Dünyanın bir ucundan diğerine birkaç saat içinde ulaşmak uzun yıllardır yalnızca bilim kurgu filmlerinde gördüğümüz bir fikir. Fakat Japonya’da yapılan son motor testleri, hipersonik yolcu uçaklarının artık teorik bir hayal olmaktan çıkmaya başladığını gösteriyor. Ses hızının beş katına ulaşabilecek yeni nesil uçaklar üzerinde çalışan araştırmacılar, kıtalararası yolculuk sürelerini dramatik biçimde azaltmayı hedefliyor.
Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı’nın yürüttüğü projede, Waseda, Tokyo ve Keio üniversitelerinden mühendisler de yer aldı. Kakuda Uzay Merkezi’nde gerçekleştirilen yer testlerinde, Mach 5 hızına uygun motor sistemi ve uçuş koşulları laboratuvar ortamında başarıyla simüle edildi.
Bu hız seviyesinde çalışan bir yolcu uçağının en büyük sorunlarından biri aşırı ısınma olarak görülüyor. Çünkü Mach 5 seviyesine çıkan araçların gövdesinde oluşan sıcaklık, bazı bölgelerde metal eritme seviyesine kadar yaklaşabiliyor. Yapılan son testlerde ise hem motor sistemi hem de ısı yönetimi konusunda önemli veriler elde edildi.
Projede kullanılan “ramjet” motor teknolojisi, geleneksel jet motorlarından oldukça farklı çalışıyor. Sistemde dönen fanlar veya ağır kompresör parçaları bulunmuyor. Bunun yerine motor, yüksek hızla içeri giren havayı doğal şekilde sıkıştırıyor ve yakıtla birleştirerek güçlü bir itiş oluşturuyor.
Ancak bu teknolojinin önemli bir sınırı var. Ramjet motorlar düşük hızlarda çalışamıyor. Yani uçağın önce başka bir sistem yardımıyla ses üstü hızlara ulaştırılması gerekiyor. Motor ancak bu aşamadan sonra tam verimle devreye girebiliyor.
Japon mühendisler son testlerde, yaklaşık 25 kilometre yükseklikteki atmosfer koşullarını laboratuvar ortamında oluşturdu. Bu irtifada hava yoğunluğu deniz seviyesinin yaklaşık yüzde biri seviyesine düşüyor. Aynı anda Mach 5 hızına ulaşıldığında ise uçağın burun kısmı ve kanat uçlarında sıcaklığın 1000 dereceyi geçtiği ölçüldü.
Isı sorunu için özel koruma sistemi
Hipersonik projelerin geçmişte en çok zorlandığı konu, aşırı sıcaklık nedeniyle yaşanan yapısal problemlerdi. JAXA ekibi bu sorunu çözebilmek için gelişmiş bir ısı koruma sistemi üzerinde çalıştı. Test sonuçlarına göre dış yüzey ciddi biçimde ısınırken, içerideki hassas elektronik bileşenler güvenli sıcaklık aralığında tutulabildi.
Şimdilik yapılan çalışma gerçek bir yolcu uçuşu anlamına gelmiyor. Deneyler, küçük ölçekli bir model üzerinden laboratuvar ortamında gerçekleştirildi. Buna rağmen elde edilen sonuçlar, hipersonik taşımacılık konusunda önemli bir teknik eşik olarak değerlendirilebilir.
JAXA’nın sonraki hedefi ise deneysel aracı küçük bir roket sistemiyle gerçek uçuş testine çıkarmak. Eğer süreç planlandığı gibi ilerler ve gerekli güvenlik onayları alınırsa, 2040’lı yıllarda ticari hipersonik yolcu uçaklarının gökyüzünde olması ihtimal dahilinde.