Vedci potvrdili zásadnú teóriu, ktorá otvára dvere k lietadlám rýchlejším než rakety. Z Bratislavy do Los Angeles sa budeme môcť dostať za menej ako hodinu
Hypersonické lietadlá môžu raz spojiť Bratislavu a Los Angeles za hodinu. Nový výskum potvrdil, že turbulentné prúdenie vzduchu pri extrémnych rýchlostiach sa správa podobne ako pri pomalších letoch, čo výrazne zjednoduší vývoj týchto strojov.
Cestovanie naprieč kontinentmi za čas, ktorý ti zaberie film v kine, už nemusí byť len témou sci-fi filmov či seriálov. Hypersonické lietadlá, s ktorými by si Bratislavu a Los Angeles prepojil za hodinu, sú čoraz reálnejšou súčasťou vedeckého diskurzu.
Obraz moderného sveta, kde sa vzdialenosti na mape scvrkávajú vďaka neuveriteľným rýchlostiam, pritiahol pozornosť výskumníkov a inžinierov, ktorí stoja pred výzvou presahujúcou doterajšie hranice aerodynamiky. Na tému upozornil portál ScienceDaily.
Pri rýchlostiach, aké dosahujú hypersonické stroje, hovoríme o päťnásobku až desaťnásobku rýchlosti zvuku. Už nezáleží len na tom, ako konštruovať silné motory. Zásadným problémom je to, čo sa deje so vzduchom okolo lietadla. Pri pomalších letoch sa hustota vzduchu prakticky nemení, takže konštruktéri si vystačia s osvedčenými výpočtami. No akonáhle sa rýchlosť prehupne cez Mach 1, teda okolo 1225 km/h, vzduch sa začne správať inak a mení hustotu aj teplotu, čo spôsobuje nárast turbulencií a odporu. Stroje určené na Mach 5 či Mach 10 sa tak ocitajú v úplne novom „svete“, kde staré pravidlá prestávajú platiť.
Objavia sa už o niekoľko rokov nástupcovia populárneho Concordu?
Do tejto situácie vstúpila myšlienka, ktorá mohla všetko zjednodušiť. Morkovinov predpoklad, formulovaný ešte v minulom storočí, mal odvážnu myšlienku. Tvrdil, že aj pri extrémnych rýchlostiach zostáva podstata turbulentného prúdenia vzduchu podobná tomu, aké poznáme pri bežnej jazde na bicykli v lete. Znie to až príliš jednoducho, no ak by sa to potvrdilo, znamenalo by to oveľa menej komplikovanú cestu k návrhu hypersonických lietadiel a to bez potreby úplnej výmeny modelov a teórií.
Experimentálny dôkaz však roky unikal. Laboratórne podmienky, v ktorých by bolo možné sledovať turbulenciu pri Mach 6, narážali na technické aj finančné limity. Zmenu priniesol až výskum zo Stevens Institute of Technology, kde Parzialeho tím pracoval s kryptónom a laserovou technikou. V aerodynamickom tuneli vytvorili ionizačné efekty, ktoré zachytávali kamery s vysokým rozlíšením. Vďaka tomu mohli vizuálne sledovať správanie turbulentného prúdenia pri extrémnych rýchlostiach a porovnávať ho s prúdením pri oveľa nižších rýchlostiach.
Neprehliadni
Výsledky hovorili jasne. Turbulentné štruktúry vo vzduchu pri Mach 6 sa naozaj podobajú tým, ktoré poznáme z pomalších prúdov. Morkovinov predpoklad sa tak po prvýkrát podarilo experimentálne potvrdiť. Pre techniku ide o zásadný pokrok, keďže počítače stále nedokážu detailne modelovať pohyb vzduchu pri hypersonických rýchlostiach. Vďaka jednoduchším pravidlám sa však môže celá návrhová matematika výrazne zjednodušiť. To znamená, že konštruktéri nemusia začínať úplne od nuly, ale môžu sa oprieť o existujúce modely a postupy.
Stanú sa prúdové lietadlá minulosťou?
A tým sa otvárajú nielen nové možnosti pre rýchle lety cez Atlantik či Pacifik. Hypersonické stroje sa rysujú aj ako vhodní kandidáti na vynášanie nákladu na nízku obežnú dráhu Zeme, kde by mohli konkurovať raketám. Všetko však bude závisieť od toho, ako sa podarí zvládnuť extrémne podmienky. Najmä vysoké teploty, tlak a obrovské zaťaženie, ktoré predstavujú pri Mach 10 enormnú výzvu pre materiálové inžinierstvo.
Ak vývoj pôjde správnym smerom, už o pár dekád sa môže cestovanie zmeniť rovnako dramaticky, ako keď lietadlá prvýkrát obleteli oceán. Hypersonické technológie možno prinesú dobu, v ktorej vzdialenosť medzi kontinentmi dostane nový význam. Už nie ako prekážka, ale ako minútové rozhodnutie o ďalšej destinácii. A kto vie, možno sa takých letov raz dočkáme aj zo Slovenska.
