Lapisan khusus inilah yang memberi senjata hipersonik China keunggulan. Tanpa itu, mereka akan rentan terhadap panas berlebih, destabilisasi atau bahkan berantakan di tengah penerbangan.
Tapi inilah kickernya: ketika para ilmuwan menggandakan kepadatan daya laser, area pengelupasan benar-benar menurun.
“Di bawah pengaruh aliran udara hipersonik, lapisan mempertahankan lebih banyak kerusakan ketika terkena laser bertenaga rendah,” tulis sebuah tim yang dipimpin oleh insinyur senior Lin Jian dengan Akademi Aerospace Aerodinamika China dalam sebuah makalah peer-review yang diterbitkan dalam jurnal akademik China Physics of Gases pada bulan Januari.
Akademi, yang terletak di ibukota Cina, berafiliasi dengan China Aerospace Science and Technology Corporation, kontraktor pertahanan kedirgantaraan terbesar di negara itu. Didirikan pada tahun 1956 oleh Qian Xuesen, bapak kedirgantaraan Tiongkok, dan merupakan salah satu lembaga utama untuk penelitian dan pengembangan senjata hipersonik di Tiongkok.
Perdebatan berkecamuk tentang kelayakan laser sebagai penanggulangan terhadap senjata hipersonik. Para pendukung berpendapat bahwa laser memiliki biaya operasi yang rendah dan dapat melakukan perjalanan mendekati kecepatan cahaya di atmosfer, menjadikannya salah satu cara terbaik untuk melawan ancaman senjata hipersonik.
Tetapi lawan mengklaim teknologi laser saat ini menghasilkan daya yang tidak mencukupi dan memiliki jangkauan terbatas, sehingga sulit untuk menyebabkan kerusakan efektif pada rudal yang masuk dalam jangka waktu terbatas.
Tim Lin mengatakan penelitian sebelumnya tidak secara akurat mereplikasi kondisi senjata hipersonik yang terbang di atmosfer, dengan “aliran udara selalu memainkan peran pendinginan”.
“Dalam lingkungan penerbangan yang sebenarnya, pesawat biasanya dipanaskan,” tulis mereka.
Penelitian saat ini juga gagal mempertimbangkan gangguan umpan balik pembakaran pada aliran udara.
“Penghancuran material dengan iradiasi laser pasti akan mengubah struktur medan aliran udara, dan mekanisme aliran udara yang sesuai pada material juga akan berubah,” kata Lin dan rekan-rekannya.
Dalam percobaan terowongan angin baru, mereka menemukan bahwa bahan yang menguap di bawah aksi laser membentuk struktur aliran mengganggu yang sangat kompleks dalam aliran udara Mach 6 dan berkembang menjadi gelombang kejut berbentuk tetesan di permukaan pesawat.
Di bawah sinar daya tinggi 2kW / sq cm, lapisan dapat dibakar dalam satu detik, dan kemudian kerusakan pembakaran meluas ke bahan logam yang mendasarinya.
Pada kepadatan daya yang lebih rendah dari 1kw / sq cm, laser tidak cukup untuk merusak logam dasar, tetapi difusi energi jelas, menyebabkan lebih banyak pengelupasan bahan pelapis, kata mereka.
Kepercayaan populer adalah bahwa lapisan senjata hipersonik dapat menahan suhu ribuan derajat Celcius, membuatnya sangat tahan terhadap serangan laser.
Tim Li menemukan bahwa ini benar dalam kondisi statis, karena laser kepadatan daya yang lebih rendah tidak dapat menyebabkan kerusakan pada lapisan.
Namun, selama penerbangan berkecepatan tinggi, udara panas mendorong pembakaran, “menyebabkan lapisan hulu dengan cepat terlepas di bawah aksi kental aliran udara”, tulis mereka.
03:12
Xi Jinping dan Joe Biden mengadakan pembicaraan di sela-sela KTT APEC untuk meredakan hubungan AS-China yang tegang
Xi Jinping dan Joe Biden Gelar Pembicaraan di Sela-sela KTT APEC untuk Longgarkan Hubungan AS-China
yang Tegang Sebelumnya, tujuan utama pengembangan senjata laser adalah untuk membakar lambung target. Sekarang, penemuan penghancuran lapisan “menjanjikan untuk memperluas horions aplikasi untuk penanggulangan laser”, kata tim Li.
Eksperimen ini juga menyoroti tantangan dalam menggunakan laser untuk menembak jatuh senjata hipersonik China.
Dalam tes tahun 2020 yang dilakukan oleh militer AS, senjata laser 150kW membutuhkan waktu 15 detik untuk menembak jatuh drone kecil berkecepatan rendah.
Menurut perhitungan oleh beberapa ilmuwan, laser kelas megawatt saat ini sedang dikembangkan di AS hanya dapat menghasilkan bintik-bintik cahaya pada target – dan itu dengan kepadatan daya ratusan watt per sentimeter persegi. Untuk menyebabkan kerusakan pada target pada jarak jauh, daya laser mungkin perlu ditingkatkan ke tingkat gigawatt.
Bahkan jika senjata laser masa depan mencapai tingkat kekuatan ini, para ilmuwan dan insinyur yang mengembangkan senjata hipersonik masih dapat mengurangi atau bahkan menghindari luka bakar dengan meningkatkan bahan pelapis atau memungkinkan badan rudal berputar dalam penerbangan.