Amerykanie z firmy Boeing oraz rządowych agencji NASA i DARPA dokonali właśnie udanego testu pojazdu X-51 Waverider – wyposażonego w silnik typu scramjet. Wehikuł uzyskał prędkość 5 machów (z taką prędkością okrążenie Ziemi zajęłoby siedem godzin). Ale inżynierowie są dumni nie tyle z osiągniętej szybkości, ile z tego, że silnik działał rekordowo długo. W tym wypadku rekordowo długo oznacza 200 sekund.

Trzyminutowy rekord


200 sekund działania silnika – może to komuś wydawać się śmieszne. Ale inżynierowie amerykańscy mówią poważnie. Porównują eksperymenty z silnikiem scramjet do prób zapalenia zapałki w huraganie. I osłonięcia płomyczka najdłużej jak się da. Poprzedni rekord wynosił dwanaście sekund. Napęd strumieniowy typu scramjet jest znacznie prostszy niż zwykły typowy odrzutowy. Nie ma w nim obracającego się wentylatora, który widać w przedniej części silników wielkich samolotów pasażerskich. Silnik typu scramjet to po prostu rura. Porównanie warunków panujących w tej rurze do huraganu jest dość trafne. Tyle że w silniku scramjet wieje znacznie mocniej: z prędkością ponaddźwiękową. Do powietrza poruszającego się z taką szybkością dodaje się paliwo (w wypadku pojazdu X-51 było to paliwo lotnicze JP-7). Trzeba doprowadzić do zapłonu – czyli wspomnianego zapalenia zapałki w huraganie. Następnie spalanie musi się utrzymać. Podczas spalania temperatura rośnie bardzo gwałtownie (jeżeli silnik nie jest chłodzony, szybko osiąga 3000 stopni C). Żeby więc napęd działał jak najdłużej, trzeba użyć bardzo wytrzymałych materiałów.

Jest jeszcze jedno ograniczenie napędu typu scramjet: aby zadziałał, pojazd musi już poruszać się bardzo szybko. Silnik to – jak powiedziano wyżej – po prostu rura i powietrze wpada do tej rury z taką prędkością, z jaką wehikuł leci. W typowym silniku odrzutowym wielki wentylator wdmuchuje powietrze do komory spalania, dzięki czemu napęd działa przy najmniejszych prędkościach, może rozpędzić samolot od zera. Napęd typu scramjet wymaga wcześniejszego rozpędzenia samolotu. Podczas majowej próby samolocik X-51 Waverider został wyniesiony na wysokość 15 km przez bombowiec B-52. Odczepił się od bombowca i dzięki zwykłemu silnikowi rakietowemu (z rakiety balistycznej) rozpędził do prędkości 4,5 macha. Potem dopiero, przy tak dużej prędkości inżynierowie włączyli silnik scramjet, dzięki któremu pojazd zwiększył prędkość do 5 machów (około 6 tys. km/godz.). Po dwustu sekundach takiego lotu silnik przestał działać. Inżynierowie nie wiedzą dlaczego. Przewidywali, że scramjet będzie funkcjonował sto sekund dłużej i rozpędzi wehikuł do 7 machów. NASA i Boeing chcieliby uzyskać planowany wynik przy kolejnych próbach. Niewykluczone, że się to powiedzie. Siedem machów wcale nie byłoby prędkością rekordową. Inny samolot typu scramjet (X-43 z napędem wodorowym) rozpędził się w 2004 roku do 9,6 macha. Tyle że silnik działał tylko dwanaście sekund. A czas działania silnika liczy się dla inżynierów najbardziej. Bo to właśnie krótki czas działania uniemożliwia dziś praktyczne zastosowanie napędu.

Start z bombowca

Zasada działania napędu scramjet jest prostsza niż zwykłego silnika odrzutowego (nie ma części ruchomych), jest też prostsza niż silnika rakietowego (nie musi dysponować zapasem tlenu). Samolot z (dodatkowym) napędem scramjet byłby tańszy w eksploatacji niż dzisiejsze odrzutowce i szybszy.Niektórzy uważają, że dzięki silnikowi scramjet podróż z Australii do Europy będzie trwać trzy godziny. Teoretycznie to możliwe.

Najpierw wojsko

Jak powiedział magazynowi „Cosmos” Kevin Bowcutt, naukowiec z firmy Boeing, idealnym zastosowaniem dla silników scramjet byłyby loty na orbitę. Pojazd byłby najpierw rozpędzany zwykłym, bardzo mocnym silnikiem odrzutowym, potem scramjetem, a na końcu włączałyby się silniki rakietowe (by manewrować na orbicie, gdzie nie ma powietrza). Bowcutt przewiduje, że dzięki napędowi typu scramjet koszt dostarczenia kilograma ładunku na orbitę spadłby sto razy. Turystyka kosmiczna stałaby się codziennością w krajach zamożnych. Są to plany wspaniałe, ale trudne do zrealizowania. Prostsze będzie zamontowanie napędu scramjet w rakietach balistycznych i możemy się spodziewać, że w pierwszej kolejności silniki te wykorzysta właśnie wojsko, szczególnie że w pracach nad pojazdem X-51 udział ma amerykańska agencja wojskowa DARPA oraz siły powietrzne USA.