Mi az a nagysebességű repülés?

Bizonyára sok nagy utazó emlékszik még a Concorde repülők gyártásának és üzemeltetésének leállítására. Ennek a nagy sebességű, azaz szuperszonikus utasszállítónak a sikere egy hatalmas baleset miatt ért véget, hiszen a lezuhant repülő miatt derült ki, hogy nagyon drága és bonyolult a Concorde-ok fenntartása, szervizelése, így nem térül meg a turisták utaztatása. Azóta várjuk, hogy az utasszállítók terén jöjjön valami nagy változás, hiszen a szuperszonikus Concorde tátongó űrt hagyott maga után.

A nagy sebességű repülést 5 csoportra lehet osztani az elért sebesség alapján, ekkora gyorsaságnál már Mach-számokban mérnek, nem kilométer per órában.

1 Mach a légkörünkben 1225 km/h sebességet jelent.

• A szubszonikus repülésnél az 1 Mach-nál lassabb repülést értjük.
• A szonikus repülésnél a sebesség pont 1 Mach.
• A transzszonikus repülés sebessége 0,8 és 1,2 Mach közé esik.
• A szuperszonikus 1,2 és 5 Mach között van.
• A hiperszonikus sebességnek pedig az 5 Mach feletti teljesítményt nevezzük.

A hiperszonikus repülők forradalmasíthatják a repülést

A kísérletek során kiderült, hogy a belépés a légkörbe szupersebességgel számos problémát vet fel. A kutatók a hiperszonikus repülés tervezési kihívásainak megoldásán egy meglepően kicsi szélcsatornával dolgoznak – ebben a csőben sikerült elérni a 7 Mach-os sebességet.

A Texasi Egyetem mostani tesztjei alapján lehet majd megépíteni az első hiperszonikus repülőt. Amint ez megtörténik, az „ingázás" szó egészen más értelmet kap majd, hiszen a nemzetközi cégeknél dolgozók vagy az USA-n belül utazók 30-60 perc alatt szinte bárhol ott lehetnek majd. És ez nem is annyira távoli jövő! A kutatócsoportban mindeközben azt is vizsgálják, milyen hatással van a repülőgépre az atmoszférából való kilépés, majd a rövid időn belüli visszaérkezés, ugyanis az atmoszféra egy gázburok, ami hat a repülőre, tehát benne más a közeg, mint a légkörön kívül. Ezeknek a nagy sebességű repülőknek pedig ki kell állniuk a légköri nyomáskülönbséget (ami lökéshullámokat okoz) és még számtalan környezeti hatást. Lökéshullám például, amikor a szuperszonikus harci repülők átlépik a hangsebességet és hangrobbanást hallunk.

Először a katonaság próbálhatja ki

A mostani fejlesztési fázisban még nehéz pontos időpontot jósolni, de először katonai gépeket gyártanak majd hiperszonikus hajtóművel, aztán jönnek az utasszállítók és előbb-utóbb az űrturizmusban is ez lesz az elsőrangú utazási mód a kutatócsoport egyik mérnöke, Chris Combs szerint. Addig azonban még sok dologra kell megoldást találni. Amikor például egy hiperszonikus sebességgel érkező űrhajó vagy műhold visszatér a légkörbe, gyakran úgy néz ki, mint egy izzó tűzgömb. Mivel senki nem akar ilyen tűzdobozt tesztelni, a Texasi San Antonio Egyetemen egy hiperszonikus szélcsatornát építettek – ez a harmadik ilyen túlnyomásos cső a világon. Ezekben a szélcsatornákban pedig nem miniatűr repülőmodellekkel kísérleteznek, hanem egy-egy valódi alkatrészt (szárnyat, rámpát) tesznek a csőbe, hogy lássák, hogyan hat rájuk a hiperszonikus sebesség.

Extrém körülmények

A hiperszonikus repüléssel és a légköri súrlódással olyan magas hőmérséklet keletkezik, amit nagyon nehéz szimulálni. A Texasi Egyetem szélcsövében például 430 Celsius fok van tesztelés közben, és ez még hidegnek számít a teljes távú hiperszonikus repülésnél elért hőmérséklethez képest. A magas hő mellett azonban a lökéshullámok okozta sérülésekkel is szembe kell nézniük, így a szélcsatornában különböző anyagokat is kipróbálnak. A tervezés alatt a mérnökök mindig „túlterveznek", hiszen mindig kialakulhat olyan körülmény, amivel laborkörülmények között nem találkoznak. Amikor a NASA a Marsra induló űrszondát tervezte, akkor például tízszer erősebb hőpajzzsal szerelték fel az eszközöket, mint amire szükség volt, de ez csak utólag derült ki, amikor a Mars Scinece Lab eljuttatta a Curiosity marsjárót a Marsra.

Egy biztos: utasszállítók megépítésére akkor kerülhet majd sor, ha a kisebb, katonai gépek már bizonyítottak.

Forrás: BigThing