ژاپن موتور رمجت مخصوص هواپیمای مافوقصوت ماخ ۵ را با موفقیت آزمایش کرد
ژاپن در تازهترین گام خود برای توسعه فناوری پروازهای هایپرسونیک، آزمایش زمینی یک موتور رمجت ویژه هواپیمای آزمایشی با سرعتی در کلاس ماخ ۵ را با موفقیت به پایان رساند؛ موتوری که میتواند در آینده پایهگذار نسل جدید هواپیماهای فوقسریع و حتی فضاپیماهای قابل استفاده مجدد باشد.
به گزارش interestingengineering، این آزمایش توسط آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن (JAXA) با همکاری دانشگاه واسدا، دانشگاه توکیو و دانشگاه کیئو انجام شد. پروژه مذکور بخشی از یک برنامه تحقیقاتی مشترک برای توسعه سامانههای یکپارچه کنترل بدنه و پیشرانه در وسایل پرنده هایپرسونیک است.
شبیهسازی پرواز با سرعت ۵ برابر صوت
در این آزمایش نمونه آزمایشی هواپیما در مرکز آزمایش موتور رمجت کاکودا متعلق به JAXA در استان میاگی قرار گرفت و شرایط پروازی معادل سرعت ماخ ۵ حدود پنج برابر سرعت صوت شبیهسازی شد.
پژوهشگران در جریان آزمایش، عملکرد سامانه محافظ حرارتی، سطوح کنترلی هواپیما و فرآیند احتراق موتور رمجت را تحت شرایط بسیار سخت هایپرسونیک بررسی کردند. این سرعتهای فوقالعاده بالا باعث ایجاد دماهای شدید در اطراف بدنه هواپیما میشود؛ بهطوریکه دمای سطح خارجی میتواند به حدود ۱۸۳۲ درجه فارنهایت (حدود ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) برسد.
عملکرد موفق سامانه محافظ حرارتی
طبق اعلام JAXA ساختار محافظ حرارتی هواپیما توانست دمای داخلی را در محدودهای نزدیک به شرایط عادی حفظ کند؛ موضوعی که باعث شد تجهیزات الکترونیکی، سامانههای کنترلی و رایانههای پروازی در طول آزمایش بدون اختلال به کار خود ادامه دهند.
تیم تحقیقاتی همچنین توزیع دمای سطح بدنه را بهدقت اندازهگیری کرد تا مدلهای تحلیل حرارتی و سازهای مورد استفاده در طراحی هواپیماهای هایپرسونیک آینده را اعتبارسنجی کند.
موتور هیدروژنی و بررسی اثرات زیستمحیطی
در این پروژه از موتور رمجت هیدروژنی استفاده شده است. محققان با اندازهگیری توزیع دمای گازهای خروجی موتور دادههایی درباره اثرات زیستمحیطی سامانههای پیشرانش هایپرسونیک نسل آینده جمعآوری کردند.
موتورهای رمجت و اسکرمجت از مهمترین فناوریهای مورد توجه در حوزه پروازهای هایپرسونیک بهشمار میروند، زیرا برخلاف موشکهای سنتی برای احتراق از جریان هوای پرسرعت ورودی استفاده میکنند و نیاز کمتری به حمل اکسیدکننده دارند.
چالش بزرگ مهندسی هایپرسونیک
یکی از دشوارترین بخشهای طراحی هواپیماهای هایپرسونیک هماهنگی کامل میان بدنه و سامانه پیشرانش است. در سرعتهای بسیار بالا، امواج شوک ایجادشده در اطراف بدنه مستقیما بر جریان هوای ورودی به موتور تاثیر میگذارند و عملکرد موتور نیز پایداری آیرودینامیکی هواپیما را تغییر میدهد. به همین دلیل مهندسان در این نوع پروژهها بدنه و موتور را نه بهعنوان دو بخش جداگانه بلکه بهعنوان یک سامانه کاملا یکپارچه طراحی میکنند.
هواپیمای آزمایشی مورد استفاده در این پروژه در قالب یک برنامه مشترک دانشگاهی و با حمایت انجمن توسعه علوم ژاپن ساخته شده است. هدف نهایی پروژه توسعه یک سکوی آزمایشی پرواز هایپرسونیک با استفاده از موشکهای پژوهشی و نمایش کنترل یکپارچه بدنه و پیشرانه در شرایط واقعی پرواز است.
بر اساس برنامهریزیها مرحله بعدی میتواند شامل نصب این هواپیما روی یک موشک تحقیقاتی یا وسیله پرتاب مشابه برای انجام آزمایش واقعی پرواز در سرعت ماخ ۵ باشد.
پرواز دو ساعته میان ژاپن و آمریکا
JAXA اعلام کرده فناوریهای در حال توسعه میتوانند در آینده برای ساخت هواپیماهایی به کار روند که مسیر ژاپن تا آمریکا را تنها در حدود دو ساعت طی کنند؛ زمانی بسیار کمتر از پروازهای فعلی بر فراز اقیانوس آرام.
این آژانس همچنین به توسعه اسپیسپلینها یا هواپیماهای فضایی اشاره کرده که قادر خواهند بود تا ارتفاع حدود ۱۰۰ کیلومتری (مرز تقریبی فضا) پرواز کنند.
رقابت جهانی برای توسعه فناوریهای هایپرسونیک در سالهای اخیر شدت گرفته و دولتها و شرکتهای هوافضایی به دنبال ساخت سامانههایی برای حملونقل فوقسریع، کاربردهای نظامی و نسل آینده سامانههای پرتاب فضایی هستند.
موفقیت جدید ژاپن نشان میدهد این کشور همچنان در مسیر حل یکی از پیچیدهترین چالشهای مهندسی هوافضا یعنی حفظ پایداری سازه، کنترل حرارتی و پیشرانش پایدار در سرعتهای هایپرسونیک با قدرت پیش میرود.
انتهای پیام/
