Et gjennombrudd ved Stevens Institute of Technology kan bane vei for fly som går i Mach 10 – ti ganger lydens hastighet. Forskere gir nå eksperimentell støtte til en halvsekke gammel idé om turbulens, publisert i Nature Communications 12. november 2025. Resultatet kan kutte reisetider dramatisk – fra 15 timer til rundt én time.

Hva forskerne fant

Teamet til professor Nicholaus Parziale bekrefter eksperimentelt at Morkovins hypotese – fremsatt av Mark Morkovin på midten av 1900-tallet – ser ut til å holde ved ekstreme hastigheter. Hypotesen sier at turbulens ved rundt Mach 5–6 i bunn og grunn oppfører seg som ved lavere hastigheter, selv om luften da komprimeres kraftig, og både temperatur og tetthet endres.

«Om hypotesen er riktig, betyr det at vi ikke trenger en helt ny måte å forstå turbulens på ved disse høyere hastighetene. Vi kan bruke de samme konseptene som vi bruker for de langsommere strømningene», forklarer Parziale.

Slik testet de hypotesen

Over elleve år utviklet forskerne et avansert oppsett: De injiserte kryptongass i en vindtunnel og brukte lasere til å ionisere gassen. Slik kunne de se hvordan turbulensen oppførte seg ved Mach 6 – omtrent 4500 km/t.

Med høyoppløselige kameraer fulgte teamet hvordan en lysende kryptonlinje bøyde, vred og forvrengte seg mens den ble dratt gjennom strømningen – som et blad som flyter og spinner i små virvler i en elv. Resultatet: Turbulens ved Mach 6 lignet bemerkelsesverdig på turbulens ved lavere hastigheter.

Hvorfor dette er stort

Funnene betyr at ingeniører kan gjenbruke eksisterende modeller for å designe hypersoniske fly, uten å starte fra scratch. Det gjør både beregning og utprøving langt mer håndterlig.

«I dag må vi bruke datamaskiner for å designe et fly, og dataressursene som trengs for å designe et fly som skal fly ved Mach 6, og simulere alle de små, fine detaljene, ville vært umulig», sier Parziale. «Morkovins hypotese lar oss gjøre forenklende antagelser, slik at datakravene for å designe hypersoniske fartøyer kan bli mer håndterbare».

For å fly fra Los Angeles til Sydney på én time, må et fly nå Mach 10. Slike hastigheter vil, som Parziale uttrykker det, kunne «krympe planeten».

«Det vil gjøre reising raskere, enklere og mer behagelig».

Bak den gamle hypotesen

Morkovins hypotese ble utviklet på midten av 1900-tallet. Til tross for at luft ved hypersoniske hastigheter blir sterkt kompressibel – med endret temperatur og tetthet – foreslår den at turbulensens grunnleggende natur likevel er lik. Den nye studien gir eksperimentell bekreftelse, men hypotesen er ennå ikke fullstendig bevist.

Fra luftfart til romfart

Prinsippene som gjør hypersonisk flyging mulig, kan også revolusjonere romfart: Fly kan i prinsippet utformes til å dra direkte inn i verdensrommet, uten rakettoppskyting. Det kan gjøre transport til og fra lav jordbane enklere og billigere.

Veien videre og status i dag

Noen militære fly når allerede Mach 2–3, men avstanden til kommersielle hypersoniske passasjerfly er fortsatt stor. Med ny forståelse av turbulens ved ekstreme hastigheter er forskere og ingeniører likevel et viktig skritt nærmere.

• Publisering: Nature Communications, 12. november 2025
• Leder: Professor Nicholaus Parziale, som nylig mottok Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers for arbeid innen ekstremsituasjonsfysikk
• Metode: Kryptongass, laser-ionisering og høyoppløselige kameraer i vindtunnel ved Mach 6

Tidslinje og finansiering

• 2016: Støtte fra Air Force Office of Scientific Research Young Investigator Research Program
• 2020: Støtte fra Office of Naval Research Young Investigator Program
• Nyeste arbeid: Også finansiert av Office of Naval Research

Bunnlinjen: Studien gir den tydeligste eksperimentelle støtten så langt til at turbulens ved hypersoniske hastigheter kan forstås med kjente modeller. Det kan kutte kompleksitet og kostnader – og bringe oss nærmere flyreiser der en spillefilm er lengre enn turen. Veien er lang, men kursen er klar.

Kilder: ScienceDaily, Stevens Institute of Technology, Nature Communications, Interesting Engineering, TechXplore