Hypersonisch vliegen (deel 1)

In het jongste Engineeringnet Magazine ging het over hypersonische vliegtuigen, die straks (?) door de mesosfeer vliegen tegen Mach 5, vijf keer de snelheid van het geluid, en meer. Meer in het bijzonder hebben we het over het Zwitserse Destinus-project.

Trefwoorden: #Destinus, #hypersonisch, #vliegen, #waterstof

Lees verder

Techniek

( Foto: Destinus )

ENGINEERINGNET.BE - Destinus is opgericht in maart 2021 door Mikhail Kokorich. Het heeft ondertussen voet aan de grond in Zwitserland maar ook in Duitsland (München), Spanje (Madrid) en Frankrijk (Toulouse en Parijs).

Het bedrijf bouwt een hypersonisch vliegtuig dat uiteindelijk op waterstof de wereld rond moet. Lees hierover meer in de jongste uitgave van Engineeringnet Magazine.

Net zoals in ‘new space’ gaat het in ‘hypersonic’ nu trouwens heel erg snel. Maar het is niet dat hieraan geen gescheidenis vooraf gaat. Reeds in de late jaren dertig, bijna een eeuw geleden, ontwierpen de Oostenrijkse lucht- en ruimtevaartingenieur Eugen Sänger en Irene Bredt, experte in ramjet motoren die later ook zijn echtgenote zou worden, de Silberfogel (of RaBo Raketenbomber).

Deze Duitse bommenwerper zou voortgestuwd worden door een raketslede op een 3 km lange klimmende rail en een hoogte van 145 km halen bij een snelheid van 21.800 km/u om dan -als een platte kei op een wateroppervlak- meerdere keren op te ketsen vooraleer weer in de stratosfeer te duiken en een bommenregen op de VS uit te gooien.

Artistic Impression Silberfogel (Von Esadof - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0)

Uiteindelijk werd alleen een maquette gebouwd. De oorlogsinspanning vroeg onmiddellijke resultaten. Het futuristische project zou ook niet gewerkt hebben. De ingenieurs onderschatten toentertijd immers de opwarming van het toestel bij het terugkomen in de atmosfeer.

Wél bedachten ze de regeneratieve koeling van de verbrandingskamer door er de brandstof langsheen te pompen. De koelingswarmte zou de cryogene brandstof voorverwarmen en die tegelijk onder druk brengen.

Dit regeneratief koelen is ook bij de hedendaagse Destinus en andere initiatieven aan de orde. Ook de vrijwel vlakke onderromp deelt Destinus met de Silberfogel.

Even snel vooruit nu. Een kwarteeuw later halen de Amerikanen met de North American X-15 al Mach 5… De North American X-15 is een testvliegtuig van de NASA en USAF. Het vloog voor het eerst in de zomer van 1959.

Met zijn raketmotor vloog het uiteindelijk meer dan 100 km hoog en haalde snelheden van Mach 6,72 (2 304,96 m/s). De Amerikaanse Lockheed SR-71, het spionagevliegtuig dat zijn eerste vlucht in 1964 deed, zette het snelheidsrecord tussen New York en London op 1 uur, 54 minuten en 56,4 seconden. Het toestel haalde 3.600+ km/u (Mach 3+).

Dat is een pak sneller dan de supersonische Russische Tu-144 en de Frans-Britse Concorde die een kruissnelheid haalde van Mach 2,04 (2.170 km/u) op een hoogte van 18,3 km. De Concorde deed New-York - Londen op minder dan drie uur.

Zetten we een en ander in een tijdsperspectief. De Concorde kwam in 1954 op de tekentafel en deed zijn eerste testvlucht 15 jaar later in 1969. Het duurde nog tot 1976 vóór het toestel in dienst ging.

By spaceaero2 - Self-photographed, CC BY-SA 3.0

Er werden uiteindelijk 20 exemplaren gebouwd. De vloot vloog een kwarteeuw. Midden 2000 crashte een Concorde in Frankrijk -de enige crash- waarna het toestel in 2003 uit dienst werd gehaald. Oorspronkelijk werden de ontwikkelingskosten op zo’n $130 miljoen geraamd.

Uiteindelijk werd het meer dan $2,8 miljard. Wellicht is het vandaag technisch mogelijk om een en ander te versnellen en ook goedkoper te ontwikkelen dankzij software, simulaties, moderne productietechnieken, 3D-printen,…

Maar vast staat wel dat ook het Destinus-avontuur heel diepe zakken zal vergen.

Lees ook: 
Hypersonisch vliegen (deel 2)