Het Amerikaanse GE Aerospace heeft tests uitgevoerd met een hypersone motor die ook op lage snelheden werkt.

Hypersone wapens vliegen met minimaal 5000 kilometer per uur richting hun doel en zijn daardoor met bestaande luchtafweersystemen niet of nauwelijks te stoppen. Ten minste, dat werd gedacht en dat is ook wat de Russische president Vladimir Poetin in 2018 zei tijdens de onthulling van de hypersone Kinzhal-raket (foto hieronder). Inmiddels blijkt dat de huidige modellen, waar onder meer de Amerikanen, Russen en Chinezen aan werken, niet de superwapens zijn die men voor ogen had. In mei van dit jaar schoten Oekraïense troepen met hun westerse Patriotraketten meerdere Kinzhals uit de lucht.

Maar een nieuwe Amerikaanse aandrijving, Rotating Detonation Combustion (RDC), kan er weleens voor zorgen dat hypersone raketten een stap voorwaarts maken. En die motor werd nu voor het eerst getest.

Lees ook:

• Boeing gaat hypersone raket ontwikkelen
• Stratolaunch bereikt nieuwe hoogten met monstertoestel

Scram!

Hypersone raketten maken gebruik van scramjet-motoren. De techniek in zo’n supersonic combustion ramjet is eenvoudiger dan die van een straalmotor. Bij bestaande straalmotoren zuigt een turbine lucht de motor in, die wordt samengeperst. Verderop wordt er brandstof (kerosine) toegevoegd en dan wordt het mengsel ontstoken. Bij de verbranding neemt de druk nog verder toe; het gasmengsel met de ontstane verbrandingsgassen zet sterk uit en verlaat de motor aan de achterkant.

Een scramjet gebruikt daarentegen de eigen snelheid om de lucht samen te persen. De interne druk en de temperatuur lopen daarbij zo hoog op dat de brandstof vanzelf ontbrandt. Er zijn dus veel minder bewegende onderdelen nodig om hem te laten werken en vooral het achterwege laten van de dure en kwetsbare turbine betekent dat er veel hogere snelheden mogelijk zijn.

Snel maar bestuurbaar

Nadeel is dat een scramjet dus eerst die enorme snelheid moet bereiken voordat hij stuwkracht kan leveren en dat wordt nog steeds gedaan met ouderwetse draagraketten. Om de hypersone raket een groter bereik te geven, wordt de hypersone projectiel bovendien naar grote hoogte gebracht, waarna hij in een duik/glijvlucht naar zijn doel schiet. En die lange, hoge vlucht maakt hem kwetsbaar.

Wat dus nodig is, zijn motoren die een hypersone raket tijdens zijn hele vlucht kunnen aandrijven, die ondanks hun extreme snelheid laag kunnen vliegen en toch, net als een kruisraket, bestuurbaar zijn. Om dat voor elkaar te krijgen ontwikkelde het Amerikaanse GE Aerospace de Dual-Mode Ramjet met dus zogenoemde Rotating Detonation Combustion.

Minitornado

Een RDC werkt met een cilinder die in een iets grotere cilinder valt. Door een mengsel van lucht en brandstof in de ruimte tussen de twee cilinders te spuiten en te ontsteken, gaat dat mengsel met supersonische snelheden rondtollen. Naarmate er meer brandstof en lucht wordt toegevoerd, loopt de druk steeds verder op en wordt er meer warmte geproduceerd. Door die ‘hete minitornado’ vervolgens aan de achterkant uit te stoten, wordt de raket voortgestuwd. Bekijk ook de video hieronder.

De nieuwe motor, die dus zowel onder als boven mach 5 kan werken, werd gedemonstreerd op een testopstelling in GE’s fabriek in Niskayuna, in de staat New York. GE Aerospace verwacht in 2024 een volledige versie van de motor klaar te kunnen hebben.

Bronnen: GE Aerospace, New Atlas

Beeld: GE Aerospace

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!