Havacılık dünyasında yüksek hızla uçmanın kuralları bir zamanlar belliydi. Ses hızını aşmak için jet motorları kullanılırdı ve bu alanda SR-71 Blackbird rekor sahibiydi. Ancak o maksimum Mach 3 hızına ulaşabiliyordu. Daha hızlı gitmek isteyenler ise roketlere ihtiyaç duyuyordu. Roketler ise kendi oksijenini taşımak zorundaydı ve daha çok uzay aracı gibi çalışıyordu. İşte tam da bu noktada NASA’nın X-43A uçağı devreye girdi.
X-43A, sadece 3,7 metre uzunluğunda insansız bir hava aracıydı ve 2004’te sesin on katı hızla uçmayı başardı. Hyper-X adı verilen ve yaklaşık 230 milyon dolarlık bir araştırma projesi olan bu çalışma, laboratuvar dışındaki gerçek uçuşlarda scramjet motorunun işe yaradığını kanıtlamayı hedefliyordu. Daha önce bilim insanları bu motor türünü sadece simülasyonlarda ve rüzgar tünellerinde test etmişti.
X-43A’nın Kalkışı ve Uçuş Denemeleri
X-43A kendi başına kalkamıyordu. İlk olarak dev bir B-52B bombardıman uçağı tarafından 12 kilometre irtifaya çıkarılıyordu. Orada, modifiye edilmiş Pegasus roketinin burnuna bağlı olan X-43A bırakılıyordu. Roket ateşlenip aracı test yüksekliğine çıkardıktan sonra, X-43A kendi motorunu devreye sokuyordu. İlk deneme 2001’de roket arızası nedeniyle başarısız oldu. Ancak ekip, iki yıl boyunca sistemi yeniden tasarladı ve 2004’te rekor uçuşları gerçekleştirdi. Mart ayında Mach 6.8 hızına ulaşıldı. Kasımda ise ikinci uçuş Mach 9.6’ya kadar çıktı. Yaklaşık 33 saniyede 11 kilometre yükseklikte hız devrimi yaşandı. Elbette motor sadece 10 saniye çalıştı ancak kısa yol bu teknoloji için devrim niteliği taşıyordu.
Scramjet Teknolojisinin Önemi
Scramjet, “süpersonik yanmalı ramjet” anlamına gelir ve tamamen hareketli parça olmadan çalışır. Motor, uçağın yüksek hızından gelen hava basıncıyla içeri alınan havayı sıkıştırır. Bu sayede hava motor içinde ses hızının üzerinde kalır ve yakıtla yanar. Bu süreç, ses hızının üstünde bir hava akımında sürekli yanmayı sürdürmek zor bir mühendislik problemidir. Bu nedenle scramjetler düşük hızda çalışamaz ve hızı artırmak için roket desteğine ihtiyaç duyar.
Scramjet teknolojisinin en büyük avantajı, oksijeni atmosferden almasıdır. Roketler oksijen kaynağını yanıcı maddelerle beraber taşırken, scramjetler bunu yapmaz. Böylece daha hafif, küçük veya daha fazla yük taşıyan araçlar üretmek mümkün olur. Sonuç olarak, Hyper-X programı yeni bir tür motorun uygulanabilirliğini kanıtlamış ve geleceğin hipersonik uçakları için temel verileri sağlamıştır.
X-43A’nın Mirası ve Gelecek
Hyper-X programı üç uçuşluk bir araştırma projesi olarak planlandı ve 2004’teki başarılı uçuşlardan sonra tamamlandı. Ancak bıraktığı miras devam etti. Amerikan Hava Kuvvetleri bu projeyi devraldı ve sonraki adımda Boeing’in geliştirdiği X-51 WaveRider ortaya çıktı. 2013 yılında bu cihaz, 210 saniyelik scramjet destekli bir uçuş gerçekleştirerek teknolojinin geliştiğini gösterdi.
X-43A’nın uçuşlarından toplanan veriler, sonraki Amerikan hipersonik programlarının temelini oluşturdu. Mühendisler, aracın motorla bütünleşik tasarımla inşa edilmesi gerektiğini öğrendiler. Ayrıca, hipersonik hızlarla oluşan ısıyı yönetmek için önemli bilgiler elde edildi. Bugün bile 20 yıl önceki bu veriler, modern simülasyonlar ve araç tasarımları için referans niteliğindedir.
X-43A’nın başarıları hipersonik uçuşun hayal olmaktan çıkmasına yardımcı oldu. Gelecekte, uydulara doğrudan atmosfere giriş yapabilen veya uzaya hipersonik hızla çıkabilen araçların temelinde bu teknoloji yer alacak. Kesin. Bu nedenle, NASA’nın Mach 9.6 hızındaki X-43A’sı hala mühendislik alanında bir dönüm noktası olarak kabul ediliyor.
