Pulsplof

EEN BEETJE wezenloos was het wel, dat bericht dat deze krant op 29 maart had opgenomen. De NASA was erin geslaagd met het onbemande mini-vliegtuigje X-43A een snelheid van wel zeven maal de geluidssnelheid te bereiken. Het deed dat op een hoogte van 30 kilometer, maar niet langer dan tien seconden. Toen was de fut eruit.

Wat misschien had moeten worden benadrukt is dat de X-43A niet veel groter was dan een surfplank. Behalve een intrigerende scramjet-motor was er niet heel veel meer aan boord dan meetapparatuur. Men vond het dan ook niet de moeite waard de X-43A een zachte landing te laten maken. Na zijn maiden flight is hij ergens ver weg op de Stille Oceaan ten onder gegaan.

De X-43A was niet op eigen kracht op 30 km hoogte gekomen, hij was daar gebracht door een Pegasus-raket. En die was ook niet op eigen kracht zo hoog gekomen, hij was door een B52-bommenwerper op 12 kilometer hoogte losgelaten. Het wordt hier beneden op aarde dan ook niet zomaar duidelijk wat voor toekomst de NASA voor de scramjet ziet.

Want de scramjet, de supersonische vorm van de wat meer bekende ramjet, onttrekt weliswaar zuurstof aan de omgevingslucht (is dus `self breathing') en bespaart zo mooi op gewicht (raketten moeten zuurstof meenemen), daar staat tegenover dat er boven een kilometer of 50 niet veel zuurstof meer over is. En dat de ramjet niet zelfstartend is. Hij moet met een ander toestel op die typische snelheid worden gebracht waarbij aan zijn voorkant de stuwdruk ontstaat waarvan de motor afhankelijk is (to ram = stuwen). De ramjet is desgewenst te vergelijken met een zorgvuldig vormgegeven kachelpijp waarin aan de voorkant lucht wordt geblazen en die, omdat er ergens halverwege ook brandstof wordt verneveld, aan de achterkant een hete stuwstraal uitstoot: de jet.

De beruchte V1 `vliegende torpedo's' die de Duitsers vanaf 1944 richting Engeland stuurden waren voorzien van een aandrijving die wel wat leek op een ramjet, al is het woord pulsejet er meer op zijn plaats. De pulsejet, omstreeks 1934 ontworpen door dr. Paul Schmidt, is voorzien van kleppen die voortdurend open en dichtgaan. Zo ontstaat een pulserende verbranding.

Waar wil hij heen, denkt de lezer die het jampotje al heeft zien staan. Naar de `Dutchman Reynst' die hier 18 jaar geleden ook al werd genoemd maar toch een beetje in vergetelheid lijkt te raken. Reynst heeft misschien wel met Schmidt samengewerkt.

Het zit zo. In een boekje dat de fijne kneepjes van het uitvinden onderwees was Reynst opgevoerd als een man die een uitvinding deed waar geen vraag naar was. Een ongezochte vondst. Hij werd compleet afgeserveerd. Maar het vreemde was dat de auteur van `How to invent', de Britse hoogleraar M.W. Thring, zelf het verzameld werk van Reynst had uitgegeven. `Pulsating combustion, the collected works of F.H. Reynst' verscheen in 1961 bij Pergamon Press. Reynst zelf was in 1958 overleden en Thring had hem nooit ontmoet.

Wat Thring precies verzamelde is niet eentweedrie achterhaald maar dankzij internet is inmiddels wel een indruk te krijgen. Reynst blijkt een enkel patent op zijn naam te hebben en daarnaar wordt in diverse Amerikaanse patenten (www.uspto.gov) omstandig verwezen. Ook publiceerde hij in 1953 in het tijdschrift Pulsating Combustion. Verder verwijzen diverse modelbouwers en hobbyisten naar een type motor dat zij aan Reynst toeschrijven, een enkeling noemde zijn eigen versie van die motor eerbiedig de Reynstodyne. Overigens heeft de pulsating combustion à la Reynst vooral toepassing gevonden in de verwarmingstechiek.

François Henri Reynst, die zichzelf jonkheer mocht noemen maar dat niet deed, werd in 1909 op Java geboren en kwam omstreeks 1920 naar Nederland. Hij bezocht van 1922 tot 1928 de HBS in Haarlem em ging vervolgens studeren in Zürich. Werktuigbouw, mag je aannemen, daar zal hij zo tegen 1934 mee klaar zijn geweest. Wat hij daarna heeft gedaan wist ook Thring niet.

Een mede HBS-er omschreef hem als een rasknutselaar met heel oorspronkelijke ideeën die een luidspreker ontwierp waarover hij met Philips onderhandelde. En: `Frans stak alles aan wat branden wou.' Hij probeerde benzine elektrisch te ontsteken en maakte zijn eigen knalgas. Op een dag liet hij, schrijft Thring, per ongeluk een brandende lucifer vallen in een jampot waarin nog een bodempje spiritus zat. Tot zijn verbazing zag hij dat de spiritus niet rustig opbrandde maar dat de verbranding de vorm aannam van een snelle reeks kleine ontploffingen: een pulserende verbranding.

Dit verhaal is onzin, er gaat niets ploffen. Op de site www.pulse-jets.com/valveless staat de juiste versie van Reynsts ongezochte vondst: hij had de jampot weer afgesloten met een deksel waarin een gat was geboord. Waarschijnlijk wilde hij zien of er een mooie steekvlam uit zou komen (die komt er ook) en toen tot zijn schrik vastgesteld dat de vlam naar binnen sloeg. Het was geen ongelukje maar Spielerei.

De lezer die de proef wil herhalen wordt aangeraden een minimale hoeveelheid spiritus te gebruiken en in het deksel een gat te boren van minstens 12 mm diameter. Spoel de spiritus over de wanden van de pot, blaas er wat lucht bij en doe de deksel erop. Het is voldoende een lucifer bij de opening te houden. Als alles goed gaat begint het zeer luidruchtige pulseren onmiddellijk, maar meestal houdt het binnen een paar seconden ook weer op. Wie de pot dan opnieuw aansteekt, loopt een groot risico, want de dampdruk van de alcohol is nu flink toegenomen. Een versplinterende explosie is niet uitgesloten. Blijft het pulseren erg lang goed gaan, dan barst de jampot sowieso, want die wordt gloeiend heet. De goede warmteoverdracht naar de wanden is de crux van Reynsts vinding. De vraag is natuurlijk: wat deed Reynst in en na `Zürich'.