Motorul care ar putea schimba aviația: niște studenți au reușit ceea ce doar marile companii aerospațiale testau până acum

Motorul care ar putea schimba aviația: niște studenți au reușit ceea ce doar marile companii aerospațiale testau până acum
Motorul care ar putea schimba totul / Foto: Robin Wyss / Aris Space

O echipă de studenți din Elveția a reușit să construiască și să testeze un tip de motor considerat una dintre cele mai dificile provocări din industria aerospațială modernă.

Realizarea este cu atât mai impresionantă cu cât tehnologia respectivă este dezvoltată în prezent doar de câteva dintre cele mai avansate echipe de ingineri din lume.

Este vorba despre un motor cu detonație rotativă, cunoscut sub denumirea RDE (Rotating Detonation Engine), un concept experimental care promite viteze hipersonice, consum mai eficient și performanțe imposibil de atins cu motoarele cu reacție convenționale, scrie Interesting Engineering.

Până recent, astfel de proiecte erau asociate doar cu giganți precum GE Aerospace, NASA sau mari producători militari și aerospațiali.

De ce motoarele clasice nu mai sunt suficiente pentru viitorul aviației

Motoarele turbojet clasice, folosite pe majoritatea avioanelor moderne, funcționează prin comprimarea aerului, amestecarea lui cu combustibil și arderea continuă a acestuia. Gazele rezultate pun în mișcare turbinele și generează propulsia necesară zborului.

Problema este că la viteze foarte mari aceste motoare devin tot mai ineficiente. Compresorul frontal începe să creeze rezistență aerodinamică, iar temperaturile cresc enorm.

Din acest motiv au apărut alternative precum ramjet și scramjet, motoare care folosesc însăși viteza aeronavei pentru comprimarea aerului, fără compresoare mecanice.

Ramjeturile funcționează eficient între aproximativ Mach 2 și Mach 5, în timp ce scramjeturile pot depăși Mach 10, intrând în zona vitezelor hipersonice.

NASA a testat încă din 2004 un asemenea motor, iar proiectul Boeing X-51 Waverider a reușit în 2013 să mențină zborul hipersonic timp de câteva minute.

Totuși, aceste tehnologii au limitări majore. Temperaturile devin extreme, materialele sunt supuse unor forțe uriașe, iar controlul combustiei este foarte dificil.

Aici intră în scenă motoarele cu detonație rotativă.

Cum funcționează motorul cu detonație rotativă

Spre deosebire de motoarele clasice, unde combustia este continuă și relativ controlată, un motor RDE produce unde de detonație supersonică într-un inel rotativ aflat în interiorul camerei de ardere.

Practic, detonările nu mai au loc succesiv într-o cameră fixă, ci se propagă continuu într-un cerc. Asta permite obținerea unei presiuni mai mari, a unui randament superior și a unei propulsii mult mai eficiente.

Conceptul este extrem de greu de pus în practică deoarece temperaturile și vibrațiile rezultate sunt uriașe. Este nevoie de aliaje speciale, răcire avansată și camere de combustie cu forme extrem de precise.

Tocmai aici apare performanța studenților din Elveția.

Cei 20 de membri ai echipei Pegasus, formată din studenți de anul III ai universității ETH Zurich, au construit propriul motor folosind materiale speciale și componente realizate prin imprimare 3D.

Motorul folosește propan și oxigen lichid, iar întregul sistem a fost montat pe o remorcă și testat pe un mic aeroport din apropiere de Zurich.

La prima încercare, combustia a fost instabilă și nu s-au format undele de detonație dorite. După recalcularea amestecului de combustibil și modificarea secvenței de injectare, echipa a reușit însă ceea ce foarte puține grupuri de cercetare din lume au obținut până acum: o detonație rotativă stabilă, confirmată de senzori și camere de mare viteză.

Rezultatul ar putea deschide drumul către finanțări importante și proiecte mult mai ambițioase.

Astfel de motoare sunt considerate esențiale pentru viitoarele avioane hipersonice, sisteme spațiale și tehnologii militare de ultimă generație.