DARPAは極超音速機用の次世代材料に取り組んでいます

• DARPAは、極超音速機の新しい設計と材料を構築することを目的としたMACHという名前の新しいプログラムを発表しました。
• 目的は、高熱流束を処理し、既存の炭素-炭素複合材料ベースのシステムを超える性能を提供できる、鋭い最先端のソリューションを開発することです。

極超音速機や兵器はおそらく将来の夢ですが、これを実現するために、研究者は極超音速で発生する非常に高い温度を処理する驚くべき能力を備えた高度な材料を考案する必要があります。

知らない人にとっては、マッハ5よりも速く移動するもの（音速の5倍）は極超音速です。いくつかの車両は、そのような信じられないほどの高速を達成しましたが、それは短期間だけです。たとえば、ノースアメリカンX-15は、1967年にマッハ6.7の最高速度記録を樹立した実験的な有人航空機でした。

このような高速で数千度の熱に耐えることができる構造を設計することは、特に最大量の熱を経験する前縁にとって、困難な作業です。

現在、DARPAは、この技術的な課題に対処するためにさらに一歩進んでいます。エージェンシーは、極超音速機の新しい設計と材料を構築することを目的としたMACH（極超音速の材料アーキテクチャと特性評価の略）という名前の新しいプログラムを発表しました。

エンジニアは極超音速機のホットリーディングエッジを冷却する方法に取り組んできましたが、飛行中に実現可能なコンセプトを実現することはできませんでした。ただし、最近の熱工学の進歩により、熱を効率的に排除し、極超音速性能を向上させることができるスケーラブルな材料アーキテクチャが可能になる可能性があります。

MACHプログラム構造

主な目的は、強力な熱流束で動作できる高揚力比の極超音速航空機用の新しいタイプの熱管理された鋭い最先端のアーキテクチャを作成することです。これらの侵食されない前縁は、車両の運用能力を向上させ、より速く、より遠くまで飛行できるようにします。

MACHプログラムは、次の2つのことに焦点を当てます。

T1。 スケーリングされた最先端の統合熱管理システムの開発とテスト。
T2。 極超音速機の次世代材料研究により、優れた最先端の機能を実現します。

画像クレジット：DARPA

これは4年間の2段階の取り組みプログラムです。最初のフェーズは27か月で実行され、次のフェーズには残りの21か月が与えられます。

T2では、DARPAは、T1のパフォーマンス指標を超える最先端の機能を取得しようとします。これには、新しい熱管理方法、セラミック、金属、コーティング、およびこれらの材料と技術の開発に必要な新しい機能が含まれます。

参照：Fbo.gov | DARPA

成功するアプローチは次のことを探求します：

1. セラミック組成物、新しい金属合金、2,200℃を超える温度でのコーティング性能などの新しい材料スペース。
2. 極端な冷却を得るための方法論を含むサブコンポーネントテクノロジー。
3. ミッション固有の材料開発をスピードアップするためのモデリング機能。

さらに、すべての材料開発技術は、ICME（統合計算材料工学の略）フレームワークを利用して、材料の最適化を改善し、システムレベルのパフォーマンス予測を可能にします。

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すべてが計画どおりに進んだ場合、今後4年間で、極超音速性能を最終的に向上させる空気熱効果の低減に飛躍的な進歩が見られる可能性があります。