Propulsione a reazione da Mach 17

Il nuovo sistema di propulsione ispirato alle stelle morenti pu raggiungere un Mach 17 ipersonico. Un nuovo sistema di propulsione sviluppato da un team dellUniversit della Florida centrale e del US Naval Research Laboratory consente velocit di volo comprese tra Mach 6 e Mach 17 da circa 4.600 a 13.000 miglia allora e la tecnologia stata ispirata dalle supernove , lesplosione che si verifica quando una stella muore. In un articolo pubblicato luned negli Atti della National Academy of Sciences , il team di ricerca stato in grado di stabilizzare la detonazione necessaria affinch un motore a reazione raggiungesse la velocit ipersonica . Creando una camera di reazione ipersonica allinterno di un motore a reazione modificato, il sistema potrebbe consentire velocit che raggiungono 13.000 miglia allora, o Mach 17.Background Propulsione basata sulla detonazioneSecondo lo studio, nel prossimo futuro la propulsione si baser ancora su sistemi chimici o nucleari . Ci significa che viaggeremo ancora utilizzando reazioni esotermiche attraverso una qualche forma di onda di combustione.Lo studio concentra la sua attenzione su un tipo specifico di onda di combustione causata dalle detonazioni. In termini semplici, qualcosa allinterno del motore fa boom, creando uno scarico ad alta pressione, che spinge il veicolo lungo unonda intensa. Il problema intrinseco con la combustione basata sulla detonazione che instabile. Puoi fare un boom breve e intenso, lungo un millisecondo, e il gioco fatto. Tuttavia, a causa del breve lasso di tempo della detonazione, il processo stato difficile da studiare e alquanto poco pratico per luso nei veicoli. Per mantenere alte velocit, necessario generare molte esplosioni rapidamente e bruciare molto carburante.Per rendere utile questo tipo di propulsione, la detonazione deve essere sostenuta per un periodo pi lungo. Il boom deve durare un paio di secondi. Guardando alle stelle, il team si ispirato alle forze esplosive create da una stella quando entra in agonia una supernova.Analisi utilizzo delle stelle esplosive per diventare ipersoniciQuesto sistema di propulsione ispirato dal nostro lavoro pubblicato su Science sulle esplosioni di supernova , ha detto a The Debrief il Dr. Kareem Ahmed, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della UCF . In termini semplici, quando alcune stelle nane bianche esplodono, le fiamme dellesplosione iniziano a velocit subsoniche, ma invece di accelerare semplicemente, si evolvono per essere guidate da onde durto supersoniche, che aumenta la loro potenza. Anche se non siamo sicuri del motivo per cui ci accada, Ahmed e il suo team stabiliscono che lenergia deve esplodere in unonda supersonica affinch la supernova consumi tutto il materiale della stella. Secondo il loro articolo, queste detonazioni si verificano dopo lesplosione iniziale quando le fiamme della supernova si scontrano luna nellaltra, creando una pressione e una turbolenza estremamente elevate. Il giusto mix di sostanze chimiche, calore, pressione e turbolenza allinterno di una fiamma chimica o termonucleare creer quello che Ahmed chiama un processo incontrollato e si verificher la detonazione, creando onde durto. Il team stato in grado di riprodurre queste onde durto in un laboratorio e poich era possibile contenere la detonazione per lo studio, il passo successivo stato vedere se poteva essere imbrigliata per luso. In altre parole, prendere le reazioni esplosive che si verificano nelle fiamme delle stelle che esplodono e legarle a un veicolo. Il team ha costruito una camera di reazione ipersonica, chiamata reazione ipersonica ad alta entalpia o struttura HyperREACT. A differenza dei precedenti modelli di propulsione a detonazione, che utilizzano la detonazione rotante , HyperREACT utilizza la detonazione obliqua forzando la reazione esplosiva lungo una rampa angolata di 30 gradi costruita allinterno della camera di reazione del motore vicino al punto in cui le sostanze chimiche propellenti si mescolano. Quando la detonazione avviene allinterno del motore, viene costretto a scendere dalla rampa per mantenere la sua stabilit e le onde durto sono ferme invece di girare come nella detonazione rotante.Questa la prima volta che una detonazione ha dimostrato di essere stabilizzata sperimentalmente, ha detto Ahmed in un comunicato stampa . Siamo finalmente in grado di trattenere la detonazione nello spazio in forma di detonazione obliqua. quasi come congelare unintensa esplosione nello spazio fisico. Secondo lo studio, invece della detonazione durata un millisecondo, durata tre secondi. Ci significa che il motore brucia meno carburante perch non ha bisogno di creare detonazioni ogni millisecondo. Ancora pi importante, poich la durata della detonazione dura circa tre secondi, la velocit massima di questo sistema di propulsione un Mach 17 sbalorditivo e che induce il vomito. Per metterlo in prospettiva, la navetta spaziale della NASA ha viaggiato da Mach 10 a 25 al rientro. ingresso , ha spiegato Ahmed.Outlook posso portare i miei figli su un volo ipersonico a DisneyworldIl prossimo passo sar mettere a punto gli esperimenti per sviluppare il motore perfetto e le miscele chimiche. ancora nelle fasi iniziali e necessita di modifiche. Tuttavia, poich la propulsione a detonazione utilizza il carburante gi disponibile, la road map per costruire un modello funzionante molto pi breve rispetto allo sviluppo di qualcosa di completamente nuovo.Il dottor Ahmed ha dichiarato a The Debrief che questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per viaggi intercontinentali ultraveloci ad esempio, da New York a Londra in meno di 5 minuti, sia per attivit spaziali commerciali e viaggi interplanetari. Crede che questa tecnologia di propulsione a razzo ad alta potenza e pi efficiente in una forma pi piccola renda i viaggi nello spazio pi economici. Tutti i genitori che hanno provato a portare i propri figli su un aereo angusto desiderano che il volo duri solo pochi minuti contro molte lunghe ore. Ripping a Disneyworld da Seattle in soli due minuti la fantasia di ogni genitore. Mentre viaggiare pi velocemente della velocit del suono per i voli commerciali era prominente negli anni 80 con il Concorde una velocit massima di Mach 2, viaggiare allinterno di un veicolo che utilizza un sistema di propulsione a detonazione obliqua non verr fornito con libri da colorare, piccoli sacchetti di biscotti, o mini bottiglie di Scotch per i genitori. Sarebbe come stare seduti su un razzo diretto nello spazio. Saranno cabine come quelle usate per i viaggi spaziali commerciali. Saranno tempi di viaggio brevi nellordine dei minuti , ha affermato Ahmed. Sicuramente allacciati. Sar veloce. Fonte The DebriefCome fare un Blog 2021. Facile scegliere gli argomenti per un blog Certo, ma pi difficile andare avanti. Magari guadagnare, monetizzare ed esprimere il miglior risultato. Tutti cercano esempi di blog personali, casi di successo, riferimenti virtuosi da tenere sempre a portata di mano per capire cosa fare e ottenere un risultato simile. 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Propulsione a reazione da Mach 17
Il nuovo sistema di propulsione ispirato alle stelle morenti può raggiungere un Mach 17 ipersonico.

