Oamenii de ştiinţă din China anunţă că au reuşit să depăşească bariera termică hipersonică, creând un material care rezistă la peste 4.000 grade Celsius

Oamenii de ştiinţă de la Academia de Aerodinamică Aerospaţială din China au anunţat că au reuşit să marcheze cu succes una din cele mai dorite şi totodată dificile realizări din ştiinţă, cu implicaţie în aviaţie, aeronautică şi apărare. Aceştia au reuşit să depăşească bariera termică hipersonică prin crearea unui material care rezistă la peste 4.000 grade Celsius fără necesitatea unei răciri active şi fără deformări. De aici încolo, spun autorii realizării, China poate crea avioane hipersonice care să ajungă la viteze de Mach 5 — Mach 10 mult mai uşor, şi chiar să depăşească aceste viteze.

Ce este bariera termică hipersonică şi ce au reuşit mai exact să atingă chinezii acum? Zborurile supersonice sunt cele ce depăşesc viteza sunetului, adică ating Mach 1 şi ai mult. Zborurile hipersonice sunt cele ce ating de 5 ori viteza sunetului şi mai mult, adică de la Mach 5 în sus. Viteza de Mach 5 poate fi exprimată şi ca 6.174 km/h, sau 1,715 km per secundă. La o asemenea viteză, aparatele de zbor au de întâmpinat o aerodinamică diferită, dată de altitudinea mare şi stratul rarefiat de aer de acolo, şi ce căldura imensă pe care o înfruntă.

La viteza de Mach 5, căldura generată în jurul aparatului de zbor ajunge la 1.000-1.200 grade Celsius, iar la viteze de Mach 9-10 căldura atinge 4.000 grade Fahrenheit, sau circa 2.200 grade Celsius. Aici trebuie să mai spunem că niciun avion, nici măcar militar, n-a atins vreodată viteza Mach 10. Recordul de viteză îi aparţine avionului X-15, dezvoltat de NASA şi Forţele Aeriene ale SUA, dar acel avion era practic o rachetă ce amintea de forma unui avion, pentru că la asemenea viteze aerodinamica e foarte diferită.

Foto: Avionul X-15

În 2010 a mai fost creat un prototip al unui avion hipersonic, numit Boeing X-51 Waverider, care îşi propunea să atingă viteze hipersonice prin „sărirea” pe impulsurile create de propriile unde generate de viteză. Avionul a reuşit să atingă viteza hipersonică în anul 2013, pe o perioadă de 210 secunde, marcând astfel recordul pentru cel mai lung zbor în zona hipersonică a unui avion, menţinându-se pe la 6.200 km/h.

Foto: Boeing X-51 Waverider

Pe lângă consumul enorm de carburant, dat de forţa imensă necesară, toate aceste avioane au problema temperaturilor mari la asemenea viteze. Practic nu există un material care să poată rezista la asemenea temperaturi mari, pe o perioadă îndelungată, fără a se dilata şi fără se topi sau dezintegra, fiind totodată suficient de uşor şi practic pentru un avion. Mulţi dintre noi au deja în gând întrebări despre cum au zburat avioanele menţionate mai sus şi cum zboară la viteze hipersonice rachetele aerospaţiale sau cele militare, pentru că asemenea rachete care ating şi Mach 10, iar unele pretind şi mai mult, există. Ei bine, atât avioanele la viteză mare, cât şi unele rachete, au adeseori sisteme de răcire activă, fie prin conducte cu refrigerant sub stratul superior de fuzelaj, fie printr-o tehnică numită „transpirare”, în care mici doze de lichid sunt lăsate să „picure” prin canale speciale ale fuzelajului, pentru a reduce temperatura. Desigur, se mai folosesc şi straturi de material izolant la rachete spaţiale sau militare, dar ideea e că cele militare sunt de unică folosinţă, aşa că cerinţa faţă de ele e doar să ajungă la destinaţie, şi nu mai contează o eventuală reutilizare.

Ceea ce spun chinezii că au reuşit acum e crearea unui material care a trecut cu succes testul la 7.343 grade Fahrenheit, adică circa 4.062 grade Celsius. Cel mai important e că acest material nu s-a topit şi nu şi-a schimbat forma la o asemenea temperatură, ceea ce face posibilă, teoretic, construcţia de avioane hipersonice de o precizie mult mai mare în construcţie, fără un sistem de management termic activ, care să consume energie. Teoretic această rezistenţă ar fi suficientă pentru avioane de Mach 10-15 şi mai mult, dacă reuşeşte cineva să creeze aparate care să reziste structural la o asemenea viteză. Iar lipsa consumului pentru răcire înseamnă şi autonomie mai mare.

Chinezii ţin în secret compoziţia materialului lor, bineînţeles. Ce înseamnă asta în context internaţional pentru China? Oameni de ştiinţă spun că de aici încolo China poate crea avioane militare care să zboare realist cu până la Mach 10 şi mai mult. Viteza de Mach 10 permite să ajungi în orice punct de pe glob în mai puţin de 2 ore, iar dacă vorbim de Mach 15, timpul e şi mai mic. Dar asta mai înseamnă că în acest fel China va avea avioane mai rapizi decât cele din SUA, de exemplu. Şi, deşi în comunicatul academic nu se menţionează, e evident că aceeaşi tehnologie poate fi aplicată şi la rachete hipersonice, şi la cele aerospaţiale. Iar experţii militari din SUA trag mari semnale de alarmă în acest context, avertizând că în timp ce SUA avansează încet în vitezele hipersonice, China se pare că a luat-o înainte. Nu e tocmai cea mai admirabilă utilizare a unei tehnologii, dar cei din China au făcut doar anul trecut un număr uriaş de teste hipersonice şi era clar că aceştia avansau în această direcţie. Şi tot anul trecut aceştia anunţau că au reuşit să creeze un motor de avion ce consumă banalul kerosen din aviaţia, dar poate duce un avion, teoretic, până la Mach 9. Aşadar, acum există motorul şi există materialul pentru fuzelaj.