پروازهای سریعتر و کارآمدتر با موتور روتور رم جت_سیاه پوش

موتور جدیدی که انفجارهای پی‌درپی را در بین پره‌های روتور پرسرعت کنترل می‌کند، به گفتن یک پیشرفت انقلابی در فناوری پیشرانه‌های هایپرسانیک معارفه شده است. این موتور می‌تواند قوت و کارایی پروازهای هایپرسانیک را به نحوه چشمگیری افزایش دهد، مشروط بر این که بتواند در برابر نیروی عظیمی که تشکیل می‌کند، مقاومت کند.

به نقل از سرویس مهندسی رسانه اخبار فناوری تکنا، تاریخچه سیستم‌های پیشرانه‌های پرسرعت به سال‌ها قبل برمی‌گردد. از بال‌های ناکام لئوناردو داوینچی تا موتورهای جت و توربوجت در دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ که تحولی بزرگ در صنعت هوانوردی تشکیل کردند. در سال ۱۹۳۹، اولین هواپیمای جت، «های‌نکل He 178»، با منفعت گیری از گازهای خروجی خود برای تشکیل نیروی پیشرانه، به آسمان پر کشید. در دهه ۱۹۵۰، موتورهای توربوفن و رم‌جت گسترش یافتند که جهت پیشرفت‌های زیاد تر در طراحی هواپیماهای سریع تر و کارآمدتر شد.

در سال ۱۹۵۸، موتور اسکرم‌جت یا «موتور احتراق مافوق صوت» معارفه شد که به‌جای کند کردن جریان هوا در موتورهای رم‌جت، از سوخت‌گاز و جریان هوای مافوق صوت منفعت گیری می‌کند. این طراحی در سال ۲۰۰۱ در آزمایش‌های ناسا با پیروزی تست شد و هواپیمای X-43A با شدت هایپرسانیک ۶.۸ ماخ (۵۲۱۷ مایل در ساعت یا ۸۳۹۶ کیلومتر در ساعت) به پرواز درآمد.

در سال ۲۰۲۰، موتورهای انفجار چرخشی (RDE) معارفه شدند که از انرژی انفجارهای واقعی به جای احتراق معمولی برای تشکیل نیروی پیشرانه منفعت گیری می‌کنند. این موتورها انرژی حاصل از انفجار مولکول‌های سوخت را در یک کانال چرخشی هدایت می‌کنند و این فرآیند علتافزایش کارایی پیشرانه می‌بشود. با این حال، این موتورها به فشارهای بالاتر و شدت‌های مافوق صوت نیاز دارند تا به‌طور مؤثر عمل کنند.

اما در سال ۲۰۲۴، دکتر هاچنگ و پروفسور بینگ وانگ از دانشگاه Tsinghua در چین، مفهوم جدیدی به نام موتور انفجار روتور رم (RRDE) را معارفه کردند. این موتور به نوعی موتور انفجار چرخشی است که موج انفجار در داخل یک روتور پرسرعت تثبیت می‌بشود. در این طراحی، یک کانال جریان دقیق داخل روتور، ترکیب هوا و سوخت را فشرده می‌کند تا شرایط مناسب برای انفجار فراهم بشود. این فرآیند جهت تشکیل نیروی پیشرانه با منفعت گیری از موج انفجار چرخشی و مدام در روتور می‌بشود.

مزیت این فناوری منفعت گیری از موج انفجار چرخشی با شدت مافوق صوت است که کارایی بالاتری نسبت به راه حلهای سنتی احتراق دارد. موتور انفجار روتور رم قادر است به شدت‌های هایپرسانیک بالاتر از ۵ ماخ (۳۸۳۶ مایل در ساعت یا ۶۱۷۴ کیلومتر در ساعت) دست یابد و در عین حال از فشارها و دماهای بالای انفجار منفعت‌برداری کند. این موتور این چنین قادر است شرایط مناسب برای انفجار را در شدت‌هایی کندتر از موتورهای RDE معمولی فراهم کند.

هرچند این فناوری تا این مدت در مرحله های آزمایشی و همانند‌سازی قرار دارد، اما نتایج اولیه نشان خواهند داد که موتور انفجار روتور رم می‌تواند تحولی بزرگ در صنعت پیشرانه‌های هایپرسانیک تشکیل کند. با وجود چالش‌هایی چون نیاز به انرژی برای راه‌اندازی روتور و نگه داری موج انفجار در روتور پرسرعت، پیشرفت‌های تازه در تحقیقات هایپرسانیک، به‌اختصاصی در چین، نشان خواهند داد که این فناوری به زودی قابلیت منفعت گیری عملیاتی خواهد یافت.