Testes de detonação podem ser a chave para que voos hipersônicos e aviões espaciais da Terra para a órbita sejam possíveis, segundo recriação de fenômeno explosivo feita por pesquisadores em laboratório.
Por Redação, com Sputnik - de Nova YorkQuando uma mistura de ar e combustível detona dessa maneira, a combustão resultante é mais eficiente, pois quase 100% do combustível é queimado. A detonação também gera muita pressão, o que significa que o motor pode gerar muito mais empuxo do que outras abordagens.
Aeronave
Em teoria, essa detonação deveria ser capaz de impulsionar uma aeronave em até 17 vezes a velocidade do som, dizem os pesquisadores, o que poderia ser rápido o suficiente para a espaçonave simplesmente voar para fora da atmosfera, em vez de precisar de uma sustentação em foguetes.
O desafio é sustentar a detonação por tempo suficiente para impulsionar esse voo, e as demonstrações experimentais anteriores atingiram o máximo de apenas alguns milissegundos. A principal dificuldade, disse Ahmed, está em evitar que a detonação retorne em direção à fonte de combustível ou que se dissipe.
– Sempre houve a questão de: 'Bem, se você está a mantendo por um milissegundo ou mais, você apenas a manteve temporariamente?' – disse Ahmed. "Você não sabe se estabilizou ou não."
Para ver se eles poderiam melhorar o recorde anterior, Ahmed e seus colegas construíram uma série de câmaras de aproximadamente 80 centímetros de comprimento que mistura e aquece o ar e o gás de hidrogênio antes de acelerá-lo a velocidades hipersônicas e deflagrá-lo em uma rampa.
Proporções da mistura ar-combustível
Balanceando cuidadosamente as proporções da mistura ar-combustível, a velocidade do fluxo de gás e o ângulo da rampa, eles foram capazes de gerar uma detonação que permaneceu fixa na posição por cerca de 3 segundos.
Frank Lu, professor de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade do Texas em Arlington, especializado em motores baseados em detonação, disse que demonstrar uma detonação estável é uma conquista significativa.
– Acho que os pesquisadores fizeram um excelente trabalho e aguardamos novos resultados – disse Lu ao Live Science.
Ahmed disse que a estrutura do aparelho de teste não é muito diferente do design de um ODWE em escala real. O principal desafio para os pesquisadores agora é descobrir como eles podem alterar os três ingredientes principais da mistura de combustível, velocidade do ar e ângulo de rampa, mantendo a estabilidade da detonação.
– Agora, demonstramos que é viável, é mais um problema de engenharia explorar como sustentá-lo em um domínio operacional maior – disse Ahmed.