China telah berjaya menguji pesawat jet hipersonik yang boleh mengurangkan masa perjalanan hampir satu per tujuh.
China telah mereka bentuk dan menguji pesawat ultra-pantas yang boleh dicapai hipersonik kelajuan dalam julat Mach 5 hingga Mach 7, iaitu kira-kira 3,800 hingga 5,370 batu sejam. Kelajuan hipersonik adalah kelajuan supersonik 'super' (iaitu Mach 1 dan ke atas). Penyelidik dari Akademi Sains China, Beijing telah berjaya menguji "I Plane" mereka (menyerupai ibu kota 'I' apabila dilihat dari hadapan dan juga mempunyai bayang-bayang berbentuk 'I' apabila ia terbang) di dalam terowong angin pada kelajuan ini dan mereka menyatakan bahawa seperti hipersonik pesawat hanya memerlukan "beberapa jam" untuk melakukan perjalanan dari Beijing ke New York apabila penerbangan syarikat penerbangan komersial pada masa ini mengambil masa sekurang-kurangnya 14 jam untuk menempuh jarak sejauh 6,824 batu ini. Jika dibandingkan dengan pesawat sedia ada, Boeing 737, lif Pesawat I adalah kira-kira 25 peratus, iaitu jika pesawat 737 mempunyai keupayaan untuk membawa sehingga 20 tan, atau 200 penumpang, Pesawat I dengan saiz yang sama boleh membawa 5 tan atau lebih kurang. 50 penumpang.Idea pesawat hipersonik digunakan sebagai pesawat komersial telah wujud sejak sekian lama dan perlumbaan untuk menjadi yang pertama menggunakannya telah pun bermula.
Penyelidikan ini, diterbitkan dalam Sains China Fizik, Mekanik & Astronomi, telah meletakkan topik kapal terbang hipersonik kembali menjadi tumpuan. Semasa ujian dan penilaian dan eksperimen aerodinamik, penyelidik mengecilkan model pesawat di dalam terowong angin yang direka khas. Ia dilihat bahawa sayap Pesawat I berfungsi dengan baik untuk mengurangkan pergolakan dan seretan sambil terus meningkatkan kapasiti angkat keseluruhan pesawat. Daya angkat dalam terminologi kapal terbang dirujuk kepada daya aerodinamik mekanikal yang secara langsung menentang jumlah berat kapal terbang dan dengan itu menahan kapal terbang di udara. Lif ini dijana oleh setiap bahagian kapal terbang, contohnya dalam kebanyakan pesawat komersial, lif ini dihasilkan semata-mata oleh sayapnya. Kapasiti angkat pesawat adalah sangat penting untuk memastikan ia stabil di udara. Dan seretan dan pergolakan (disebabkan oleh haba, aliran jet, terbang atas gunung dll) pada asasnya adalah kuasa aerodinamik yang menentang dan pergerakan pesawat di udara. Jadi, idea utama adalah untuk mengekalkan daya angkat yang tinggi dan stabil serta mengurangkan seretan dan kesan pergolakan. Pengarang malah menolak pelan model itu kepada tujuh kali ganda kelajuan bunyi (343 meter sesaat, atau 767 batu sejam) dan dengan gembiranya ia memberikan prestasi yang konsisten, dengan daya angkat tinggi dan seretan rendah. Reka bentuk pesawat itu termasuk sayap bawah yang menjangkau dari tengah fiuslaj seperti sepasang lengan yang berpelukan. Dan ketiga sayap rata berbentuk kelawar pula menjangkau bahagian belakang pesawat. Oleh itu, disebabkan reka bentuk ini, lapisan dua sayap berfungsi bersama untuk mengurangkan pergolakan dan seretan apabila pada kelajuan yang sangat tinggi sambil meningkatkan kapasiti angkat keseluruhan pesawat.
Negara-negara utama termasuk China dan Amerika Syarikat juga sedang dalam proses membangun hipersonik senjata dan kenderaan hipersonik yang boleh disaman oleh tentera sebagai sistem pertahanan. Ini adalah sangat sulit dan tidak boleh dikatakan sangat boleh dipertikaikan kerana had luar jangka yang boleh dicapai oleh peranti hipersonik sedemikian. China juga menyasarkan pesawat hipersonik masa depan yang akan merangkumi terowong angin yang boleh menghasilkan kelajuan sehingga Mach 36, menjadikannya yang terpantas pernah. Ini boleh menjadi pengubah permainan dan semua perkembangan ini benar-benar menggegarkan keadaan dalam komuniti penyelidikan hipersonik.
Cabaran Teknologi
Kajian ini, melalui reka bentuk aerodinamiknya, telah berjaya menangani masalah yang dihadapi oleh model pesawat hipersonik sebelum ini, namun kejayaan sebenar akan dicapai dengan menggerakkannya ke hadapan daripada peringkat konsep kepada yang sebenar. Kenderaan hipersonik yang diketahui sebelum ini yang telah dibangunkan seluruh dunia telah terperangkap di peringkat eksperimen kerana pelbagai cabaran teknologi yang telah wujud dan sebenarnya masih wujud. Sebagai contoh, mana-mana pesawat yang bergerak pada kelajuan hipersonik akan menghasilkan haba yang sangat besar (mungkin melebihi 1,000 darjah Celsius) dan haba ini perlu sama ada terlindung atau tersebar dengan cekap atau ia boleh membawa maut kepada mesin dan pembawanya. Masalah ini telah ditangani berkali-kali dengan sesuai contohnya dengan menggunakan bahan tahan haba dan juga sistem penyejukan cecair terbina untuk mengeluarkan haba – tetapi semua ini terbukti secara teknikal hanya pada peringkat percubaan. Ujian ini perlu bergerak dari terowong angin ke medan terbuka (iaitu persediaan eksperimen ke persekitaran sebenar). Namun begitu, ini adalah satu kajian yang menggembirakan dan ia boleh membuka laluan untuk masa depan teknologi hipersonik.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Cui et al. 2018. Konfigurasi aerodinamik berbentuk I hipersonik. Sains China Fizik, Mekanik & Astronomi. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
