Mesin pernafasan udara di Boeing X-51A WaveRider dapat membuka jalan menuju pesawat Mach 20

Mesin penghirup udara bergaya Silver Surfer menantang para penentang dengan keberhasilan pengujiannya baru-baru ini yang mencapai kecepatan Mach 5 – yaitu mil per detik yang mencengangkan, atau hampir 4.000 mil per jam – memecahkan rekor waktu penerbangan sebelumnya.

Di Pangkalan Angkatan Udara Edwards pada hari Rabu, 1 Mei, WaveRider Boeing melakukan penerbangan hipersonik terpanjang hingga saat ini, terbang selama tiga menit dan memecahkan rekornya sendiri pada tahun 2010. Mesin pernafasan yang menggerakkan X-51A WaveRider bisa menjadi kunci tidak hanya untuk melakukan perjalanan dari pantai ke pantai dalam waktu kurang dari 40 menit, tetapi juga untuk mewujudkan eksplorasi luar angkasa seperti yang terlihat dalam “Star Trek: Into Darkness” menjadi kenyataan. membuat.

Pemerintah mempunyai harapan yang tinggi terhadap mesin hipersonik jenis ini, dan badan pertahanan DARPA ingin mendorong teknologi ini lebih jauh lagi, dengan rencana untuk menginvestasikan lebih dari $90 juta dalam program hipersonik selama dua tahun ke depan.

Salah satu tujuannya adalah untuk menyediakan penerbangan hipersonik global yang dapat bermanuver dengan kecepatan Mach 20 yang menakjubkan. Pada tahun 2014, DARPA berencana untuk meluncurkan X-Plane Akses Ruang Responsif Kecil untuk menua teknologi ini dengan biaya murah, untuk respons yang cepat tidak hanya di mana saja di dunia tetapi juga di seluruh dunia. juga di luar angkasa.

DARPA ingin pesawat X ini berhasil melakukan sepuluh penerbangan dalam sepuluh hari, membawa muatan hingga 5.000 pon ke orbit rendah Bumi dengan kecepatan setidaknya Mach 10. Tujuannya adalah sistem yang juga sepuluh kali lebih murah, yang diusulkan oleh Badan tersebut untuk dialihkan. pada angkatan udara, angkatan laut dan sektor komersial.

‘Silver Surfer’ akan segera hadir
Sering digambarkan sebagai papan selancar yang mengendarai gelombang sonik yang diciptakan sendiri, X-51A Waverider menyerupai mode perjalanan Silver Surfer. Ini sebenarnya adalah pesawat eksperimental bertenaga scramjet tak berawak.

Beratnya sekitar 4.000 pon dengan kapasitas bahan bakar sekitar 270 pon dan saat ini memiliki ketinggian lebih dari 70.000 kaki.

Mesin roket konvensional cenderung mendapatkan daya dorongnya dari aliran gas bertekanan tinggi dan berkecepatan tinggi, yang dihasilkan dari pembakaran oksidator cair dan bahan bakar hidrogen.

Mereka membutuhkan banyak oksigen karena mereka cenderung menggunakannya untuk membakar bahan bakar hidrogen – dan itu memberi Anda kecepatan hingga sekitar 10.000 mph.

Misalnya, sebuah pesawat luar angkasa berbobot sekitar 165.000 pon, namun masih harus membawa tambahan 1,36 juta pon oksigen cair.

Tidak ada albatros dengan mesin pernafasan udara yang sangat menjanjikan ini. Mesin WaveRider tidak memerlukan pasokan oksigen sendiri dan malah memanen udara saat terbang melintasi atmosfer.

Karena metode pembakaran baru, lepas landasnya saat ini tidak menyerupai peluncuran tradisional di Cape Canaveral. Sebaliknya, ia menggunakan roket pendorong untuk mencapai kecepatan hipersonik, sebelum scramjet mengambil alih dan melakukan tugasnya.

Pada tahun 2010, X-51A mencapai tonggak sejarah penerbangan besar dengan melakukan penerbangan bertenaga scramjet pembakaran supersonik terpanjang yang pernah ada.

Tahun berikutnya, kendaraan uji penerbangan kedua mengalami masalah saat mendekati kecepatan Mach 5. Uji coba ketiga tahun lalu juga mengalami beberapa masalah dan kendaraan hilang.

Tes keempat ini merupakan sebuah kemenangan, berhasil menunjukkan tidak hanya mesin revolusioner, tetapi juga material bersuhu tinggi, badan pesawat, dan integrasi mesin pada kecepatan hipersonik.

Namun, scramjet X-43A tak berawak eksperimental NASA masih memiliki keunggulan dalam hal kecepatan. Ini memecahkan rekor kecepatan dunia untuk pesawat bertenaga jet – yang diakui oleh Guinness Book of World Records – dengan kecepatan Mach 9,6, atau hampir 7.000 mph.

Mesin penghirup udara membuka masa depan penerbangan
Pencapaian rekor WaveGlider baru-baru ini penting, tidak hanya untuk mendorong batas-batas dari apa yang mungkin terjadi, namun juga untuk lebih membangun fondasi teknologi hipersonik di masa depan.

Dengan adanya mesin pernafasan, perjalanan ruang angkasa di masa depan bisa lebih cepat dan lebih murah, sebagian karena potensi untuk mengurangi berat oksigen cair yang diperlukan untuk melakukan perjalanan dari Bumi ke luar angkasa.

Mesin penghirup udara dapat memungkinkan muatan yang jauh lebih besar sehingga menghindari pengangkutan kargo ke luar angkasa dan antar titik di dalam negeri.

Di Bumi, kecepatan pesawat Angkatan Udara A.S. tak tertandingi, sehingga mempercepat perjalanan udara komersial secara luar biasa—membuat Concorde tampak seperti prasejarah.

Pratt & Whitney sedang mengembangkan serangkaian teknologi sistem propulsi hipersonik yang memiliki potensi pertahanan jauh melampaui pesawat terbang. Rudal, senjata berkecepatan tinggi, dan sistem pertahanan canggih semuanya dapat ditingkatkan dengan teknologi semacam ini.

Kecepatan hipersonik pada fase berikutnya ini bisa sangat berguna untuk misi-misi yang kritis terhadap waktu, dan memberi AS kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam serangan global.

Penari balet yang menjadi spesialis pertahanan Allison Barrie telah berkeliling dunia untuk meliput militer, terorisme, kemajuan senjata, dan kehidupan di garis depan. Anda dapat menghubunginya di [email protected] atau ikuti dia lebih jauh Twitter @Allison_Barrie.