Een nieuwe Amerikaanse aandrijving, Rotating Detonation Combustion (RDC) genaamd, kan er wel eens voor zorgen dat hypersone raketten een stap voorwaarts maken. De veelbelovende motor werd zopas voor het eerst getest.
Hypersone wapens vliegen met minimaal vijfduizend kilometer per uur richting hun doel en zijn daardoor met bestaande luchtafweersystemen niet of nauwelijks te stoppen. Tenminste, dat werd gedacht en dat is ook wat de Russische president Vladimir Poetin in 2018 zei bij de onthulling van de hypersone Kinzhal-raket (foto hieronder). Inmiddels blijkt dat de huidige modellen, waar onder meer de Amerikanen, Russen en Chinezen aan werken, niet de superwapens zijn die men voor ogen had. In mei 2023 schoten Oekraïense troepen met hun westerse Patriot-raketten meerdere Kinzhals uit de lucht.
Scramjet-motoren
Hypersone raketten maken gebruik van zogeheten scramjet-motoren. De techniek in zo’n Supersonic Combustion Ramjet is eenvoudiger dan die van een straalmotor. Bij bestaande straalmotoren zuigt een turbine lucht de motor in, die wordt samengeperst. Verderop wordt er brandstof (kerosine) toegevoegd en dan wordt het mengsel ontstoken. Bij de verbranding neemt de druk nog verder toe; het gasmengsel met de ontstane verbrandingsgassen zet sterk uit en verlaat de motor aan de achterkant.
Een scramjet gebruikt daarentegen de eigen snelheid om de lucht samen te persen. De interne druk en de temperatuur lopen daarbij zo hoog op dat de brandstof vanzelf ontbrandt. Er zijn dus veel minder bewegende onderdelen nodig om hem te laten werken en vooral het achterwege laten van de dure en kwetsbare turbine betekent dat er veel hogere snelheden mogelijk zijn.
Snel maar bestuurbaar
Nadeel is dat een scramjet dus eerst die enorme snelheid moet bereiken voordat hij stuwkracht kan leveren. Dat gebeurt nog steeds met behulp van ouderwetse draagraketten. Om de hypersone raket een groter bereik te geven, wordt het hypersone projectiel bovendien naar grote hoogte gebracht, waarna hij in een duik/glijvlucht naar zijn doel schiet. En die lange, hoge vlucht maakt hem kwetsbaar.
Wat dus nodig is, zijn motoren die een hypersone raket tijdens zijn hele vlucht kunnen aandrijven, die ondanks hun extreme snelheid laag kunnen vliegen en toch, net als een kruisraket, bestuurbaar zijn. Om dat voor elkaar te krijgen ontwikkelde het Amerikaanse GE Aerospace de Dual-Mode Ramjet met de eerdergenoemde Rotating Detonation Combustion-technologie.
‘Hete minitornado’
Een RDC werkt met een cilinder die in een iets grotere cilinder valt. Door een mengsel van lucht en brandstof in de ruimte tussen beide cilinders te spuiten en te ontsteken, gaat dat mengsel met supersonische snelheden rondtollen. Naarmate er meer brandstof en lucht wordt toegevoerd, loopt de druk steeds verder op en wordt er meer warmte geproduceerd. Door die ‘hete minitornado’ vervolgens aan de achterkant uit te stoten, wordt de raket voortgestuwd. De hele procedure wordt gedetailleerd toegelicht in deze video.
De nieuwe motor, die zowel onder als boven Mach 5 kan werken (vijfmaal de geluidssnelheid) werd half december gedemonstreerd in een testopstelling in GE’s fabriek in Niskayuna, in de staat New York. GE Aerospace verwacht in 2024 een volledige versie van de motor klaar te kunnen hebben.
In samenwerking met Kijk Magazine.
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier