จีนทดสอบเครื่องยนต์ไฮเปอร์โซนิคเปลี่ยนรูปได้ ใช้กราไฟต์ “วัสดุในดินสอ” แก้ปัญหาซีลร้อน ดันเทคฯไฮเปอร์โซนิคแซงสหรัฐฯ

1-7-2026

  สำนักข่าว SCMP รายงานว่า  สำนักวิจัยในจีนเปิดเผยว่า ได้ทดสอบเครื่องยนต์ไฮเปอร์โซนิคแบบ ramjet รุ่นใหม่ที่สามารถปรับเปลี่ยนช่องทางการไหลของลมภายใน (internal airflow channel) ได้ขณะทำงาน คล้ายกับการ “บีบ–คลาย” ช่องคอของเครื่องยนต์ โดยระบบดังกล่าวสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ความเร็ว Mach 1.8 หรือประมาณเกือบสองเท่าความเร็วเสียง ไปจนถึง Mach 6 โดยไม่เกิดความล้มเหลวในระหว่างการทดสอบภาคพื้นดิน

  สิ่งที่ใช้ป้องกันไม่ให้แก๊สร้อนจัดรั่วไหลออกจากเครื่องยนต์ เป็นวัสดุชนิดเดียวกับแร่ดำที่พบในไส้ดินสอทั่วไป นั่นคือ “กราไฟต์” (graphite)

   ตลอดหลายปีที่ผ่านมา เครื่องยนต์ ramjet ประเภทนี้ไม่สามารถจุดติดการเผาไหม้ได้จนกว่าจะถึงความเร็วราว Mach 4 หมายความว่าต้องใช้จรวดส่งหรือระบบขับดันอื่นพาเครื่องขึ้นสู่ความเร็วสูงก่อน จึงจะเริ่มทำงานได้ ส่งผลให้โครงสร้างยุทโธปกรณ์มีต้นทุนและความซับซ้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Northwestern Polytechnical University และสถาบัน Beijing Power Machinery Institute ระบุว่าพวกเขาได้แก้ไขปัญหาทางวิศวกรรมที่สร้างความสับสนให้แก่แวดวงมานานหลายทศวรรษ

   ทีมงานทดสอบเครื่องยนต์ ramjet แบบปรับรูปทรงภายใน (variable-geometry ramjet) ซึ่งเป็นเครื่องยนต์แบบอาศัยอากาศ (air-breathing) ที่ไม่มีชุดคอมเพรสเซอร์เคลื่อนที่ ในสถานีทดสอบภาคพื้นดินที่จำลองสภาพการบินด้วยความเร็วสูง

   บริเวณ “คอห้องเผาไหม้” ของเครื่องยนต์ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนโลหะเคลื่อนที่ที่ทำหน้าที่บีบและคลายเพื่อควบคุมการไหลของอากาศในช่วงความเร็วต่าง ๆ สามารถปรับเปลี่ยนรูปทรงได้ภายในเวลาราวหนึ่งในสามวินาที ขณะรับอากาศที่มีอุณหภูมิสูงถึง 1,650 องศาเซลเซียส ตามรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Propulsion Technology เมื่อวันที่ 28 พฤษภาคมที่ผ่านมา

   ผลสำคัญคือระบบดังกล่าว “ไม่เกิดการรั่วไหล” ของแก๊สร้อนจัดออกจากจุดข้อต่อที่เคลื่อนที่ ซึ่งถือเป็นปัญหาหลักของการออกแบบเครื่องยนต์ประเภทนี้มายาวนาน

   สำหรับวิศวกรด้านไฮเปอร์โซนิค การปิดผนึก (seal) ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่เหล่านี้ให้ทนต่อความร้อนและแรงดันสูง ถือเป็น “ปัญหาคาใจ” ที่ยังไม่เคยมีคำตอบชัดเจน เครื่องยนต์ ramjet ที่สามารถเปลี่ยนรูปภายในได้ถูกมองว่าเป็นเหมือน “เป้าหมายสูงสุด” ของสาขานี้ เพราะช่วยให้โครงสร้างเบาลง ใช้เชื้อเพลิงได้มีประสิทธิภาพขึ้น และเปิดทางสู่การพัฒนายานไฮเปอร์โซนิคแบบใช้ซ้ำได้

