Fordon
Framtidens flyg knallar på i fyra mach
Pulsdetonationsmotorn provas i en Long EZ
Med nya motorer kan framtidens flygplan komma upp i hastigheter flera gånger ljudets. Fysiker i Umeå har nu kommit på teorin som gör det möjligt att bygga pulsdetonationsmotorer med extremt snabb förbränning.
I sjuttio år har motorkonstruktörer världen över försökt komma på hur de ska bygga en pulsdetonationsmotor. I motorn exploderar bränslet snarare än förbränns, vilket ger ordentlig fart åt ett flygplan, samtidigt som motorn är bränslesnål.
Fram tills nu har teorin bakom motorns funktion varit höljt i dunkel. Men nu har Vitaliy Bychkov, professor i teoretisk fysik vid Umeå universitet, tillsammans med sina kollegor löst gåtan.
– När vi väl kommit på det är det otroligt enkelt, säger Vitaliy Bychkov.
I tidskriften Physical Review Letters beskriver umeåforskarna sin modell för hur de ultrasnabba flammorna breder ut sig i motorn.
I princip består motorn av ett smalt rör med flänsar på insidan. Flänsarna har till uppgift att blanda om bränslet och påskynda förbränningen. Röret fylls med bränsleblandning, varefter det antänds och exploderar med en knall. Processen upprepas tiotals gånger i sekunden och motorn accelererar, med ett intensivt knattrande, upp till fyra gånger ljudhastigheten.
Umeåforskarna har nu kommit på teorin för hur flänsarna påverkar förbränningen, och hur de bör utformas för att ge en explosiv förbränning. Det öppnar dörren för en helt ny generation snabba och energisnåla flygplansmotorer.
Den svenska flygmotortillverkaren Volvo Aero har studerat principen för pulsdetonationsmotorn sedan femton år, berättar företagets forskningschef Bengt-Olof Elfström:
– Men det är en lång väg från att förstå principen till att få en luftvärdig motor som fungerar i alla lägen, säger han och berättar om de nio teknologinivåer som måste klaras av innan motorn sitter i ett flygplan.
– När vi visat att det fungerar teoretiskt är vi på den första nivån.
Därifrån kan det ta femton år innan pulsdetonationsmotorn kommer upp i luften, hävdar Bengt-Olof Elfström.
Den allra första experimentflygningen med en pulsdetonationsmotor gjordes i USA så sent som i slutet av januari i år. Visserligen var motorn bara påslagen i några tiondels sekunder, och flyghöjden var bara några meter ovanför den kaliforniska Mojaveöknen. Efter pionjärflygningen förpassades planet, en Long-EZ, direkt till det amerikanska flygvapenmuseet i Ohio.
