Hipersoniczny wyścig trwa i może nie skończyć się dobrze
Jeśli nie słyszeliście nigdy o broni hipersonicznej, to przypomnijcie sobie dowolny moment w historii, kiedy technologiczna przewaga na froncie zaważyła o losach bitwy, a nawet wojny. Czymś takim właśnie jest broń hipersoniczna, która to doczekała się kilku wariantów, ale każdy z nich wyróżnia się rozwijaniem prędkości maksymalnej powyżej 5 Mach i to nie tylko w fazie terminalnej, bo przede wszystkim podczas środkowej fazy lotu do celu. Dodajmy do tego nieprzewidywalną trajektorię, możliwość zmieniania kursu i wykonywania manewrów w locie, a tak oto otrzymamy mieszankę, przed którą aktualnie wykorzystywane systemy przeciwlotnicze nie są w stanie nas obronić.
Czytaj też: 130 metrów innowacji. Chiny stworzyły pierwszy taki statek na świecie i już budują kolejne trzy
Hipersoniczny wyścig trwa w najlepsze, a bierze w nich udział m.in. Rosja, USA oraz właśnie Chiny, których to specjaliści ujawnili przełomowe osiągnięcie technologiczne. Mowa o pierwszym na świecie podwodnym silniku strumieniowym na bor, który został zaprojektowany do zastosowań w broni hipersonicznej zarówno w powietrzu, jak i pod wodą. Wyróżnia się z kolei fenomenalną wydajnością spalania, bo na poziomie aż 90 procent, ale to nie jedyne cechy, które go wyróżniają.
Chiny pokazały nowy silnik na bor. Może raz na zawsze zmienić oblicze wojny hipersonicznej
Ten silnik robi użytek z boru, czyli metaloidu o wysokiej gęstości energetycznej, który jest znany ze swoich wyjątkowych właściwości spalania, a to szczególnie w środowiskach bogatych w tlen, takich jak atmosfera. Wysoka gęstość energetyczna boru, zarówno objętościowa, jak i wagowa, czyni go idealnym kandydatem do zaawansowanych systemów napędowych, takich jak strumieniowe i naddźwiękowe silniki strumieniowe (scramjety). W przeciwieństwie do tradycyjnych ciekłych paliw węglowodorowych, paliwo na bazie boru jest znacznie odpowiedniejsze dla kompaktowych i wysokowydajnych silników. Jego potencjał został wprawdzie dostrzeżony w ostatnich latach, ale bariery techniczne ograniczały jego szerokie zastosowanie.
Dlatego też w najnowszym osiągnięciu Chin najważniejsze jest to, że tamtejszym naukowcom udało się wreszcie wykorzystać bor w takim napędowym zastosowaniu. Pomimo wysokiej gęstości energetycznej tego pierwiastka, jego praktyczne wykorzystanie było dotychczas ograniczone przez problemy z zapłonem, które miały miejsce zwłaszcza pod wodą, gdzie tlenu zwyczajnie brakuje. Aby to przezwyciężyć, chińscy naukowcy opracowali dwuetapowy proces spalania oraz zoptymalizowali skład chemiczny paliwa na bazie boru, dodając do mieszanki magnez i aluminium. To połączenie ułatwia pełne spalanie nawet w środowiskach bogatych w parę wodną, a tym samym znacząco poprawia wydajność silnika.
Czytaj też: Zmienili wojnę raz na zawsze. Chiny stworzyły sprzęt, który zajdzie za skórę Amerykanom
Podczas symulacji laboratoryjnych warunków podwodnych ten chiński silnik strumieniowy na bor wykazał wyjątkową stabilność. Wyniki testów ujawniły stabilny płomień i stałe ciśnienie w komorze dopalacza, a sensory odnotowały prędkości wylotu gazów spalinowych przekraczające Mach 3. Wydajność spalania osiągnęła imponujące 87%, a po zwiększeniu koncentracji boru w paliwie, impuls właściwy wyniósł aż 4712 newtonosekund na kilogram. Dla porównania, to około 30% więcej niż w przypadku zaawansowanego silnika Raptor firmy SpaceX.
W przypadku tego silnika strumieniowego system paliwowy dostosowuje się do środowiska – czy to powietrza, czy wody – wykorzystując odpowiednio tlen atmosferyczny lub wodę jako środki utleniające. Ta zdolność do działania w dwóch różnych mediach umożliwia osiąganie prędkości hipersonicznych powyżej Mach 5 w powietrzu i Mach 3 pod wodą, a to akurat ma kluczowe znaczenie dla współczesnych zastosowań militarnych. Zwłaszcza że istnienie pocisków o podwójnym zastosowaniu nie jest już pieśnią przyszłości. Dlatego też ten przełom dokonany w chińskich laboratoriach oznacza punkt zwrotny, bo rozwiązuje problem silników na bor, dzięki innowacyjnemu projektowi oraz inżynierii chemicznej.
Czytaj też: Strzela, jak AK-47, ale odrzut go nie dręczy. Chiny zmienią tą bronią cały świat dronów wojskowych
To osiągnięcie technologiczne nie tylko zwiększa zdolności operacyjne broni hipersonicznej, ale także otwiera nowe możliwości dla podwodnych systemów napędowych. Zdolność do utrzymania wysokiej wydajności i prędkości pod wodą może zrewolucjonizować dynamikę wojny morskiej, umożliwiając rozwój szybszych i bardziej zwrotnych podwodnych pocisków lub dronów. Chociaż pełne implikacje tej innowacji dopiero się ujawniają, to niewątpliwie oznacza ona nowy rozdział w technologii hipersonicznej i systemach napędowych dla zastosowań podwodnych.