Η Κίνα φαίνεται να κάνει ένα ακόμη μεγάλο άλμα στην τεχνολογία αεροπροώθησης, παρουσιάζοντας έναν κινητήρα τζετ που μπορεί να προσαρμόζει αυτόματα τον τρόπο λειτουργίας του ανάλογα με την ταχύτητα πτήσης. Μηχανικοί του Chinese Institute of Engineering Thermophysics αποκάλυψαν πρόσφατα έναν πρωτότυπο κινητήρα που υπόσχεται να ανοίξει τον δρόμο για μια νέα γενιά υπερηχητικών και υπερυπερηχητικών αεροσκαφών, ικανών να φτάσουν ταχύτητες έως και Mach 4 – δηλαδή τέσσερις φορές την ταχύτητα του ήχου.
Ο κινητήρας αυτός βασίζεται στην αρχή του λεγόμενου Adaptive Cycle Engine (ACE), ενός συστήματος που μπορεί να μεταβάλλει τον εσωτερικό του κύκλο λειτουργίας και να προσαρμόζει τη ροή και τη συμπίεση του αέρα ανάλογα με τις συνθήκες πτήσης. Στην πράξη, ο κινητήρας «μαθαίνει» να λειτουργεί διαφορετικά όταν το αεροσκάφος απογειώνεται, πετά υποηχητικά ή κινείται σε υπερηχητικές ταχύτητες. Η ευελιξία αυτή θεωρείται κλειδί για τη νέα γενιά αεροπορικών μηχανών, καθώς μέχρι σήμερα δεν υπήρχε τρόπος να συνδυαστεί η απόδοση ενός turbofan – ιδανικού για χαμηλές ταχύτητες – με τη δύναμη ενός turbojet, που είναι απαραίτητος για υπερηχητικές πτήσεις.
Σύμφωνα με τους Κινέζους ερευνητές, το νέο ACE επιτυγχάνει αυτόν τον συνδυασμό μέσω ενός πολύπλοκου συστήματος καναλιών και βαλβίδων που ελέγχουν σε πραγματικό χρόνο τη ροή του αέρα μέσα στον κινητήρα. Στην κρουαζιέρα, για παράδειγμα, μπορεί να ανοίξει επιπλέον κανάλια παράκαμψης ώστε να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου και τον θόρυβο. Αντίθετα, όταν το αεροσκάφος επιταχύνει σε υπερηχητικές ταχύτητες, το σύστημα συγκεντρώνει τον αέρα στο κεντρικό τμήμα του κινητήρα, αυξάνοντας θεαματικά την ώση.
Οι πρώτες αναφορές από ακαδημαϊκές πηγές στην Κίνα κάνουν λόγο για εντυπωσιακές επιδόσεις. Ο κινητήρας φέρεται να προσφέρει 27 έως 47% περισσότερη ώση από τα αντίστοιχα δυτικά μοντέλα, ενώ παράλληλα μειώνει την κατανάλωση καυσίμου έως και κατά ένα τρίτο. Αν επιβεβαιωθούν οι αριθμοί, θα ξεπερνάει τα επίπεδα των αμερικανικών πειραματικών κινητήρων GE XA100 και Pratt & Whitney XA101, που αναπτύχθηκαν για το πρόγραμμα F-35.
Ένα από τα πιο καινοτόμα στοιχεία του κινεζικού κινητήρα είναι η εισαγωγή μιας τρίτης, πιο ψυχρής ροής αέρα. Αυτή η επιπλέον στρώση συμβάλλει στη βελτίωση της θερμικής διαχείρισης και στη μείωση του υπέρυθρου αποτυπώματος του αεροσκάφους, κάτι που μπορεί να έχει σημαντικά οφέλη σε αποστολές stealth. Με άλλα λόγια, το νέο ACE όχι μόνο υπόσχεται μεγαλύτερη απόδοση και οικονομία, αλλά και αυξημένη δυσκολία εντοπισμού από εχθρικά ραντάρ και αισθητήρες.
Μια ακόμη αξιοσημείωτη καινοτομία είναι η δυνατότητα καύσης καυσίμου και στις δευτερεύουσες ροές αέρα – γνωστή ως combustion in the bypass flow. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την παραγωγή επιπλέον ώσης σε υψηλές ταχύτητες και φέρνει τον σχεδιασμό πιο κοντά στην ιδέα της συνδυασμένης πρόωσης turbojet-ramjet. Οι κινητήρες αυτού του τύπου θεωρούνται απαραίτητοι για τα μελλοντικά hypersonic αεροσκάφη, τα οποία θα κινούνται με ταχύτητες άνω του Mach 5.
Επιπλέον, το σύστημα περιλαμβάνει μηχανισμούς inter-stage mixing, δηλαδή ανάμιξη ροών με διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις μεταξύ των σταδίων του κινητήρα. Αυτή η διαδικασία συμβάλλει στη βελτίωση της ψύξης των επιφανειών και αυξάνει τη συνολική θερμοδυναμική απόδοση. Η τεχνολογία αυτή βρίσκεται ήδη στο επίκεντρο της έρευνας σε ΗΠΑ, Ευρώπη και Ιαπωνία, καθώς θεωρείται το επόμενο μεγάλο βήμα στην εξέλιξη των αεροκινητήρων.
Παρότι τα πρώτα αποτελέσματα εντυπωσιάζουν, οι ειδικοί παραμένουν επιφυλακτικοί. Η παρουσίαση του κινητήρα πραγματοποιήθηκε σε ακαδημαϊκό περιβάλλον, χωρίς αποδείξεις για δοκιμές σε πραγματικές πτήσεις. Είναι πιθανό ότι οι επιδόσεις που αναφέρονται – όπως η λειτουργία σε Mach 4 – να προέρχονται από προσομοιώσεις σε αεροσήραγγες και όχι από δοκιμές στον αέρα. Ωστόσο, οι θεωρητικές αρχές πίσω από τη σχεδίαση συνάδουν με τις τάσεις της διεθνούς αεροδιαστημικής έρευνας και ενισχύουν την εικόνα της Κίνας ως ανερχόμενης δύναμης στον τομέα των προχωρημένων τεχνολογιών πρόωσης.
Αν ο κινητήρας αυτός αποδειχθεί λειτουργικός σε πραγματικές συνθήκες, θα μπορούσε να αποτελέσει σημείο καμπής όχι μόνο για τη στρατιωτική αεροπορία της Κίνας, αλλά και για ολόκληρη την παγκόσμια βιομηχανία αεροναυπηγικής. Ένα σύστημα ικανό να εναλλάσσεται από αποδοτική υποηχητική λειτουργία σε υπερηχητική ώση χωρίς μηχανική αλλαγή κινητήρα θα άνοιγε τον δρόμο για νέα είδη αεροσκαφών, από εμπορικά jets υψηλής ταχύτητας μέχρι υπερυπερηχητικά στρατιωτικά drones.
[source]
