Firma Canopy Aerospace uzyskała 2,8 miliona dolarów dofinansowania od Sił Powietrznych USA (USAF) na opracowanie systemów ochrony termicznej (TPS) nowej generacji dla pocisków hipersonicznych. Mają one działać na tej samej zasadzie, co pocenie się człowieka lub proces transpiracji roślin. Taki sprytny mechanizm ma stanowić zabezpieczenie przed nadprogramowym ciepłem przy temperaturach przekraczających 3000oC.
Amerykańskie pociski hipersoniczne z ciekawą nowinką
Obiekty hipersoniczne, zdolne do osiągania prędkości przekraczających Mach 5, działają w jednych z najbardziej ekstremalnych środowisk znanych nauce, w temperaturach sięgających 3000oC. Warunki te wymagają, aby obiekty, takie jak systemy uzbrojenia, platformy do wielokrotnego wchodzenia w przestrzeń kosmiczną i samoloty transportowe, były projektowane z dedykowanym TPS, często zbudowanym z ceramicznej lub ceramiczno-kompozytowej struktury.
Czytaj też: Hipersoniczne pociski USA spocą się, zanim zniszczą wroga. Zaraz… co?
Wydajność każdego szybko poruszającego się obiektu jest ograniczona przez to, jak szybko może się poruszać – bez pogorszenia z powodu naprężeń termicznych. Canopy wykorzystało swoje osiągnięcia w produkcji addytywnej materiałów ceramicznych do opracowania systemu, umożliwiając platformom hipersonicznym osiągnięcie większej prędkości i zwrotności. Zasada działania tzw. chłodzenia transpiracyjnego, opartego na zjawisku pocenia, jest dość prosta. Z przedniej krawędzi pojazdu hipersonicznego jest wyrzucany wysoko sprężony płyn, który odparowując tworzy ochronną warstwę izolacyjną (przypominającą bańkę).
Przyszłe systemy uzbrojenia USAF, które wykorzystują tę innowację, będą łatwo wdrażane do zastosowań hipersonicznych na dużą skalę. Warto zauważyć, że chłodzenie transpiracyjne jest jedną z nielicznych zbadanych technologii, która mogłaby umożliwić ponowne wykorzystanie obiektu podczas powrotu z orbity na trajektoriach balistycznych. Canopy zamierza przesunąć granice technologii TPS, dostosowując się do strategicznych celów USAF i wzmacniając pozycję lidera Stanów Zjednoczonych w rozwoju technologii hipersonicznej.
Drugi projekt podlegający finansowaniu dotyczy opracowania specjalnych czujników wewnątrz materiału TPS. Ponowne wejście w atmosferę i lot hipersoniczny tworzą warstwę plazmy otaczającą pojazd, co niezwykle utrudnia działanie tradycyjnych czujników i protokołów komunikacyjnych. Dzięki umieszczeniu czujników w materiale używanym do TPS, przyszłe platformy będą mogły “czuć” otoczenie wokół nich z dużo większą precyzją.
Inwestycja umożliwia odpowiedni poziom inżynierii w zakresie możliwości produkcji, testów naziemnych i prób integracyjnych, aby były gotowe do lotu najszybciej jak to możliwe. Ta inwestycja nie tylko wypełnia lukę w dziedzinie technologii hipersonicznych, ale także służy rozwijającej się gospodarce “komercyjnej niskiej orbity okołoziemskiej”, budowanej przez NASA oraz komercyjne pojazdy kosmiczne.
Jest to część szerszego planu Departamentu Sił Powietrznych i Pentagonu na rzecz modernizacji ich portfolio broni strategicznej zgodna z celem USAF, jakim jest opracowanie odpornych zdolności do uderzeń dalekiego zasięgu przeciwko zaawansowanym zagrożeniom.