   ข้อเสียคือ ทุกจุดข้อต่อที่เคลื่อนที่ต้องสามารถปิดผนึกอย่างแน่นหนา เพื่อป้องกันแก๊สที่พุ่งเข้ามาด้วยความร้อนและความเร็วสูงไม่ให้รั่วไหลออกมา

  แบบจำลองที่เคยพัฒนาในอดีตมีปัญหาการรั่วไหลของแก๊สร้อนอย่างรุนแรง จนหลายประเทศตัดสินใจล้มเลิกแนวทางการออกแบบในลักษณะนี้

  ทีมวิจัยจากจีนระบุว่า สามารถแก้ปัญหาได้ด้วยระบบซีลสองชั้น โดยใช้แหวนไฟเบอร์เซรามิกที่ยืดหยุ่นเป็นชั้นแรกเพื่อรับแรงกระแทกความร้อนเริ่มต้น และรองด้วยแหวนกราไฟต์เป็นชั้นที่สอง

  จากการทดสอบ พบว่ากราไฟต์เป็นวัสดุที่แบกรับภาระหลัก ในกรณีที่ใช้ซีลเซรามิกเพียงชั้นเดียว การรั่วไหลของแก๊สร้อนมีระดับสูงอย่างมาก แต่เมื่อเสริมด้วยซีลกราไฟต์ที่ถูกจัดวางภายหลังห้องพัก (buffer chamber) เล็ก ๆ ระดับการรั่วไหลลดลงเหลือเพียง 1.9% ของค่าที่เคยเกิดขึ้น

   จีนเป็นผู้ผลิตกราไฟต์ประมาณ 80% ของปริมาณทั่วโลก รวมถึงกราไฟต์เกรดบริสุทธิ์สูงที่จำเป็นต่อการใช้งานในด้านการบินและอวกาศ นับตั้งแต่ปลายปี 2024 ปักกิ่งเริ่มจำกัดการส่งออกกราไฟต์ไปยังสหรัฐฯ โดยให้เหตุผลด้านความมั่นคงแห่งชาติ

อุตสาหกรรมกลาโหมสหรัฐฯ ซึ่งอยู่ในภาวะล้าหลังจีนใน “การแข่งขันไฮเปอร์โซนิค” อยู่แล้ว กำลังเผชิญช่องโหว่ด้านห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์ วัสดุที่มีความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ในหลายมิติ ไม่ว่าจะเป็นส่วนปลายหัวจรวด (missile nose tips) หัวฉีดจรวด (rocket nozzles) วัสดุเคลือบพรางตัว (stealth coatings) และส่วนประกอบของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

วอชิงตันได้อาศัยอำนาจตามกฎหมาย Defence Production Act เพื่อจัดสรรเงินทุนสนับสนุนการทำเหมืองและแปรรูปกราไฟต์ภายในประเทศ พร้อมทั้งลงทุนในโครงการต่างประเทศในแคนาดา โมซัมบิก และออสเตรเลีย เพื่อกระจายแหล่งจัดหา

ฝั่งยุโรปก็เร่งลดการพึ่งพากราไฟต์จากจีนภายใต้กรอบ Critical Raw Materials Act โดยหันไปศึกษาทางเลือกอย่างกราไฟต์สังเคราะห์ที่ผลิตจาก petroleum coke แต่ทางเลือกนี้มีต้นทุนสูง ใช้พลังงานมาก และมักมีความบริสุทธิ์ไม่เพียงพอสำหรับงานอวกาศที่ต้องการมาตรฐานสูงสุด

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมประเมินว่า การสร้างห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์ใหม่ตั้งแต่ต้นให้ครอบคลุมความต้องการด้านกลาโหมและอวกาศ จะใช้เวลานานนับทศวรรษหรือมากกว่านั้น กดดันให้สหรัฐฯ และยุโรปต้องเร่งหาทางออกท่ามกลางการเปลี่ยนกราไฟต์จาก “วัสดุในดินสอ” มาเป็น “ทรัพยากรยุทธศาสตร์” ในยุคแข่งขันเทคโนโลยีไฮเปอร์โซนิค

---

IMCT NEWS

ที่มา https://sc.mp/y7ju0?utm_source=copy-link&utm_campaign=3358738&utm_medium=share_widget