Un nuovo sistema di propulsione sviluppato da un team dell'Università della Florida centrale e del US Naval Research Laboratory consente velocità di volo comprese tra Mach 6 e Mach 17 (da circa 4.600 a 13.000 miglia all'ora) e la tecnologia è stata ispirata dalle supernove , l'esplosione che si verifica quando una stella muore.

In un articolo pubblicato lunedì negli  Atti della National Academy of Sciences , il team di ricerca è stato in grado di stabilizzare la detonazione necessaria affinché un motore a reazione raggiungesse la velocità ipersonica . Creando una "camera di reazione ipersonica" all'interno di un motore a reazione modificato, il sistema potrebbe consentire velocità che raggiungono 13.000 miglia all'ora, o Mach 17.

Background: Propulsione basata sulla detonazione

Secondo lo studio, nel prossimo futuro la propulsione si baserà ancora su sistemi chimici o nucleari . Ciò significa che viaggeremo ancora utilizzando reazioni esotermiche attraverso una qualche forma di onda di combustione.

Lo studio concentra la sua attenzione su un tipo specifico di onda di combustione causata dalle detonazioni. In termini semplici, qualcosa all'interno del motore fa "boom", creando uno scarico ad alta pressione, che spinge il veicolo lungo un'onda intensa. Il problema intrinseco con la combustione basata sulla detonazione è che è instabile. Puoi fare un "boom" breve e intenso, lungo un millisecondo, e il gioco è fatto. Tuttavia, a causa del breve lasso di tempo della detonazione, il processo è stato difficile da studiare e alquanto poco pratico per l'uso nei veicoli. Per mantenere alte velocità, è necessario generare molte esplosioni rapidamente e bruciare molto carburante.

Per rendere utile questo tipo di propulsione, la detonazione deve essere sostenuta per un periodo più lungo. Il "boom" deve durare un paio di secondi. Guardando alle stelle, il team si è ispirato alle forze esplosive create da una stella quando entra in agonia; una supernova.

Analisi: utilizzo delle stelle esplosive per diventare ipersonici

"[Questo sistema di propulsione] è ispirato dal nostro lavoro pubblicato su  Science  sulle esplosioni di supernova" , ha detto a  The Debrief il Dr. Kareem Ahmed, professore associato presso il  Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della UCF .

