革命的超音速推進システム、大陸間30分以内移動を実現へ

研究者たちは、ニューヨークからロサンゼルスまで30分未満で移動するような超音速飛行への道を開く推進システムを開発しました。ジェットエンジン用の特別な超音速反応室を作ることで、超音速推進に必要な爆轟を安定化させる方法を開発しました。

大気圏内を非常に高速で飛行し、惑星大気圏への効率的な進入と離脱を可能にする、超音速および超音速飛行向けの堅牢な推進システム開発への取り組みが激化しています。最も強力な激しい反応とエネルギー放出の形態である爆轟を安定化させることは、超音速推進とエネルギーシステムを前進させる可能性を秘めています。

このシステムにより、マッハ6〜17、時速4,600〜13,000マイルでの航空旅行が可能になります。技術は、反応室内の傾斜ランプを用いて形成される斜め爆轟波の力を利用し、推進のための爆轟誘導衝撃波を生成します。回転爆轟波が回転するのとは異なり、斜め爆轟波は定常的で安定しています。

技術はジェット推進エンジン効率を改善し、従来の推進エンジンより少ない燃料でより多くのパワーを生成し、燃料搭載量を軽減し、コストと排出ガスを削減します。より速い航空旅行に加え、この技術は宇宙ミッション用ロケットにも使用でき、より軽量で、より遠くへ飛べ、よりクリーンに燃焼します。

爆轟推進システムは半世紀以上研究されてきましたが、使用される化学推進剤や混合方法のため成功していませんでした。研究チームの以前の研究は、エンジンに放出される水素と酸素の推進剤放出率を慎重にバランスさせることでこの問題を克服し、回転爆轟の最初の実験的証拠を生み出しました。

爆轟の短い持続時間——しばしばマイクロ秒またはミリ秒のみ——は研究を困難にし、実用化に不向きでした。しかし研究者たちは、新しい超音速反応室——超音速高エンタルピー反応（HyperREACT）施設——を作ることで、爆轟波の持続時間を3秒間維持することに成功しました。施設には推進剤混合室近くに30度角のランプを持つ室があり、斜め爆轟波を安定化させます。

次の研究ステップは、現象のより深い理解を得るための新しい診断と測定ツールの追加です。チームは斜め爆轟波を安定化させる基準をより詳細に決定するため、更なる実験構成の探索を続けます。この技術の発展に成功すれば、爆轟ベースの超音速推進は今後数十年で有人大気圏内および宇宙飛行に実装される可能性があります。

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