Kínai tudósok bejelentették, hogy sikeresen tesztelték a hiperszonikus járművek borítására kifejlesztett hőálló anyagot, amelyről korábban azt hitték, hogy lehetetlen létrehozni.
Az eredmény azt jelenti, hogy Kína megelőzte az Egyesült Államokat a hiperszonikus versenyben, miközben Amerikát továbbra is hátráltatják azok a gondok, hogy hogyan kezeljék a gyorsulásból eredő magas hőmérsékletet – utalt rá a South China Morning Post című hongkongi lap.
Kína olyan új anyagot fejlesztett ki hiperszonikus járművek borításához, amely hosszú repülés után is sértetlen maradhat – jelentették be a projektben részt vevő tudósok.
China’s scientists achieved a game-changing feat in hypersonic tech: a new material enduring 7,343°F (4,000°C) temperatures. It propels them ahead in the hypersonic race, potentially enabling faster, longer-range aircraft. ?https://t.co/zmA9wILf6X— Interesting Engineering (@IntEngineering) October 27, 2023
A kínai hadsereg által végzett teszt során a vékony anyagot egy úgynevezett „waverider” (hullámlovas) hiperszonikus repülőgép felületére vitték fel – amely a saját repülése által keltett lökéshullámokat használja a felhajtóerő növelésére. A repülőgépet körülvevő levegőt ezután több ezer Celsius-fokra hevítették fel.
Nem hevülnek fel a kritikus alkatrészek
A sima felület nemcsak a repülőgép belsejében lévő létfontosságú alkatrészeket tartotta hidegen, hanem a telemetriai adatok szerint biztosította a vezeték nélküli jelek szabad ki- és bemenetét, ami a repülés során lehetővé teszi a célpontok azonosítását és a kommunikációt.
Az ilyen új hővédelmi technológia segíthet a „nagyobb hatótávolságú és gyorsabb sebességű, újrafelhasználható hiperszonikus járművek újabb generációjának kifejlesztésében” – írta az Ai Pangcseng, a Kínai Légügyi és Aerodinamikai Akadémia igazgatóhelyettese által vezetett kutatócsapat.
„A tesztrepülés teljes sikerrel zárult” – írta a csapat a Physics of Gases című tudományos szaklap szeptemberi számában megjelent tanulmányában. A teszt időpontját és helyszínét nem közölték.
Korábban, a ballisztikus rakéták robbanófejei tudták eléri a hangsebesség ötszörösét és az űrsiklók és a Földre visszatérő kapszulák védő hőlapjai tudják megóvni az eszközt. Viszont ezek a hiperszonikus repülések rövidek voltak és általában csak néhány percig tartottak.
A NASA belevágta a fejszéjét, aztán leállt vele
Az Amerikai Űrkutatási Ügynökség, a NASA és az amerikai hadsereg számos projektet indított a múltban, az olyan hiperszonikus járművek kifejlesztésére, amelyek a sugárhajtású repülőgépekhez hasonlóan rendszeresen tudnának nagy távolságokra repülni.
Néhány kudarc után ezeket a projekteket törölték, mivel, a technológia akkori állása szerint egy órán át tartó vagy annál hosszabb hiperszonikus repülés során semmilyen anyag nem maradt épségben a repülőgép felületén.
Az elmúlt években az amerikai kormányzat újjáélesztette hiperszonikus programját, de továbbra is kudarcok kísérték a kutatást. Az amerikai kongresszusi költségvetési hivatal januárban a politikusoknak készített jelentése szerint továbbra is a hőkárok okozzák a legnagyobb fejfájást az amerikai hiperszonikus fegyverek fejlesztőinek.
China conducted a test flight of a new weapon in 2021 that shocked Washington – a hypersonic glide vehicle that circled the globe at low-orbit space at 20 times the speed of sound before striking a target. At that speed, it can reach anywhere in the world in 1 hour. ?/1 pic.twitter.com/QCiJc1UUkU— 伍毫子 (@w23a5z7) October 28, 2023
„A továbbra is fennálló alapvető kihívás a légkörben, nagy sebességgel való haladás miatt keletkező rendkívüli hő kezelése a rakéták esetében” – áll a jelentésben.
„A hiperszonikus rakéták érzékeny elektronikájának árnyékolása, a különböző anyagok teljesítményének megértése és az aerodinamika előrejelzése akár 1650 Celsius-fokos tartós hőmérsékleten folytatott, kiterjedt repülési teszteket igényel. A tesztek folyamatban vannak, de az elmúlt évek kudarcai késleltették a haladást.”
A kínai kutatók szerint úgy tűnt, hogy az USA még mindig küszködik a hiperszonikus kihívásokkal a verseny első szakaszában, míg állításuk szerint Kína már túllépett ezen a szakaszon.
Hiperszonikus rakéták, hadrendben
A South China Morning Post szerint a kínai hadsereg már számos hiperszonikus rakétát használ, amelyek közül néhányat arra terveztek, hogy nagy távolságból, kiszámíthatatlan manőverezéssel mozgó célpontot, például egy repülőgép-hordozót találjanak el.
A hiperszonikus verseny második szakasza túlmutat a rakétákon és a nagy hatótávolságú, újrafelhasználható platformok fejlesztésére összpontosít, amelyek katonai és polgári célokra egyaránt alkalmasak lesznek – mondták a kínai tudósok.
Az ilyen hiperszonikus repülőgépek felderítési feladatokat végezhetnek, bombákat dobhatnak le, elfoghatják az olyan lopakodó repülőgépeket, mint az F-22-es, vagy egy-két óra alatt a bolygó bármely pontjára szállíthatnak kis létszámú kommandós egységet.
Ehhez azonban az Ai csapata szerint alapvetően más megközelítésre lenne szükség a hőkezelés terén.
„Kína tavaly többször tesztelt, mint Amerika egy évtized alatt”
Néhány fejlesztés alatt álló kínai hiperszonikus platformnak több mint 3000 másodpercig kell tudnia repülnie a légkörben, miközben a felszíni hőmérséklet eléri a 3000 Celsius-fokot – mondták.
Ilyen szélsőséges környezetben a levegőben lévő molekulák lebomlanának és kémiai reakciókba lépnek a felszíni anyagokkal.
Az, hogy Ai csapatának hogyan sikerült a „waverider” felületét épségben tartani, egyelőre titok, de a tanulmányban a tudósok több lehetséges lehetőséget is felsoroltak, például a felület rendkívül sima állapotúvá csiszolását; egyes elemek, például nióbium, molibdén és bór hozzáadását, hogy ellenálljanak az ablációnak, azaz a hőnek; a felületi alkatrész szerkezetének teljes átalakítását a súly csökkentése érdekében; valamint a káros hőnek egy folyékony közeggel történő átalakítását hajtási tolóerővé.
Ezek a technológiák többnyire más országok, köztük az Egyesült Államok laboratóriumaiban működnek csak, tették hozzá.
Kínában azonban mostanra néhány kulcsfontosságú módszer elérte a technológiai készültségi szintet (TRL), zz már csak egy lépésre van a hadrendbe állítás végleges jóváhagyásától.
A „hiperszonikus repülés” kifejezést először Qian Xuesen (Csien Hszüeszen), a legendás amerikai Jet Propulsion Laboratory egyik alapító tudósa alkotta meg egy 1946-os tanulmányában. A kutató később hazatért és módszereit még mindig használják otthon.
A Pentagon szerint Kína egy év alatt több hiperszonikus tesztrepülést hajtott végre, mint az Egyesült Államok egy évtized alatt.
