Diemen (NL) – Een jarenlange strijd op het gebied van straalaandrijving heeft nog geen duidelijke winnaar opgeleverd. De zogenaamde scramjet vormt een belofte voor supersnel luchtverkeer en voor de ruimtevaart, maar de eerste vluchten stuiten op problemen.


De beelden van de recente lancering van een scramjet in het Australische Woolamaroo gingen snel de wereld rond. Ingenieurs in de VS en Australië dromen al van luchtverbindingen tussen hun continenten met een reistijd van slechts enkele uren. Niettemin valt er iets op al het enthousiasme af te dingen. Zowel deze test als een eerdere test van de NASA verliep niet vlekkeloos, en ze zijn slechts de eerste stappen op een nog lang traject.

Een groot probleem vormt de Aardse zwaartekracht: Voor een snelle verbinding tussen twee continenten moet een luchtvaartuig snel de dampkring kunnen verlaten. Dat is niet gemakkelijk, vanwege de Aardse zwaartekracht. De gangbare raketten torsen grote tanks met brandstof en zuurstof, die daardoor gewicht en dus brandstofverbruik doen toenemen. De scramjettechnologie biedt in theorie de oplossing. Alleen, hoe test je een gevaarte dat een snelheid van meer dan vijfmaal de geluidssnelheid moet halen?

Mach 7
Een scramjet werkt bij hypersone snelheden. Dat is sneller dan het snelste supersone vliegtuig nu is. Zo haalde de huidige recordhouder een snelheid van 3,6 maal de geluidssnelheid, ofwel Mach 3,6. Pas vanaf een snelheid van vier- tot vijfmaal de snelheid van het geluid spreken ingenieurs van hypersone snelheden. In een scramjet behoudt de lucht in de turbine een hypersone snelheid. Bij die hoge snelheid ‘ademt’ de turbine voldoende zuurstof in om de brandstof (doorgaans waterstof) te laten verbranden.
De Australische onderzoekers aan de universiteit van Queensland ontwikkelden – met het beperkte budget van anderhalf miljoen doller – enkele prototypen. Na vijftien jaar ontwerpen en bouwen, was eind oktober het tijdstip aangebroken dat ze daadwerkelijk een scramjet lieten vliegen. Twee rakettrappen stuwden de scramjet naar een enorme hoogte. Tijdens het terugvallen naar de Aarde moest de jet vervolgens de beoogde snelheid van ruim zeven Mach halen. Dan moest op een signaal de deksel van het gevaarte afspringen en de scramjet gaan werken. De jet was volgepropt met allerlei meetapparatuur. Antennes op het aardoppervlak moesten de meetgegevens vastleggen, die een vijf-wattversterkertje in de jet verstuurde.

Twee rakettrappen brengen de scramjet naar een grote hoogte. Haalde hij bij de terugkeer naar het aardoppervlak de gewenste snelheid?


Een Terrierraket zorgde binnen zes seconden voor de eerste versnelling, waarna een tweede trap, de Orion, nog eens twintig tellen de voortstuwing overnam voordat hij zich losmaakte van de scramjet. Na drie minuten bereikte de scramjet het hoogste punt van de baan, ruim boven driehonderd kilometer. Volgens de planning moest de scramjet na ruim negen minuten, als hij al vallende was gedaald tot een hoogte van veertig kilometer, de gewenste snelheid krijgen en in vijf seconden tijd de waterstof verbranden in de hypersone lucht.

Snel projectiel
Het lijkt erop dat er iets mis ging tijdens de vlucht, zoals NASA-ingenieurs dat in juni overkwam. Een detail: het Amerikaanse budget bedraagt ruim honderdmaal meer dan het Australische. Het NASA-gevaarte raakte uit koers en moest tot ontploffing worden gebracht voordat het schade aanrichtte.
Het Australische systeem bleef wel intact totdat dat het aardoppervlak bereikte. De meetapparatuur werkte bovendien door tot de inslag. Of het experiment geslaagd is, blijft onduidelijk. De onderzoekers puzzelen op de metingen om na te gaan of de gewenste snelheid is behaald en of de scramjet inderdaad functioneerde. Dr Allan Paull, de projectleider, verklaart in ieder geval waardevolle gegevens te hebben verkregen. Een volgende vlucht is gepland voor begin november, maar dat kan op basis van de verkregen resultaten worden verschoven.
Voorlopig blijft het record in handen van het Amerikaanse leger. Die schoten in juni een schaalmodel af in een loop met een lengte van tientallen meters, waarna de jet bij een snelheid van Mach 7 de loop verliet. Met de scramjetaandrijving overbrugde het een afstand van tachtig meter in dertig milliseconden. Uiteraard is zo’n snel projectiel uitermate interessant voor defensie. Wie droomt van hypersone reizen naar de andere kant van de aardbol, moet wachten op succesvolle experimenten van NASA en de Australische onderzoekers.

Erick Vermeulen