Cientistas da China realizaram com sucesso o teste do primeiro motor de detonação oblíqua (ODE) do mundo movido a querosene de aviação padrão, um marco que pode impulsionar os avanços na tecnologia de propulsão hipersônica.
O experimento, conduzido em um túnel de choque em Pequim, promete redefinir os limites das viagens aéreas e espaciais ao permitir a operação de motores em velocidades superiores a Mach 6, área onde os motores tradicionais de respiração de ar enfrentam sérias dificuldades.
A pesquisa foi realizada por cientistas da Academia Chinesa de Ciências (CAS) no túnel de choque JF-12, uma instalação que simula condições de voo em altitudes superiores a 40 km e em velocidades Mach extremas.
Durante os experimentos, os pesquisadores conseguiram gerar ondas de detonação oblíquas sustentadas usando RP-3, um tipo de querosene de aviação comum, em vez de combustíveis especiais ou caros, como os utilizados em motores de propulsão hipersônica tradicionais.
Os resultados, que foram publicados no Journal of Experiments in Fluid Mechanics da China, indicam que o novo motor ODE é capaz de taxas de combustão 1.000 vezes mais rápidas que os motores scramjet convencionais.
Além disso, o motor apresenta uma faixa de operação entre Mach 6 e Mach 16, uma área onde motores de respiração de ar falham devido às altas velocidades envolvidas. Essa tecnologia de detonação oblíqua poderia, portanto, oferecer um avanço significativo para missões de longa distância no espaço e viagens hipersônicas na Terra.
Os motores scramjet, que também são usados para propulsão em altas velocidades, enfrentam limitações, como a necessidade de câmaras de combustão grandes e a tendência de falhar com a extinção das chamas em condições extremas de alta velocidade. O ODE, por outro lado, utiliza ondas de choque como um aliado para gerar uma combustão eficiente e controlada.
A inovação-chave do ODE foi a descoberta de que, ao posicionar uma saliência de apenas 5 mm na parede do combustor, os engenheiros conseguiram induzir “diamantes de detonação” autossustentáveis. Esses diamantes são explosões ultrarrápidas alimentadas pelas ondas de choque, que completam o processo de combustão em microssegundos.
A equipe, liderada pelo pesquisador Han Xin do Instituto de Mecânica do CAS, descreveu o processo como uma onda de choque que comprime e inflama a mistura de combustível e ar de maneira tão intensa que cria uma frente de explosão auto-reforçada. Esse fenômeno resulta em uma detonação constante e controlada, uma abordagem mais eficiente do que as técnicas usadas nos motores convencionais.
Os testes realizados em Mach 9, uma velocidade hipersônica, demonstraram picos de pressão nos pontos de detonação que chegaram a 20 vezes os níveis ambientais. Esses dados sugerem que o motor ODE é capaz de gerar empuxo substancial em uma faixa de velocidade onde os scramjets tradicionais enfrentam dificuldades para manter a combustão ativa.
Com o sucesso dos testes, os cientistas acreditam que a tecnologia de detonação oblíqua pode abrir novas possibilidades para a exploração espacial e para a criação de aviões hipersônicos capazes de atingir velocidades muito superiores às alcançadas pelos aviões atuais. Além disso, a utilização de querosene de aviação padrão torna essa tecnologia mais acessível e prática para o uso em futuras missões.
A pesquisa representa um grande passo para a China no campo da propulsão hipersônica e coloca o país na vanguarda das tecnologias que poderão transformar o transporte aéreo e espacial nas próximas décadas.
A comunidade científica mundial agora espera por mais desenvolvimentos dessa tecnologia para avaliar sua viabilidade e eficiência em diferentes condições de voo. O próximo passo será a implementação de testes em condições ainda mais extremas, a fim de validar a aplicação prática do ODE em viagens comerciais e missões espaciais de longo alcance.
Com informações da SCMP