Khi bay ở tốc độ vượt quá Mach 5, máy bay siêu thanh sẽ gặp nhiệt độ cao vượt quá 2200°C (4000°F). Làm thế nào để bảo vệ máy bay khỏi nhiệt độ cao? Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ RTX tin rằng câu trả lời là khiến họ đổ mồ hôi.
Chuyến bay siêu thanh được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa ngành hàng không một cách chưa từng có kể từ khi rào cản âm thanh bị phá vỡ vào năm 1947. Tuy nhiên, việc chuyển từ tốc độ siêu âm sang tốc độ siêu âm đã được chứng minh là khó khăn hơn so với việc chuyển từ tốc độ cận âm sang siêu âm.
Một trong những thách thức lớn nhất là lượng nhiệt khổng lồ do máy bay tạo ra khi bay với tốc độ gấp hơn 5 lần tốc độ âm thanh. Ở nhiệt độ này, tất cả ngoại trừ những vật liệu kỳ lạ nhất sẽ tan chảy hoặc không thể sử dụng được. Điều này có nghĩa là các đường nét được thiết kế và gia công chính xác của phương tiện siêu thanh, đặc biệt là phần mép trước, có thể nhanh chóng làm tròn và biến dạng, làm thay đổi hoàn toàn tính khí động học của phương tiện.
Cách rõ ràng để tránh điều này là làm mát vỏ máy bay. Thật không may, đối với các hệ thống truyền thống, điều này đồng nghĩa với việc tăng thêm trọng lượng và độ phức tạp, điều mà các kỹ sư đặc biệt không thích.
Thay vào đó, RTX, theo hợp đồng DARPA, đang xem xét sử dụng cơ chế tương tự mà chúng tôi sử dụng để đánh bại nhiệt - đổ mồ hôi - để làm mát các phương tiện siêu thanh.
Ý tưởng của các nhà nghiên cứu là thiết lập một mạng lưới vi kênh ở cạnh đầu của phương tiện siêu âm để đưa chất lỏng lên bề mặt da theo cách tương tự như tuyến mồ hôi của con người. Khi chất lỏng chạm tới bề mặt da, nó sẽ bay hơi, lấy đi nhiệt. Bằng cách này, máy bay duy trì đủ khả năng làm mát để duy trì hiệu suất khí động học.
Theo John Sharon, trưởng nhóm dự án tại Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ RTX, họ đã sử dụng mô hình dự đoán và công nghệ chế tạo vi mô tiên tiến để tạo ra sản phẩm thử nghiệm hình nêm có kích thước bằng thẻ tín dụng. Đầu tiên, nó được đặt trên một đầu đốt được mô tả là "ngọn đuốc bánh kem" lớn, sau đó, hồ quang điện được sử dụng để làm nóng và giãn nở khí đến nhiệt độ cao và tốc độ cao mô phỏng chặt chẽ hơn các điều kiện bay siêu thanh.
Bước tiếp theo sẽ là cải tiến công nghệ, làm cho các kênh thoát mồ hôi nhỏ hơn và mở rộng đối tượng thử nghiệm lên quy mô của một chiếc máy bay siêu thanh quy mô thực sự. Nếu công nghệ này tỏ ra thành công, nó cũng có thể được áp dụng cho các vấn đề khác, chẳng hạn như bảo vệ các cánh tuabin khí.
Salon cho biết: "Khi bạn bay với tốc độ gấp hơn 5 lần tốc độ âm thanh, nhiệt độ sẽ tăng rất nhanh trong chưa đầy một giây. Các thành viên trong nhóm tham gia mô hình đã làm rất tốt việc ước tính thời gian tồn tại của các vật phẩm thử nghiệm."