Dzięki ulepszeniu symulacji, naukowcy mogą zapewnić światu przełom w rozwoju scramjetów
To nie tak, że dzielą nas miesiące od opracowania nowego samolotu osiągającego prędkości hipersoniczne niskim kosztem. Wspomniany przełom dotyczy bezpośrednio samych symulacji, które znacząco przykładają się do ogólnego rozwoju silników odrzutowych. Mowa dokładnie o symulacjach CDF, czyli obliczeniowej dynamiki płynów, które służbą naukowcom do przewidywania m.in. tego, jak samolot w locie będzie oddziaływał na otaczające go siły.
Czytaj też: Do czego służył mechanizm z Antykithiry? Udało się ustalić przypuszczalną datę jego startu
Kiedy w tych symulacjach sprawdza się lot z prędkościami naddźwiękowymi, obciążenie samolotu szaleje, ale kiedy mowa już o prędkościach hipersonicznych, to powstające wtedy tarcie powietrza jest tak silne, że może nawet stopić części konwencjonalnego samolotu komercyjnego. Symulacje CFD zdradzają więc wiele niuansów zachowania samolotów w locie, co tyczy się też ich silników.
Czytaj też: W ten sposób energia słoneczna może być zmieniana w elektryczność na żądanie
Wśród nich znajdziemy również te typu scramjet, które działają inaczej względem tych tradycyjnych silników odrzutowych. Zamiast pobierać tlen z otoczenia po to, aby spalać paliwo podczas lotu, wykorzystują swoją naddźwiękową komorę spalania, uwalniając się od problemu wysokiej prędkości (ponad Mach 3), przy której ruch samego samolotu powoduje sprężenie powietrza. Ich działanie w locie hipersonicznym nie jest jednak zbyt stabilne i aby symulować ich działanie w tym niestabilnym środowisku, NASA opracowała hipersoniczny kod CFD o nazwie VULCAN-CFD.
Czytaj też: Doświadczenie śmierci czy halucynacje? Przeprowadzono nowe badania w tej sprawie
Kod ten przetwarza wielowymiarowe tablice, w których znajduje się zestaw tak zwanych flamelet, reprezentujących jednowymiarową wersję płomienia. Tabele danych przechowują różne migawki palącego się paliwa w jednym ogromnym zbiorze, który wymaga dużej ilości pamięci komputerowej do przetwarzania. W niedawno opublikowanych badaniach, naukowcy z Argonne wykorzystali techniki uczenia maszynowego, aby zmniejszyć wymagania pamięciowe i koszty obliczeniowe związane z symulacją spalania paliw naddźwiękowych. To powinno przyspieszyć prace nad uczynieniem ze scramjetów stabilnych i tanich w eksploatacji silników.