In termini semplici, quando alcune stelle nane bianche esplodono, le fiamme dell'esplosione iniziano a velocità subsoniche, ma invece di accelerare semplicemente, si evolvono per essere guidate da onde d'urto supersoniche, che aumenta la loro potenza. Anche se non siamo sicuri del motivo per cui ciò accada, Ahmed e il suo team stabiliscono che l'energia deve esplodere in un'onda supersonica affinché la supernova consumi tutto il materiale della stella. Secondo il loro articolo, queste detonazioni si verificano dopo l'esplosione iniziale quando le fiamme della supernova si scontrano l'una nell'altra, creando una pressione e una turbolenza estremamente elevate. Il giusto mix di sostanze chimiche, calore, pressione e turbolenza all'interno di una fiamma chimica o termonucleare creerà quello che Ahmed chiama un "processo incontrollato" e si verificherà la detonazione, creando onde d'urto.

Il team è stato in grado di riprodurre queste onde d'urto in un laboratorio e poiché era possibile contenere la detonazione per lo studio, il passo successivo è stato vedere se poteva essere imbrigliata per l'uso. In altre parole, prendere le reazioni esplosive che si verificano nelle fiamme delle stelle che esplodono e legarle a un veicolo.

Il team ha costruito una camera di reazione ipersonica, chiamata reazione ipersonica ad alta entalpia o struttura "HyperREACT". A differenza dei precedenti modelli di propulsione a detonazione, che utilizzano la " detonazione rotante " , HyperREACT utilizza la "detonazione obliqua" forzando la reazione esplosiva lungo una rampa angolata di 30 gradi costruita all'interno della camera di reazione del motore vicino al punto in cui le sostanze chimiche propellenti si mescolano. Quando la detonazione avviene all'interno del motore, viene costretto a scendere dalla rampa per mantenere la sua stabilità e le onde d'urto sono ferme (invece di girare come nella detonazione rotante).

Propulsione Ipersonica

"Questa è la prima volta che una detonazione ha dimostrato di essere stabilizzata sperimentalmente", ha detto Ahmed in un  comunicato stampa . “Siamo finalmente in grado di trattenere la detonazione nello spazio in forma di detonazione obliqua. È quasi come congelare un'intensa esplosione nello spazio fisico. "

Secondo lo studio, invece della detonazione durata un millisecondo, è durata tre secondi. Ciò significa che il motore brucia meno carburante perché non ha bisogno di creare detonazioni ogni millisecondo. Ancora più importante, poiché la durata della detonazione dura circa tre secondi, la velocità massima di questo sistema di propulsione è un Mach 17 sbalorditivo e che induce il vomito. Per metterlo in prospettiva, "la navetta spaziale della NASA ha viaggiato da Mach 10 a 25 al rientro. ingresso ", ha spiegato Ahmed.

 
Outlook: posso portare i miei figli su un volo ipersonico a Disneyworld?

Il prossimo passo sarà mettere a punto gli esperimenti per sviluppare il motore perfetto e le miscele chimiche. È ancora nelle fasi iniziali e necessita di modifiche. Tuttavia, poiché la propulsione a detonazione utilizza il carburante già disponibile, la road map per costruire un modello funzionante è molto più breve rispetto allo sviluppo di qualcosa di completamente nuovo.

Il dottor Ahmed ha dichiarato a  The Debrief  che questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per "viaggi intercontinentali ultraveloci (ad esempio, da New York a Londra in meno di 5 minuti), sia per attività spaziali commerciali e viaggi interplanetari".

Crede che questa "tecnologia di propulsione a razzo ad alta potenza e più efficiente in una forma più piccola renda i viaggi nello spazio più economici".

Tutti i genitori che hanno provato a portare i propri figli su un aereo angusto desiderano che il volo duri solo pochi minuti contro molte lunghe ore. Ripping a Disneyworld da Seattle in soli due minuti è la fantasia di ogni genitore. Mentre viaggiare più velocemente della velocità del suono per i voli commerciali era prominente negli anni '80 con il Concorde (una velocità massima di Mach 2), viaggiare all'interno di un veicolo che utilizza un sistema di propulsione a detonazione obliqua non verrà fornito con libri da colorare, piccoli sacchetti di biscotti, o mini bottiglie di Scotch (per i genitori). Sarebbe come stare seduti su un razzo diretto nello spazio.

“Saranno cabine come quelle usate per i viaggi spaziali commerciali. Saranno tempi di viaggio brevi nell'ordine dei minuti ”, ha affermato Ahmed. "Sicuramente allacciati. Sarà veloce."

Fonte: The Debrief
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