I propulsori ipersonici potrebbero mai diventare reali?

I sistemi di propulsione esplosiva ipersonica in grado di trasportare gli esseri umani in luoghi lontani del pianeta, o persino nell’orbita terrestre, sono un sogno a lungo termine per molti scienziati, ma questa non era altro che un’ipotesi. Tuttavia, il team ha creato un sistema sperimentale che sembra essere il primo passo tangibile verso la realizzazione di questo sogno.

Le esplosioni sono un processo di combustione ipersonica in cui l’energia rilasciata viaggia attraverso il materiale sotto forma di un’onda d’urto. Quest’onda preme sulle particelle di materia, aumentandone la temperatura fino al punto di accensione. La sfida era controllare quell’energia in una posizione stabile per diversi secondi, cosa che fino a quel momento sembrava impossibile, in parte perché le detonazioni durano meno di una frazione di secondo.

Un’altra difficoltà riscontrata nelle proposte di sistemi di propulsione ha a che fare con il carburante chimico utilizzato nei veicoli o con il metodo di miscelazione di questi propellenti. Questo problema è stato risolto di recente, dalla stessa squadra, tra l’altro. Tuttavia, la breve durata della detonazione è ancora un ostacolo al miglioramento di questi motori. La più grande preoccupazione a questo proposito è che la detonazione raggiunga la fonte di energia, il che sarebbe catastrofico in una nave reale.

Per usare la detonazione, devi prima controllare quel potere. Questo è ciò che il team di ricerca è riuscito a fare. Il nuovo articolo di ricerca è stato pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences. “Invece di distruggere edifici, come avete visto in Libano, ora vogliamo usarli e generare slancio con loro”, ha detto Karim Ahmed, l’autore principale dello studio.

Per Ahmed, “scoprire come stabilizzare la detonazione – la forma più potente di reazione intensa e rilascio di energia – ha il potenziale per rivoluzionare i sistemi di propulsione e ultrasuoni”. Questo sistema di propulsione potrebbe raggiungere velocità fino a 20.800 km / h, il che spingerebbe una nave fino a 17 volte la velocità del suono, sufficiente per inviare un aereo nello spazio senza la necessità di sollevare un missile.

Per battere il record precedente di pochi millisecondi, il team ha utilizzato una rampa inclinata all’interno di una camera di reazione lunga circa 0,76 metri per creare un’onda d’urto che innesca un’esplosione. Hanno eseguito test su una serie di queste camere, che miscelano e riscaldano aria e gas idrogeno prima di accelerare a velocità ipersoniche e sparare in pendenza.

Negli esperimenti precedenti, il team è stato in grado di creare la prima prova sperimentale della detonazione rotativa, qualcosa che in realtà consente voli missilistici più economici. Ma ora, bilanciando attentamente le proporzioni della miscela aria-carburante, la velocità del flusso di gas e l’angolo di inclinazione, sono stati in grado di generare un’onda d’urto obliqua. La differenza è che le onde d’urto oblique sono stabili e stabili. Di conseguenza, la detonazione è rimasta ferma per circa 3 secondi.

Questo è abbastanza a lungo per garantire che la detonazione si sia stabilizzata in una posizione stabile. Per sviluppare un motore pratico, sarà necessario scoprire come operare a velocità e altitudini più complesse e affrontare l’instabilità di combustione causata da una miscela aria-carburante non uniforme. La buona notizia è che il corpo del tester non è molto diverso dalla progettazione di un’auto a grandezza naturale, quindi la sfida sarà come cambiare i tre componenti principali – rapporti di miscela aria-carburante, velocità dell’aria e angolo – in un dispositivo più grande , senza perdere la stabilità della detonazione.

Fonte: Allerta scientifica