บริษัท CycloKinetics พัฒนา “ซูเปอร์เชื้อเพลิง” รุ่นใหม่ เพิ่มระยะบินเครื่องบิน-จรวดได้สูงสุด 32%

บริษัท CycloKinetics สตาร์ตอัปในสหรัฐอเมริกาพัฒนาเชื้อเพลิงรูปแบบใหม่ "ซูเปอร์เชื้อเพลิง" (Superfuels) ชนิดใหม่สำหรับอากาศยาน ขีปนาวุธ และจรวด ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงและระยะทางในการบินได้ถึง 32%

โดยเชื้อเพลิงชนิดใหม่นี้มุ่งเป้าหมายหลักไปที่ตลาดด้านการทหารและการป้องกันประเทศ เพื่อช่วยให้ยานพาหนะสามารถบินได้ไกลขึ้นและรองรับการบรรทุกน้ำหนักที่มากขึ้น 

แนวทางของ CycloKinetics คือ การพัฒนาเชื้อเพลิงแบบ "ปลั๊กอิน" (Plug-in) ที่สามารถนำไปใช้งานแทนเชื้อเพลิงทั่วไปได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงตัวเครื่องบินหรือเครื่องยนต์ใด ๆ ทั้งสิ้น นวัตกรรมนี้ไม่ได้พึ่งพาการใช้วัสดุที่หายากหรือแปลกใหม่แต่อย่างใด แต่เกิดจากการปรับเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบขึ้นเป็นเชื้อเพลิง
 
โดยบริษัทได้เปลี่ยนจากโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนแบบเส้นตรงและแบบกิ่งที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงการบินทั่วไป มาเป็นการออกแบบโครงสร้างโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนแบบวงแหวน (Cycloparaffinic hydrocarbons) ซึ่งโครงสร้างแบบนี้ทำให้สามารถบรรจุอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนลงในปริมาตรที่เท่าเดิมได้แน่นขึ้น

ประโยชน์และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น 

การปรับเปลี่ยนโครงสร้างดังกล่าวทำให้เชื้อเพลิงมีพลังงานเพิ่มขึ้นถึง 32% เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงมาตรฐาน Jet A ในปริมาตรที่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น เครื่องบินที่ปกติบินได้ไกล 1,500 ไมล์ทะเล  หรือ 2,778 กิโลเมตร จะสามารถบินได้ไกลกว่า 1,950 ไมล์ทะเล หรือ 3,611 กิโลเมตร หากใช้ซูเปอร์เชื้อเพลิงนี้

นอกจากนี้ เครื่องบินลาดตระเวนจะสามารถปฏิบัติภารกิจในพื้นที่ได้นานขึ้นสูงสุดถึง 30%
คุณสมบัติเด่นอื่นๆ ของซูเปอร์เชื้อเพลิง ได้แก่

1. เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อเครื่องยนต์และพลางตัวได้ดีขึ้น โดยเชื้อเพลิงใหม่นี้ไม่มีส่วนผสมของสารอะโรมาติกหรือกำมะถัน จึงไม่ก่อให้เกิดการสลายตัวหรือทิ้งคราบเขม่าคาร์บอนที่กัดกร่อนเครื่องยนต์เหมือนเชื้อเพลิงทั่วไป

2. การลดเขม่านี้ยังช่วยลดการปล่อยรังสีอินฟราเรด ทำให้เครื่องยนต์ตรวจจับได้ยากขึ้น (Stealthier)

3. มีความเสถียรทางความร้อนสูงโดยมันสามารถดูดซับความร้อนได้มากขึ้นโดยไม่เสื่อมสภาพ และสามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากๆ ได้โดยไม่เกิดความหนืด ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบินในระดับความสูงที่สูงมาก

ปัจจุบัน CycloKinetics ทำการผลิตเชื้อเพลิง 3 ประเภทหลัก ได้แก่

1. CycloJP ออกแบบมาเพื่อใช้แทนเชื้อเพลิง Jet A, JP-5, JP-8 และ JPTS สำหรับเครื่องบินพลังงานกังหันและอากาศยานไร้คนขับ (UAS)

2. CycloRP เชื้อเพลิงขับดันจรวดสำหรับใช้แทนคีโรซีน (Kerosene) บริสุทธิ์ชนิด RP-1 และ RP-2 ที่ใช้ในเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว

3. CK-10 เชื้อเพลิงสำหรับใช้ทดแทน JP-10 ซึ่งใช้ในขีปนาวุธร่อน (Cruise missiles) และอาวุธปล่อยระยะไกล

"ซูเปอร์เชื้อเพลิง" (Superfuels) เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นผ่านกระบวนการหมักและกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นความลับเฉพาะของบริษัท ซึ่งส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีราคาแพงกว่าเชื้อเพลิงทั่วไป
 ณ ปี 2025 บริษัทมีกำลังการผลิตอยู่ที่ 60,000 แกลลอน หรือ 227,125 ลิตรต่อปี และมีแผนที่จะขยายกำลังการผลิตภายในปี 2027

ด้วยข้อจำกัดด้านกำลังการผลิตและราคาที่สูง ลูกค้าหลักในขณะนี้จึงอยู่ในภาคกลาโหมสหรัฐฯ  เนื่องจากความต้องการในการทำภารกิจระยะไกลมีความสำคัญเหนือกว่าข้อกังวลเรื่องราคาเชื้อเพลิง
 
มุกุนด์ การันจิการ์ (Mukund Karanjikar) ซีอีโอและผู้ก่อตั้ง CycloKinetics เน้นย้ำว่า "ประสิทธิภาพของภารกิจทางการทหารและอวกาศในปัจจุบัน ขึ้นอยู่กับพลังงานที่ใช้ขับเคลื่อนแพลตฟอร์มเป็นหลัก"

แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านซอฟต์แวร์การบินอวกาศได้ตั้งข้อสังเกตไว้ในส่วนความคิดเห็นว่า การใช้เชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นสูงขึ้น 32% หมายความว่าเชื้อเพลิงจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 32% ต่อหน่วยปริมาตรเช่นเดียวกัน สิ่งนี้อาจเพิ่มความเสี่ยงในเรื่องของความเครียดทางโครงสร้าง และอาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของปั๊มเทอร์โบ วาล์ว หรือการไหลเวียนของเชื้อเพลิง ซึ่งอาจทำให้ไม่สามารถใช้งานแทนเชื้อเพลิงเดิมได้แบบสมบูรณ์ 100% ในบางกรณี อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นนี้ก็ยังมีข้อดีตรงที่อาจช่วยให้สามารถลดขนาดของถังเชื้อเพลิงและท่อต่างๆ ซึ่งจะช่วยลดมวลรวมของยานพาหนะลงได้