Przy prędkości 20 000 km/h ten silnik lotniczy z technologią „skośnego wybuchu” umożliwiłby przelecenie z jednej strony Atlantyku na drugą w ciągu 2 minut.

Idea silników detonacyjnych (ukośnych lub obrotowych) nie jest całkowicie nowa. Podobne koncepcje pojawiły się w Stanach Zjednoczonych i innych krajach podczas zimnej wojny w celu osiągnięcia prędkości hipersonicznych przez samoloty i pociski, ale zostały odrzucone ze względu na swoją złożoność techniczną.

Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) poinformowali o postępie w dziedzinie napędu hipersonicznego, który wykorzystuje teoretyczne koncepcje z dziesięcioleci temu i testuje je w symulowanych warunkach lotu. Powrót tych koncepcji w Chinach odzwierciedla zarówno postępy w materiałoznawstwie i modelowaniu komputerowym, jak i odnowione na całym świecie zainteresowanie napędem hipersonicznym, który mógłby przezwyciężyć ograniczenia scramjetów czy tradycyjnych etapów rakietowych.

Kwestionowanie praw fizyki

Badania przeprowadzono w tunelu uderzeniowym JF‑12 w Pekinie, obiekcie zdolnym do odtworzenia warunków lotu na dużych wysokościach, powyżej 40 km, co umożliwia symulację prędkości hipersonicznych bez konieczności opuszczania ziemi. Technologia: silnik detonacji skośnej (ODE) wykorzystuje standardowy kerosen lotniczy (RP‑3), aby osiągnąć prędkości zbliżone do Macha 16, czyli około 19 600 km/h.

Czym jest i jak działa

Silnik detonacyjny ukośny opiera się na zasadzie innej niż konwencjonalne silniki odrzutowe. W odróżnieniu od turbin odrzutowych lub silników scramjet, które wymagają wielu etapów sprężania i mieszania powietrza przed spalaniem, ODE wykorzystuje ukośne fale uderzeniowe do detonacji mieszanki powietrza i paliwa bezpośrednio w komorze spalania.

Jednym z kluczowych elementów projektu sprawdzonego przez chińskich naukowców jest użycie elementu o grubości zaledwie 5 mm, umieszczonego strategicznie w komorze spalania w celu wywołania tych samowystarczalnych detonacji, określanych w raportach jako „diamenty detonacyjne”. Taka konfiguracja upraszcza architekturę silnika i zwiększa efektywność termodynamiczną, jednocześnie potencjalnie zmniejszając całkowitą masę systemu.

Zła wiadomość: tutaj nie ma zasilania elektrycznego. Użycie kerosynu RP‑3, paliwa powszechnego w lotnictwie cywilnym i wojskowym, ma podwójne znaczenie: z jednej strony ułatwia logistykę i produkcję, jeśli system okaże się wykonalny; z drugiej strony oddala tę technologię od systemów, które polegają na paliwach egzotycznych lub wysoce specjalistycznych.

Od testów laboratoryjnych do rzeczywistości operacyjnej

Z sektora lotniczego i obronnego dochodzą ostrzeżenia, że osiągnięcia te są jeszcze dalekie od praktycznego zastosowania w postaci gotowych do użycia samolotów lub pocisków hipersonicznych. Testy w tunelach uderzeniowych są niezbędne do sprawdzenia różnych koncepcji, ale odtworzenie tych warunków w silniku, który będzie stabilnie funkcjonował podczas rzeczywistego lotu, niesie ze sobą znaczne dodatkowe wyzwania techniczne: zarządzanie ciepłem, integralność konstrukcyjna, kontrola przepływu przy zmieniającej się wysokości oraz dostosowanie napędu do rzeczywistych warunków lotu, by wymienić tylko niektóre z nich.

Ponadto, chociaż silnik może osiągać imponujące wyniki w symulacjach lub w kontrolowanym środowisku, przechodzenie do prototypu lotnego wprowadza elementy niepewności. Wiele wcześniejszych eksperymentalnych systemów hipersonicznych wykazało obiecujące możliwości w bankach testowych, ale utknęło na etapie rozwoju, gdy napotkało problemy z wibracjami, stabilnością termiczną lub integracją z systemami naprowadzania i sterowania lotem.

Rozwój tego typu ma zazwyczaj silny wymiar wojskowy. Prędkości hipersoniczne nie tylko przyspieszają transport cywilny, ale także zmieniają obraz systemów uzbrojenia i obrony strategicznej. System zdolny do lotu z prędkością Mach 16 znacznie skomplikowałby istniejące schematy przechwytywania i mógłby zapewnić bezprecedensowy zasięg oraz szybkość zarówno środkom ataku, jak i platformom rozpoznawczym.