GE Aerospace létá s hypersonickým motorem bez pohyblivých částí

Co má nula pohyblivých částí, ale dokáže vystřelit letecký dopravní prostředek rychlostí přesahující Mach 5? Odpovědí je nedávno letově testovaný Atmospheric Test of Launched Airbreathing System (ATLAS) poháněný novým náporem na tuhá paliva, který vyrobila společnost GE Aerospace.

Hypersonické střely schopné letět vysoko nad pětinásobkem rychlosti zvuku slibují revoluci ve válčení a letectví obecně způsobem, který nebyl vidět od prolomení zvukové bariéry v roce 1947. Nejen, že by mohly proměnit lety z Londýna do Sydney v odpolední výlet místo 22 a více hodin trvajícího utrpení, ale také by mohly zastarat současnou protivzdušnou obranu, protože vozidla by je dokonce detekovala dříve.

Záludné je, jak dostat vozidlo do hypersonického rozsahu, kde může křižovat vlastní silou nebo létat jako kluzák Mach 5+. Pro program ATLAS přišla společnost GE Aerospace s nejnovější technologií nájezdu na pevná paliva (SFRJ), která, jak se zdá, funguje téměř magicky.

Ramjety vypadají spíše jako kouzelnický trik než jako technologie, dokud nepřijdete na to, jak fungují. Podívejte se dovnitř náporového motoru a vše, co uvidíte, je prázdná trubka. Zapněte jej, když je na zemi, a získáte pouze stejnou dutou trubici, do které stříká letecké palivo, aniž byste dosáhli ničeho.

Je to proto, že náporový motor funguje na jiném principu než běžný proudový motor.

Druh motorů, které pohánějí dopravní letadlo, používá řadu ventilátorů a oběžných kol turbíny k nasávání a stlačování vzduchu na cestě do spalovací komory, kde se mísí s palivem a hoří, aby se vytvořil tah.

Nápor dělá v podstatě totéž, jen nepoužívá žádné pohyblivé části. Místo toho, když se pohybuje vzduchem, jeho vlastní rychlost způsobí, že se nasávaný vzduch na vstupu motoru sám stlačí a zahřeje pouhou setrvačností. To funguje tak dobře, že jedním z klíčových konstrukčních problémů takových motorů je navrhnout přívod vzduchu tak, aby zpomalil příchozí vzduch na podzvukovou rychlost, než se zahřeje natolik, že roztaví motor.

Výhodou ramjetu je, že se jedná o velmi jednoduchý, lehký design, který je ideální pro nadzvukový let i mimo něj. Nebyl jsem však úplně upřímný, když jsem řekl, že nápor nemá žádné pohyblivé části. Ve skutečnosti je jich poměrně dost, pokud počítáte systém pro přívod a regulaci kapalného paliva vstupujícího do spalovací komory.

GE Aerospace

Program ATLAS společnosti GE Aerospace, financovaný ministerstvem války USA, posouvá jednoduchost na další úroveň tím, že eliminuje kapalné palivo obložením vnitřku motoru tuhým uhlovodíkovým palivem, které vypadá trochu jako guma. Není to jako tuhé raketové palivo, které s sebou nese svůj vlastní kyslík ve formě práškového okysličovadla smíchaného s palivem. Je to jen palivo, přičemž vzduch, který přichází, poskytuje kyslík pro spalování. Jak palivo hoří, uvolňuje se a zanechává čerstvou vrstvu paliva pro napájení letu.

Tím, že nepřenáší kyslík, je motor nejen lehčí, ale je i efektivnější. Pokud má raketa na tuhé palivo specifický impuls – měřítko účinnosti rakety – asi 240 sekund, SFJR zvládne 1000 sekund. Kromě toho výměna všech těchto mechanických dílů zlevňuje motor – což je důležitý bod u elektrárny na jedno použití.

Pro testování byl motor nainstalovaný v letovém zkušebním vozidle ATLAS přišroubován k F-104 Starfighter, který byl přeměněn na testovací platformu, která dokáže zvládat rychlosti až 2,2 Mach. Podle GE Aerospace byly lety nezbytné, protože aerodynamické tunely nemohly poskytnout komplexní faktory vyskytující se v reálném světě, včetně vibrací a teplotního stresu.

Při zkouškách nápor nesvítil, protože cílem bylo studovat aerodynamiku. Kromě toho, odpalovat to, když je přišroubován ke stíhačce, by bylo přinejmenším špinavé. Skutečné zapálení bude muset počkat na pozdější bezplatné letové testy.

„Pro GE Aerospace je to klíčový okamžik, protože poprvé předvádíme naši technologii náporových trysek na tuhá paliva za letu,“ řekl Mark Rettig, viceprezident a generální ředitel Edison Works Business & Technology Development ve společnosti GE Aerospace. „Testování znovupoužitelného letového testovacího hardwaru v zajetí umožňuje častější testování v realistických atmosférických podmínkách pro lepší pochopení chování systému.“

Zdroj: GE Aerospace