Kínai tudósok állítólag jelentős hibára bukkantak a NASA Vulcan-CFD szoftverében, amely a hiperszonikus aerodinamika modellezéséhez nélkülözhetetlen eszköz – a hírről az Interesting Engineering számolt be a South China Morning Post nyomán. A kínaiak szerint a NASA Langley Kutatóközpont által használt Vulcan-CFD pontatlanul szimulálja a hiperszonikus járművek felületén végbemenő kémiai reakciókat, amikor nagy sebességgel haladnak. A jelentés szerint ez a hiba helytelen előrejelzésekhez vezethet a jármű teljesítményével kapcsolatban, különösen a magas hőmérsékleten bekövetkező abláció kapcsán. Ez utóbbi kifejezés, tehát az abláció a hiperszonikus járművek felületén nagy sebességnél bekövetkező anyagvesztésre utal.

A felfedezést a Nemzeti Védelmi Technológiai Egyetem Hiperszonikus Technológiai Laboratóriumának kutatási tanulmánya részletezte, amely az Acta Aerodynamica Sinica folyóiratban jelent meg.

A Vulcan-CFD egy számítógépes szimulációs szoftver, amit kifejezetten bonyolult modellezési feladatokra terveztek, többek között olyanokra, amelyek a kémiai reakciók sebességét és a termodinamikai egyensúlytól eltérő folyamatokat is figyelembe veszik. Vagyis a szoftver képes szimulálni, hogy mi történik, amikor különböző kémiai anyagok reagálnak egymással változó sebességgel, valamint hogy hogyan viselkednek az anyagok, amikor nincsenek termodinamikai egyensúlyban – például amikor egy jármű gyorsan halad át különböző hőmérsékletű környezeteken.

A hiperszonikus járművek tervezésekor és elemzésekor a Vulcan-CFD így kulcsfontosságú szerepet játszik: mivel ezek a járművek rendkívül nagy sebességekkel haladnak, számos összetett fizikai és kémiai jelenség lép fel, mint például a levegő ionizációja vagy a jármű felületén keletkező intenzív hő miatt bekövetkező anyagelváltozások (a fentebb említett abláció). Ezek a jelenségek pedig mind befolyásolják a jármű aerodinamikai teljesítményét és strukturális integritását.

A Vulcan-CFD használatával a mérnökök és kutatók előre szimulálhatják ezeket a bonyolult folyamatokat, így pontosabban tervezhetik meg a hiperszonikus járműveket, hogy azok képesek legyenek ellenállni a szélsőséges körülmények között fellépő fizikai és kémiai hatásoknak.

Egy elég nagy tudású szoftverről beszélünk tehát, ám ha a kínai tudósok megállapításai pontosak, akkor a Vulcan-CFD nagyrészt felelős lehet abban, hogy az amerikai hiperszonikus programok az utóbbi időben eléggé egy helyben toporognak, különösen a kínai fejlesztésekhez képest.

Mindezzel egybecseng az Egyesült Államok Kongresszusi Költségvetési Hivatalának a megállapítása:

“Az alapvető fennmaradó kihívás (a hiperszonikus eszközök fejlesztése kapcsán – a szerk.) a szélsőséges hő kezelése, amelynek a hiperszonikus rakéták ki vannak téve, mivel repülésük nagy részében nagy sebességgel utaznak a légkörben.”

Ha tehát a Vulcan-CFD tényleg ennyire fontos ezekben a fejlesztésekben, akkor, mint azt az IE írja, az esetleges, a szoftvernek a kínaiak által beazonosított korlátai valóban hatással lehetnek az Egyesült Államok hiperszonikus kutatására – vagyis szükség lehet a modellezési stratégiák újraértékelésére, ha az USA nem akar ezen a területen lemaradni.

(A cikkhez használt kép illusztráció, forrása: Pixabay/LeeRosario)