پایه ادغام انفجار چرخشی و خطی در دامنه گسترده‌ای از سرعت‌ها انجام شده، در جهان نظیر نداشته و برای نخستین بار ارائه می‌شود. این موتور پیشرفت‌های واضحی در ارتقای راندمان ترمودینامیکی در تمامی سرعت‌ها داشته و قادر است تغییراتی انقلابی در صنعت پیشرانه‌های هوافضایی رقم بزند. البته فعالیت کردن این موتور هایپرسونیک کشور چین در دو مد باعث ایجاد چالش‌هایی عملیاتی در طراحی و ساخت آن هم شده است. زمانی که سرعت به 7 ماخ می‌رسد، مد انفجار چرخشی عملا غیرقابل مهار خواهد شد. به همین دلیل طراحان باید خیلی سریع مد انفجار خطی را فعال کنند تا مشکلی در عملکرد موتور ایجاد نشود.

این کار به روش‌های مختلفی قابل انجام است. یکی از این راه‌ها کاهش سرعت هوای ورودی از 7 ماخ به 4 ماخ یا پایین‌تر است. از این طریق امکان احتراق سوخت به اندازه‌ای که فرآیند اشتعال خودکار آغاز شود، وجود خواهد داشت. همچنین راهکار دیگر هم ایجاد تغییراتی در بدنه موتور است. از جمله این تغییرات می‌توان به تغییر قطر پلتفرم دایره‌ای و زاویه برخورد امواج شوک اشاره کرد. این تغییرات می‌توانند تاثیر زیادی روی عملکرد کلی موتور داشته باشند.

پتانسیل‌های تحقیقاتی آینده این طرح

بنا به ادعای محققین مسئول این پروژه، موتور طراحی شده در چین شرایط کاری نسبتا ساده‌ای داشته و قادر به ارائه عملکردی بهینه در اکثر شرایط خواهد بود. البته خود محققان این پروژه خاطرنشان کرده‌اند که صرف تکیه کردن به اطلاعات ارائه شده در مقاله چاپ شده از این موتور نمی‌تواند منجر به ساخت نمونه‌ای کاربردی و قابل استفاده از آن شود. دلیل آن است که در طراحی اولیه این موتور، برخی فاکتورها اعم از فضای محدود عبور هوا در نظر گرفته نشده‌اند. بنابراین لازم است با نگاهی به این پارامترها طرح‌های مهندسی کامل‌تر مربوط به این موتور در آینده تکمیل شود.