Двигуни нового типу допоможуть дістатися до Марса

Американські вчені мають намір створити більш ефективні двигуни для авіації та астронавтики, використовуючи ударну хвилю й турбулентність. Змішання палива й кисню, наприклад, в таких авіаційних надзвукових двигунах буде відбуватися ефективніше, а отже – підвищиться швидкість.
Такі двигуни зможуть розганятися до 5 махів або 6 тисяч км/год, зберігаючи невеликі розміри. Технологія стане в нагоді і для міжпланетних подорожей, дозволивши скоротити потреби в паливі, пише Phys.org.
Як це працює
Ударна хвиля характеризується раптовою зміною тиску, температури й щільності середовища, і рухається швидше за швидкість звуку. Крім того, з її допомогою можна посилити турбулентність, а чим більше турбулентність, тим швидше змішуються речовини, пояснюють фахівці з Університету Південної Каліфорнії. Наприклад такі, як рідини в авіаційних двигунах, коли кисень з повітря повинен змішатися з паливом.
Що кажуть вчені
Дослідники, які вивчають можливість підвищення ефективності надзвукових двигунів, опублікували статтю, в якій описують умови, необхідні для такого швидкого змішування. Як тільки виникає ударна хвиля, швидкість рідини, що проходить через неї, істотно знижується, що дає більше часу для змішування. У авіаційного палива надзвукових літаків, які забирають повітря ззовні на величезній швидкості, виникають кращі умови для згоряння, підвищується температура, полегшується самозаймання.

За словами вчених, в минулому вже були дослідження взаємодії турбулентності і ударних хвиль, але мало хто займався їх змішанням.
Вони розглянули більшу кількість параметрів, ніж їх попередники, включаючи різну швидкість повітряного потоку, а також вивчили різні рівні турбулентності. І прийшли до висновку, що з наростанням турбулентності продовжує підвищуватися якість змішування.
Де це може спрацювати
Дослідження має кілька варіантів практичного застосування, зокрема, в авіації і космонавтиці.
"Уявіть, що замість ракети у нас є щось більш легке й маленьке, на чому можна долетіти до Марса. Поєднання гіперзвукових прямоточних реактивних двигунів і детонаційних двигунів, заснованих на принципах ударної хвилі і турбулентності, можуть одного разу дати нам таку можливість", – сказав Айвен Бермехо-Морено, учасник проєкту.