China's hypersonische wapenprogramma heeft tot doel de toekomst in te glijden met een "luchtademende" magnetische vloeistofmotor die het commercieel levensvatbaar zou kunnen maken om binnen een uur overal op aarde te reizen.

Volgens een hoofdwetenschapper bij het programma zal de superstille motor zonder bewegende delen helpen bij het aandrijven van de volgende generatie draagraket die momenteel in ontwikkeling is.

Wat zijn hypersonische wapens en waarom is er een race om ze te ontwikkelen? Wei Baoxi, die toezicht hield op enkele van China's "mijlpaal" hypersonische testvluchten, zei dat de experimentele motor de vluchtefficiëntie en stabiliteit van het voertuig drastisch zou kunnen verbeteren.

Het staat bekend als een magnetohydrodynamische (MHD) aandrijving en werkt door stuwkracht te genereren uit een elektrisch geladen vloeistof die erdoor wordt voortgestuwd door een elektromagnetische kracht en zou worden gebruikt in combinatie met een andere luchtademende motor, de scramjet.

De MHD was aanvankelijk bedoeld om kernonderzeeërs aan te drijven, maar bleek ongeschikt vanwege de relatief lage geleidbaarheid van zeewater.

Daarentegen worden luchtmoleculen op het oppervlak van een vliegtuig die met vijf keer de snelheid van het geluid of meer reizen elektrisch geladen, wat een ideaal werkmedium vormt voor de futuristische motor.

Volgens Wei, die ook adjunct-directeur is van onderzoek naar gecombineerde cyclusmotoren bij het Beijing Power Machinery Research Institute, heeft de MHD-motor het potentieel om reizen in een baan om de aarde te transformeren en China naar de voorkant van de ruimtevaartrace te stuwen. "Deze technologische revolutie is een historische kans die China niet mag missen", zei hij. "Met een voorsprong op het gebied van technologie, een solide industriële basis en voortdurende innovatie, zou China een uniek pad kunnen inslaan om nieuwe aandrijfsystemen voor ruimtevaartactiviteiten te ontwikkelen." Wei voorziet dat gevleugelde hypersonische vliegtuigen de traditionele raketten zullen vervangen om de ruggengraat te worden van bijna-baantransport.

Hij schat dat de MHD-aandrijving de algehele efficiëntie van luchtademende ruimtevliegtuigen - momenteel aangedreven door scramjets, die lucht aanzuigen en mengen met brandstof om verbranding te produceren - met 10 procent zou kunnen verbeteren.

In een paper dat vorige maand werd gepubliceerd in het nationale peer-reviewed tijdschrift Aerospace China, zeiden Wei en zijn onderzoeksteam dat voortstuwing door de lucht "de route zou zijn die mensen moeten nemen om een ​​hoge efficiëntie te bereiken bij het reizen tussen de aarde en de ruimte".

China heeft al plannen om tegen 2035 een hypersonische passagiersvloot te bouwen die een baan in de buurt van de aarde zal gebruiken om binnen een uur elke locatie op de planeet te bereiken.

China ontwerpt hypersonische jet groter dan Boeing 737 met vleugels zoals Concorde. Volgens Wei kan de MHD-drive helpen bij het oplossen van de technologische uitdagingen die moeten worden overwonnen om commerciële hypersonische ruimtevluchten te realiseren.

Momenteel neemt de stuwkracht die wordt gegenereerd door luchtademende motoren af ​​naarmate het Mach-getal toeneemt en de extreem hoge temperaturen die worden gegenereerd, kunnen het oppervlak van het vliegtuig beschadigen.

Er is ook het probleem van onvoorspelbare turbulentie, waarvoor geavanceerde - en dure - vluchtcontrolesystemen nodig zijn, en de noodzaak dat belangrijke componenten van een levensvatbaar hypersonisch ruimtevliegtuig herbruikbaar zijn.

Chinese ruimtewetenschappers hebben berekend dat het hypersonische vliegtuig dat momenteel in ontwikkeling is, tien keer efficiënter zal zijn dan een raket, die zijn eigen zuurstof moet vervoeren, dankzij het vermogen om lucht in te ademen.

Bovendien kan de MHD-motor - die in een omgekeerde cyclus werkt - energie absorberen van de omringende snelle, heteluchtmoleculen om het oppervlak van het vaartuig te beschermen en de levensduur te verlengen.

Een deel van de geoogste energie wordt omgezet in elektriciteit om krachtige plasmastralen te genereren om de vluchtcontrole te ondersteunen.

De rest wordt naar een naverbrander geleid om extra stuwkracht te produceren door de uitlaat met elektromagnetische kracht voort te stuwen.

Volgens Wei zal de magnetische vloeistofmotor moeten worden gecombineerd met andere nieuwe technologieën - zoals supersnelle koelsystemen en detonatiemotoren - om topprestaties te bereiken.

Deze technologieën hebben al een enorm potentieel laten zien in recente testvluchten, zei hij.

Een in Peking gevestigde ruimtewetenschapper, die niet betrokken is bij Wei's project, zei dat de ontwikkeling van een gloednieuwe technologie risico's met zich meebrengt en dat er tekenen waren dat de Chinese ruimtevaartautoriteiten "niet al hun eieren in één mand willen leggen".

De wetenschapper, die niet bij naam wilde worden genoemd, merkte op dat medio februari twee ontwerpen werden onthuld voor China's bemande lanceervoertuig van de volgende generatie: een hypersonisch vliegtuig en een meer conventionele tweetraps herbruikbare raket.

De conceptuele raketwerper werd bespot als nep toen hij werd onthuld door Wang Xiaojun, president van de China Academy of Launch Vehicle Technology, tijdens een online internationaal symposium.

Gebruikers van sociale media zeiden dat het er bijna precies zo uitzag en werkte als het herbruikbare Starship van SpaceX, dat het werkpaard is geworden van Amerikaanse ruimtemissies.De gigantische Starship-raket, die 100 ton vracht de ruimte in kan sturen, zal naar verwachting volgende maand zijn eerste orbitale vlucht maken.

Maar het succes van SpaceX deed de vraag rijzen of China dit voorbeeld zou moeten volgen, volgens de wetenschapper uit Peking, die zei dat sommige van China's herbruikbare raketprototypes al een verticale landing hadden gemaakt in testvluchten.

Hoewel de Chinese onderzoekers herbruikbare rakettechnologie niet de rug toekeren, zei de wetenschapper dat de interesse in luchtademende motortechnologie groter is - erop wijzend dat het brandstofverbruik van een raketmotor al laag is, met gemotoriseerde afdalingen en zachte landingen die nog meer verbruiken energie. “Het doel van China is om ruimtereizen net zo gemakkelijk te maken als het nemen van een luchtvaartmaatschappij.

De technologie zou op de lange termijn niet duurzaam zijn als alleen rijke mensen een ritje naar de ruimte kunnen betalen”, aldus de wetenschapper. "Daarom zei Wei dat er een revolutie moet komen."

bbabo.Net