Первые в мире успешные испытания детонационного жидкостного реактивного двигателя
Sep 01, 2016 11:05
Это уже не совсем новость, но это надо отметить.
Представители российского Фонда перспективных исследований объявили о том, что сотрудники специализированной лаборатории "Детонационные ЖРД", входящей в состав АО НПО "Энергомаш", произвели первые в истории успешные испытания детонационного жидкостного реактивного двигателя. Такие двигатели, имеющие высокие термодинамические показатели и высокую эффективность, могут стать заменой традиционным ракетным и реактивным двигателям, обеспечивая ракеты-носители и космические корабли новыми способностями и возможностью поднимать на орбиту большее количество полезного груза, снижая количество требующихся на это затрат.
Следует отметить, что современные технологии жидкостных реактивных двигателей, используемые в космической технике на сегодняшний день, практически исчерпали весь свой потенциал. За годы использования таких двигателей их эффективность была доведена до значения, близкого к теоретическому пределу, а дальнейшее увеличение эффективности потребует таких затрат, которые по количеству совершенно не соответствуют возможному выигрышу. Именно поэтому ученые и инженеры различных стран проводят исследования, связанные с разработкой новых типов двигателей, которые, в случае успеха, смогут обеспечить все увеличивающиеся потребности космической отрасли.
В сравнении с обычным жидкостным ракетным двигателем, в случае с детонационным реактивная струя образуется не просто за счет сгорания топлива, а через контролируемые взрывы: при этом можно наблюдать закручивание ударной волны в камере сгорания. За счет всего этого специалисты надеются добиться меньшего расхода топлива и при этом получить большую мощность. Отметим, что концепцию детонационного ЖРД советские ученые предложили еще в середине XX века. Однако лишь сейчас отечественным специалистам удалось добиться результата на практике.
Новый полногабаритный прототип детонационного жидкостного реактивного двигателя использует экологически чистое топливо, кислород и керосин. В отличие от обычных двигателей, в которых топливо сгорает непрерывным потоком, в детонационном двигателе воспламенение топлива и окислителя носит взрывной характер. В результате этого возникают поперечные детонационные волны, вращающиеся с частотой порядка 20 кГц, за счет которых и увеличивается эффективность работы двигателя.
Испытания "первого в мире полноразмерного детонационного жидкостного реактивного двигателя" производились на протяжении июля и августа этого года. И лишь недавно представители Фонда перспективных исследований опубликовали результаты этих испытаний на официальном веб-сайте. Согласно имеющейся информации, в испытаниях было задействовано три прототипа двигателя, которые разнились вариантами компоновки узлов и компонентов. Эти прототипы сохранили работоспособность на протяжении нескольких пусков каждый в условиях сильнейших механических нагрузок и воздействия сверхвысоких температур. Все это стало возможным благодаря использованию высокотемпературного теплозащитного покрытия с уникальным составом, разработанного и созданного специально для этих целей учеными Центра им. М.В.Келдыша.
Ранее в России также прошли испытания пульсирующего детонационного двигателя. Такие технологии могут лечь в основу новых двигателей, которые могут быть использованы на самолетах и в ракетно-космических системах. Предполагается, что этот подход позволит улучшить тяговооруженность самолетов в 1,5-2 раза, а также существенно увеличить дальность полета летальных аппаратов.
Отметим, что разработка детонационных двигателей активно ведется и в других странах. В этом направлении сейчас, в частности, работают французская компания SNECMA и американские General Electric и Pratt & Whitney. Также в интересах американского флота проводятся работы по созданию спинового детонационного двигателя, который можно будет использовать на кораблях.