7 ธ.ค. 2020 เวลา 12:56 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
จีนทดสอบเครื่องยนต์ไอพ่นเร็วกว่าเสียง 9 เท่า ถึงทุกที่บนโลกภายใน 2 ชั่วโมง
จีนทดสอบต้นแบบนี้บินในอุโมงค์ลมความเร็วเหนือเสียงโดยจำลองสภาพการบินที่ความเร็วเสียง 9 เท่า
นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้สร้างเครื่องยนต์ไอพ่นที่สามารถเร่งความเร็วได้ถึง 16 มัค(ในทางทฤษฎี แต่ทดสอบที่ 9มัค) สามารถไปถึงที่ใดก็ได้ในโลกภายในสองชั่วโมง
Note: 1 มัค = ความเร็วเสียง
การบินทดสอบเครื่องต้นแบบในอุโมงค์ลมความเร็วเหนือเสียงในปักกิ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนในแง่ของแรงขับเคลื่อน ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง และความเสถียรในการปฏิบัติงาน
นอกจากนี้ศาสตราจารย์ Jiang Zonglin และทีมพัฒนาจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเครื่องกลของจีน กล่าวว่าเครื่องยนต์เหนือความเร็วเสียงตัวนี้ใช้สำหรับเป็นเครื่องยนต์ take off ให้เครื่องบินเข้าสู่วงโคจร และกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้
เครื่องยนต์ตัวนี้ถูกออกแบบให้เรียบง่าย ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วนคือ ช่องอากาศแบบขั้นตอนเดียว หัวฉีดไฮโดรเจน และห้องเผาไหม้
การทดสอบจะวางเครื่องยนต์ไว้ในอุโมงค์ลมที่จำลองสภาพการบินที่ความเร็วเหนือเสียง 9 เท่า เมื่อลมความเร็วสูงกระทบทางเข้า มันจะสร้าง Shock waves ที่มีอูณหภูมิ และความดันที่สูงมาก คลื่น Shock waves ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่เตาเผา และทำให้เกิดการระเบิดที่ทำให้เครื่องยนต์ขับเคลื่อนไปด้วยความเร็วสูง ในขณะที่เครื่องยนต์ถูกจุดขึ้น ปากของห้องเผาไหม้จะเปล่งประกายเหมือนยานอวกาศในเรื่อง Star Wars ตามวิดิโอ footage ที่ทีมวิจัยปล่อยออกมา
13
ตามทฤษฎีแล้วเครื่องยนต์สามารถทำความเร็วได้สูงถึง 16 เท่าของความเร็วเสียง แต่อุโมงค์ลมที่มีความสามารถในการจำลองการบินสำหรับความเร็ว 16 เท่ากำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างในกรุงปักกิ่ง
ศาสตราจารย์ Jiang และทีมงาน ตั้งชื่อมันว่า “standing oblique detonation ramjet engine” หรือ Sodramjet และเครืองยนต์ตัวนี้ถือเป็นความหวังครั้งยิ่งใหญ่ที่จะสามารถทำให้การบินเชิงพาณิชย์ระดับความเร็วเสียงเป็นจริงได้ หรือแม้แต่ความเร็ว 5 เท่าเหนือเสียง โดยที่เครื่องยนต์ความเร็วเหนือเสียงที่มีอยู่หรือที่เรียกว่า Scramjets นั้นอ่อนแอเกินไป กินพลังงาน และขาดความเสถียร
1
--- กว่าจะมาเป็นเครื่องยนต์เหนือเสียง 16 เท่า ---
สหรัฐมักกล่าวหาว่าจีน ขโมยแนวคิดมาใช้ในเครื่องต่างๆ ตั้งแต่เครื่องตัดหญ้าไปจนถึงเครื่องบินขับไล่ล่องหน และ Sodramjet นี้ก็ด้วยเช่นกัน(สำนักข่าวจีนเขียนเองเลย)
การพัฒนาเครื่องบินเหนือเสียงรุ่นแรกๆ เกิดขึ้นโดย NASA ได้พัฒนาเครื่องยนต์ความเร็วเสียงชื่อ Scramjet แต่การทำงานของเครื่องบินไม่ค่อยมีความเสถียร เนื่องจากปัญหาหลักคือคลื่น shock waves ที่เกิดขึ้นจากความเร็วสูงทำให้ไฟเครื่องยนต์ดับ นี้ยังไม่นับประเด็นการกินเชื้อเพลิงอย่างมหาศาล ตอนหลังการพัฒนาเครื่องบินความเร็วสูงเปลี่ยนมือไปสู่มือเอกชนแต่ก็ไม่ค่อยประสบความสำเร็จเท่าไหร่
ต่อมานักวิศวกรชื่อ Richard Morrison เสนอวิธีแก้ปัญหาในปี 1980 โดยแกเสนอว่าในเมื่อ Shock waves มันให้พลังงานได้สูงมากๆ ก็ใช้มันเป็นตัวจุดชนวนเองซะเลยละ เป็นงานวิจัยที่สามารถให้ดาวโหลดได้ผ่านเว็บไซต์ของ NASA
ปัจจุบันรัสเซีย และจีนได้พัฒนา Hypersonic weapons ได้ก้าวหน้าไปมากจนในแม้แต่สหรัฐอเมริกาก็ตามไม่ทัน
--- เครื่องบินไอพ่นความเร็วเหนือเสียงจากอเมริกาสู่จีน ---
ศาสตราจารย์ Jiang และทีมงาน ให้สัมภาษณ์ว่าเอือมกับการออกแบบของ Scramjet สุดๆ ความเร็วก็ไม่สามารถเกิน 7 มัค กินเชื้อพลังในระดับที่ไม่มีใครคิดจะใช้เป็นยานพาหนะ แล้วนักบินคงหัวใจวายก่อนถ้าต้องลุ้นกับเครื่องบินที่ติดๆดับๆ
และทีมวิทยาศาสตร์ของจีนเห็นว่าแนวคิดของ Richard Morrison นั้นน่าสนใจแม้ว่าจะมีความเสี่ยงในการออกแบบใหม่ และต้องใช้เงินทุนในการพัฒนาที่สูง แต่สุดท้ายทีมจีนก็ประสบความสำเร็จในการนำ Shock wave ที่เดิมเคยเป็นตัวปัญหา แต่สามารถนำมาใช้เป็นตัวช่วยรักษาเสถียรภาพในการเผาไหม้ที่ความเร็วเหนือเสียง พร้อมกับเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็ก และเบากว่ารุ่นก่อนหน้า
และทีมงานคาดหวังว่าจะเป็นการสร้างความจดจำเหมือนกับเครื่องบินลำแรกของตระกูล Wright ในปี 1903 และเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงพร้อมผู้โดยสารครั้งแรกโดย Concorde ในปี 1969
นอกจากนี้ความสำเร็จด้านเทคโนโลยีความเร็วเสียงนี้สามารถนำไปใช้ในเทคโนโลยีทางทหารได้อีกด้วย
Arm_NT
เร็วกว่าเสี่ยงเลยเหรอ