أصدرت شركة الدفع الأمريكية CycloKinetics مؤخرًا سلسلة جديدة من منتجات "الوقود الفائق" التي يمكنها زيادة أداء وقود الطائرات والصواريخ والقذائف بنسبة 32٪. يسمح هذا الوقود الجديد، الذي يستهدف في المقام الأول سوق الدفاع، للطائرات بالتحليق لمسافات أبعد أثناء حمل حمولات أثقل.
وفي مجال الوقود العملي، يعتبر وقود الهيدروجين هو المعيار الذهبي في كثافة الطاقة، ويأتي الميثان في المرتبة الثانية. ولكن إذا تركنا جانباً فئة الوقود المبرد والتركيز على الصواريخ والقذائف ووقود الطائرات المستخدمة كل يوم، فلا يزال هناك مجال كبير للتحسين. تتمثل فكرة CycloKinetics المبتكرة في تطوير وقود "التوصيل والتشغيل" الذي يمكن أن يحل محل الوقود التقليدي في جميع أنواع الطائرات دون أي تعديلات على الطائرة أو المحرك.
تركز التكنولوجيا على تغيير هندسة جزيئات الهيدروكربون التي تشكل الوقود نفسه. يتكون وقود الطيران التقليدي من جزيئات هيدروكربونية خطية ومتفرعة، مما يحد من كثافة الطاقة التي يمكن تخزينها لكل وحدة حجم. تحولت CycloKinetics إلى تصميم الألكانات الحلقية، وهي عبارة عن هيدروكربونات ذات هياكل جزيئية تشبه الحلقة يمكنها احتواء المزيد من ذرات الكربون والهيدروجين في نفس المساحة مثل الوقود التقليدي.
التأثير العملي لهذا التقدم التكنولوجي هو أن كثافة الطاقة أعلى بنسبة 32% من وقود الطائرات النفاثة القياسي بنفس الحجم. على سبيل المثال، قد يصل مدى الطائرة التي يبلغ مداها 1500 ميل بحري باستخدام الوقود القياسي إلى أكثر من 1950 ميلًا بحريًا بعد استخدام هذا الوقود الفائق الجديد، ويمكن تمديد زمن طيران طائرة الاستطلاع أثناء المهام بنسبة تصل إلى 30%.
ووفقا للتقرير الذي أصدرته الشركة، فإن الوقود الجديد يلغي الحاجة إلى المواد العطرية أو الكبريت ولا "يفحم" أو يتحلل مثل الوقود التقليدي، الذي يمكن أن يترك رواسب كربونية كاشطة عند استخدامه كمبردات للمحرك. يؤدي تقليل الدخان أيضًا إلى تقليل توقيع المحرك بالأشعة تحت الحمراء، مما يجعله أكثر خفية. يتمتع هذا الوقود الفائق أيضًا بثبات حراري أكبر، مما يعني أنه يمكنه امتصاص المزيد من الحرارة دون أن يتحلل ويظل سائلًا عند درجات حرارة منخفضة جدًا دون أن يصبح لزجًا، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للرحلات الجوية على ارتفاعات عالية.
تنتج CycloKinetics حاليًا ثلاثة أنواع من الوقود. الأول هو CycloJP، المصمم ليحل محل وقود Jet A وJP-5 وJP-8 وJPTS المستخدم في الطائرات التي تعمل بالطاقة التوربينية والأنظمة الجوية بدون طيار. والثاني هو وقود الصواريخ CycloRP، المصمم ليحل محل الكيروسين المكرر RP-1 وRP-2 المستخدم في محركات الصواريخ السائلة. والثالث هو CK-10، والذي يستخدم ليحل محل وقود JP-10 المستخدم في صواريخ كروز والذخائر البعيدة.
وفقا للتقارير، تمتلك الشركة حاليا قدرة إنتاجية سنوية تبلغ 60 ألف جالون بحلول عام 2025، مع خطط لتوسيع القدرة بحلول عام 2027. ونظرًا لأن أنواع الوقود هذه يتم تصنيعها من خلال عمليات التخمير والعمليات التحفيزية الخاصة، فقد يكون سعر المنتج أعلى من أنواع الوقود التقليدية. وقد تفسر القدرة الإنتاجية المحدودة والتكاليف المرتفعة سبب تركيز قاعدة عملائها الرئيسية حاليًا على قطاع الدفاع، حيث يعوض الطلب المتزايد على المهام طويلة المدى المخاوف بشأن أسعار الوقود.
قال موكوند، الرئيس التنفيذي ومؤسس شركة CycloKinetics كارانجيكار: "لقد كان تصنيع الوقود عالي الجودة بمثابة مصدر دخلنا لمدة 15 عامًا، وقد اكتسب هذا العمل ثقة شركات الطيران الرائدة وجميع فروع الجيش الأمريكي. إن إنشاء CycloKinetics ككيان دفاعي مخصص هو نتيجة طبيعية لهذا التاريخ، ولدينا الآن ما يكفي من النطاق والعمق التشغيلي لدعم هذا الهيكل. في قطاع الدفاع والفضاء، لم تعد الدفعات الدافعة المتقدمة متغيرات أساسية ولكنها أساسية محركات قدرات المهمة، بدءًا من الاستخبارات والمراقبة والاستطلاع على ارتفاعات عالية إلى أنظمة الضرب بعيدة المدى، وحتى الدفع من الجيل التالي والإطلاق الفضائي، يتم تحديد الأداء بشكل متزايد من خلال مصدر الطاقة الذي يغذي المنصة. ومع تطور الاحتياجات التشغيلية، أصبحت أنظمة الدفع المتقدمة أداة رئيسية لتوسيع المدى وتعزيز القدرة على التحمل وتمكين أنماط مهمة جديدة لم يكن من الممكن تحقيقها في السابق.