DARPA Meluncurkan Program MACH untuk Mengembangkan Material Canggih untuk Kendaraan Hipersonik
DARPA mengumumkan program baru bernama MACH yang bertujuan membangun desain dan material baru untuk kendaraan hipersonik.
Tujuannya adalah mengembangkan solusi tepi depan yang tajam yang dapat menangani fluks panas tinggi dan memberikan performa di luar sistem berbasis komposit karbon-karbon yang ada.
Pesawat dan senjata hipersonik mungkin adalah impian masa depan, tetapi untuk mewujudkannya, peneliti perlu menemukan material canggih yang memiliki kemampuan luar biasa untuk menangani suhu sangat tinggi yang tercipta pada kecepatan hipersonik.
Bagi yang tidak tahu, apa pun yang berjalan lebih cepat dari Mach 5 — lima kali kecepatan suara — disebut hipersonik. Beberapa kendaraan telah mencapai kecepatan yang sangat tinggi ini, tetapi hanya untuk waktu singkat. North American X-15, misalnya, adalah pesawat uji berjenis manusia yang mencatat rekor kecepatan tertinggi Mach 6,7 pada tahun 1967.
Merancang struktur yang dapat menahan ribuan derajat panas pada kecepatan seperti itu adalah tugas yang menantang, terutama untuk tepi depan yang mengalami jumlah panas maksimum.
Sekarang, DARPA telah melangkah lebih jauh untuk mengatasi tantangan teknis ini. Agensi telah mengumumkan program baru bernama MACH (singkatan dari Material Architectures and Characterization for Hypersonics) yang bertujuan membangun desain dan material baru untuk kendaraan hipersonik.
Meskipun insinyur telah bekerja pada cara untuk mendinginkan tepi depan panas kendaraan hipersonik, mereka belum dapat menyampaikan konsep yang layak dalam penerbangan. Namun, perkembangan terbaru dalam teknik termal dapat memungkinkan arsitektur material yang scalable yang dapat menolak panas secara efisien dan meningkatkan performa hipersonik.
Struktur Program MACH
Tujuan utama adalah menciptakan jenis baru dari arsitektur tepi depan yang terkelola termal dan tajam untuk kendaraan udara hipersonik dengan rasio lift-drag tinggi yang dapat beroperasi pada fluks panas intens. Tepi depan yang tidak erosi ini akan meningkatkan kemampuan operasional kendaraan, membuat mereka terbang lebih cepat dan lebih jauh.
Program MACH akan fokus pada dua hal:
T1. Mengembangkan dan menguji sistem manajemen termal terintegrasi untuk tepi depan yang discale.
T2. Penelitian material generasi berikutnya untuk kendaraan hipersonik untuk mencapai kemampuan tepi depan yang mengesankan.
Kredit gambar: DARPA
Ini adalah upaya empat tahun, dua fase. Fase pertama akan dieksekusi dalam 27 bulan dan fase berikutnya akan diberikan sisa 21 bulan.
Dalam T2, DARPA akan mencoba untuk mendapatkan kemampuan tepi depan di luar metrik performa T1, yang termasuk metode manajemen termal baru, keramik, logam, dan lapisan pelindung, serta fitur baru yang diperlukan untuk mengembangkan material dan teknik ini.
Referensi: Fbo.gov | DARPA
Pendekatan yang berhasil akan mengeksplorasi:
- Ruang material baru, seperti komposisi keramik, logam alloy baru, dan performa lapisan pada suhu lebih dari 2.200 derajat Celsius.
- Teknologi subkomponen, termasuk metodologi untuk mendapatkan pendinginan ekstrim.
- Kemampuan pemodelan untuk mempercepat pengembangan material spesifik misi.
Selain itu, semua teknik pengembangan material akan menggunakan kerangka kerja ICME (singkatan dari integrated computational materials engineering) untuk meningkatkan optimasi material dan memungkinkan proyeksi performa tingkat sistem.
Baca: DARPA Akan Menggunakan Sumber Cahaya Laser untuk Menggerakkan Pesawat Kecil di Angkasa
Jika semuanya berjalan sesuai rencana, kita bisa melihat terobosan dalam mengurangi efek aerotermal — yang pada akhirnya akan meningkatkan performa hipersonik — dalam empat tahun mendatang.
