Sistem Propulsi untuk Penerbangan Hipersonik
Para peneliti mengembangkan sistem propulsi yang dapat membuka jalan bagi penerbangan hipersonik, seperti perjalanan dari New York ke Los Angeles dalam waktu kurang dari 30 menit. Mereka mengembangkan cara untuk menstabilkan detonasi yang diperlukan untuk propulsi hipersonik dengan menciptakan ruang reaksi hipersonik khusus untuk mesin jet.
Ada upaya intensif untuk mengembangkan sistem propulsi yang kuat untuk penerbangan hipersonik dan supersonik yang akan memungkinkan penerbangan melalui atmosfer dengan kecepatan sangat tinggi dan juga memungkinkan masuk dan keluar yang efisien dari atmosfer planet. Menstabilkan detonasi — bentuk paling kuat dari reaksi intens dan pelepasan energi — memiliki potensi untuk memajukan sistem energi dan propulsi hipersonik.
Sistem ini dapat memungkinkan perjalanan udara dengan kecepatan Mach 6 hingga 17, yang lebih dari 4.600 hingga 13.000 mil per jam. Teknologi ini memanfaatkan kekuatan gelombang detonasi miring yang dibentuk menggunakan tanjakan miring di dalam ruang reaksi untuk menciptakan gelombang kejut pemicu detonasi untuk propulsi. Tidak seperti gelombang detonasi berputar yang berputar, gelombang detonasi miring bersifat stasioner dan stabil.
Teknologi ini meningkatkan efisiensi mesin penggerak jet sehingga lebih banyak tenaga yang dihasilkan saat menggunakan lebih sedikit bahan bakar daripada mesin penggerak tradisional, sehingga meringankan beban bahan bakar dan mengurangi biaya dan emisi. Selain perjalanan udara yang lebih cepat, teknologi ini juga dapat digunakan dalam roket untuk misi luar angkasa, membuatnya lebih ringan, dapat terbang lebih jauh, dan membakar lebih bersih.
Sistem propulsi detonasi telah dipelajari selama lebih dari setengah abad tetapi tidak berhasil karena propelan kimia yang digunakan atau cara pencampurannya. Pekerjaan sebelumnya oleh tim peneliti mengatasi masalah ini dengan secara hati-hati menyeimbangkan laju propelan hidrogen dan oksigen yang dilepaskan ke mesin untuk menciptakan bukti eksperimental pertama dari detonasi yang berputar.
Durasi ledakan yang singkat, sering terjadi hanya dalam mikrodetik atau milidetik, membuatnya sulit untuk dipelajari dan tidak praktis untuk digunakan. Namun, para peneliti mampu mempertahankan durasi gelombang detonasi selama tiga detik dengan menciptakan ruang reaksi hipersonik baru, yang dikenal sebagai fasilitas reaksi entalpi tinggi hipersonik (HyperREACT). Fasilitas ini memiliki ruang dengan kemiringan 30 derajat di dekat ruang pencampuran propelan yang menstabilkan gelombang detonasi miring.
Langkah penelitian selanjutnya adalah penambahan alat diagnostik dan pengukuran baru untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang fenomena tersebut. Tim akan terus mengeksplorasi lebih banyak konfigurasi eksperimental untuk menentukan secara lebih rinci kriteria yang dapat digunakan untuk menstabilkan gelombang detonasi miring. Jika berhasil dalam memajukan teknologi ini, propulsi hipersonik berbasis detonasi dapat diterapkan ke atmosfer manusia dan perjalanan ruang angkasa dalam beberapa dekade mendatang.
