أخبار:16 ضعف سرعة الصوت لمحرك سودرام🇨🇳

هذا المقال يتضمن أسماءً أعجمية تتطلب حروفاً إضافية (پ چ ژ گ ڤ ڠ).
لمطالعة نسخة مبسطة، بدون حروف إضافية
المحرك الصيني سودرام‌جت.

في 1 ديسمبر 2020، أعلنت علماء صينيون عن بناء محرك سودرام‌جت، بسرعة تحليق تصل إلى 16 ماخ. يمكن للطائرة التي تستخدم هذا النوع من المحركات الوصول لأي مكان في العالم في غضون ساعتين.[1]

مخطط المحرك سودرام‌جت.

أُجريت رحلة تجريبية للنموذج الأولي للمحرك في نفق رياح بسرعة فرط-صوتية، والتي أظهرت أداء غير مسبوق من حيث الدفع وكفاءة استهلاك الوقود والاستقرار التشغيلي.

يمكن للمحرك أيضاً أن يخدم "طائرات عابرة للغلاف الجوي يمكن إعادة استخدامها- والتي تقلع أفقياً من المدرج- وتتسارع إلى مدار حول الأرض، ثم تدخل الغلاف الجوي مرة أخرى، وتهبط أخيراً في أحد المطارات"، بحسب تصريحات علماء، بقيادة البروفيسور جيانگ تسونگ لين من معهد الميكانيكا التابع لأكاديمية العلوم الصينية في ورقة بحثية تمت مراجعتها من قبل الزملاء ونشرت في المجلة الصينية للملاحة الجوية في نهاية نوفمبر.

يتميز المحرك المستقبلي بتصميم بسيط نسبياً. يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية بدون أي أجزاء متحركة: مدخل هواء أحادي المرحلة وحاقن وقود الهيدروجين وغرفة الاحتراق. يفتح مقدمة الحجرة على الطرف العلوي لمدخل الهواء.

وضع فريق جيانگ المحرك في نفق رياح قوي يحاكي ظروف الطيران بسرعة تزيد تسعة أضعاف عن سرعة الصوت. عندما ضربت الرياح عالية السرعة المدخل، تولدت موجات تصادمية ذات ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية. قابلت موجات التصادم وقود الهيدروجين في غرفة الاحتراق وأنتجت انفجاراً دفع المحرك إلى الأمام. مع اشتعال المحرك، توهجت مقدمة غرفة الاحتراق مثل سفن الفضاء، وفقًا لمقطع ڤيديو قدمه فريق البحث.

نظرياً، يمكن للمحرك الذي يعمل بالهواء أن تصل سرعة تحليقه إلى 16 ضعف سرعة الصوت، لكن نفق الرياح الوحيد على الأرض القادر على محاكاة مثل هذه الرحلة لا يزال قيد الإنشاء في بكين، وفقاً لباحث طيران صيني من بكين.

نفق الرياح في بكين، المستخدم في اختبار المحرك سودرام‌جت.

أطلق جيانگ وزملاؤه على هذا المحرك اسم سودرام‌جت sodramjet، اختصار: "standing oblique detonation ramjet engine". وصرح الباحثون بأن المحرك قد يقدم أكبر أمل حتى الآن في القيام برحلة تجارية بسرعة تفوق سرعة الصوت، أو خمسة أضعاف سرعة الصوت. أسرع من محركات الطيران الحالية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، والمعروفة باسم المحركات الفرط صوتية، والتي تعتبر ضعيفة للغاية، ومستهلكة للوقود، وغير مستقرة بشكل كبير.

في الستينيات والسبعينيات ، واجهت ناسا سلسلة من الانتكاسات في تجاربها على المحركات الفرط صوتية. لا يحتوي المحرك الفرط صوتي على أجزاء متحركة وكان من المتوقع أن يؤدي أداءً أفضل من المحركات النفاثة العادية بسرعات تفوق سرعة الصوت، ولكنه غالبًا ما يتعثر أثناء التشغيل. أحد الأسباب هو أن موجات التصادم الناتجة عن الهواء عالي السرعة يمكنها أن تطفئ اللهب.

توصل المهندس ريتشارد موريسون إلى حل جذري. إذا كانت الموجات التصادمية تحمل الكثير من الطاقة، في اعتقاده، فلماذا لا نستخدمها كولاعة لتفجير الوقود والحفاظ على الاحتراق مشتعلاً وثابتاً، وقدم الفكرة في ورقة بحثية عام 1980 متوافرة على موقع ناسا الإلكترونية.

في السنوات الأخيرة، نشرت روسيا والصين أنواعاً مختلفة من الأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في، في حين لم يكن من المتوقع أن يتسلمها الجيش الأمريكي حتى عام 2021، حتى لو سار كل شيء كما هو مخطط له.

صورة للمحرك سودرام‌جت داخل نفق الرياح.

وجد الفريق فكرة موريسون مثيرة للاهتمام، لكن الورقة تحتوي فقط على بعض الرسومات التقريبية. لم يقم أحد بالفعل ببناء مثل هذا المحرك. سيتطلب بناؤه إعادة تصميم واسعة النطاق، وسبيكة خاصة يمكنها تحمل درجات الحرارة والضغط المرتفعين، وأنفاق الرياح القوية وكمية هائلة من الاستثمارات الذي من المحتمل ألا يؤدي إلى شيء.

اتضح أن محرك سودرام‌جت تغلب على المحركات الفرط صوتية بجميع المقاييس تقريباً. ساعد سودرام‌جت تحويل الموجة التصادمية من ميزة إلى عيب في الحفاظ على الاحتراق وتثبيته بسرعة تفوق سرعة الصوت. كلما حلق المحرك بشكل أسرع، كلما زادت كفاءة حرق وقود الهيدروجين. كان المحرك الجديد أيضاً أصغر حجماً وأخف وزناً من الطرازات السابقة.

حسب باحث في شنغهاي يدرس الديناميكا الهوائية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، فإن التجربة ربما أجريت منذ فترة. وقال أن البرنامج الفرط صوتي الصيني محاط بالسرية بسبب إمكانات استخدامه في التطبيقات العسكرية، وقد تم مراجعة الدراسات المنشورة في المجلات الأكاديمية بعناية.

توهج المحرك سودرام‌جت أثناء تشغيله.

في سبتمبر، أجرت الصين اختباراً لطائرة فضاء غير مأهولة ربما هبطت في مطار عسكري سري في صحراء جوبي. ظلت تفاصيل المحرك المستخدم في التجربة سرية.

وحسب جيانگ وزملاؤه إن طائرات سودرام جيت يمكن أن تحقق تقدماً مشابهاً لرحلات الطيران الأولى للأخوين رايت في عام 1903 وأول رحلة ركاب أسرع من الصوت بواسطة كونكورد في عام 1969. وقالوا إن "حلم البشر أن يطيروا أسرع وأعلى وأبعد من أي وقت مضى".

لكن الدكتور عوزي روبن، المؤسس والمدير الأول لمنظمة الدفاع الصاروخي الإسرائيلية، وهو خبير في الصواريخ الفرط صوتية، قال إن التصميم الجديد لا يزال "تجريبياً للغاية" وما زالت مزاياه غير مؤكدة. وأضاف: "حتى لو كانت واعدة ... سوف يستغرق الأمر حوالي جيل لاستخدامها تجاريًا". "أعتقد أن رحلة البشر التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ليست وشيكة، إن وجدت."

المصادر

  1. ^ "Chinese team test jet engine 'able to reach anywhere on Earth within 2 hours'". ساوث تشاينا مورننگ پوست. 2020-12-01. Retrieved 2020-12-01.