Sausio pabaigoje buvo pranešta apie naujus Rusijos mokslo ir technologijų pasiekimus. Iš oficialių šaltinių tapo žinoma, kad vienas iš perspektyvių detonacinio tipo reaktyvinio variklio vidaus projektų jau praėjo bandymų etapą. Tai priartina visų reikalingų darbų užbaigimo momentą, pagal kurį Rusijos kosminės ar karinės raketos galės gauti naujų padidintų charakteristikų jėgainių. Be to, naujieji variklio veikimo principai gali būti pritaikyti ne tik raketų srityje, bet ir kitose srityse.
Sausio pabaigoje Ministro Pirmininko pavaduotojas Dmitrijus Rogozinas vidaus spaudai papasakojo apie naujausias mokslinių tyrimų organizacijų sėkmes. Be kitų temų, jis palietė reaktyvinių variklių kūrimo procesą, naudojant naujus veikimo principus. Perspektyvus variklis su degimo degimu jau buvo išbandytas. Ministro Pirmininko pavaduotojo teigimu, naujų elektrinės veikimo principų naudojimas leidžia gerokai padidinti našumą. Palyginti su tradicinės architektūros struktūromis, pastebimas traukos padidėjimas apie 30%.
Detonacinių raketų variklio schema
Šiuolaikiniai įvairių klasių ir tipų raketiniai varikliai, veikiantys įvairiose srityse, naudoja vadinamuosius. izobarinis ciklas arba degimo degimas. Jų degimo kameros palaiko pastovų slėgį, kurio metu degalai lėtai dega. Varikliui, pagrįstam degimo principais, nereikia ypač patvarių agregatų, tačiau jo maksimalios eksploatacinės savybės yra ribotos. Padidinti pagrindines charakteristikas, pradedant nuo tam tikro lygio, pasirodo nepagrįstai sunku.
Variklio su izobariniu ciklu alternatyva gerėjant veikimui yra sistema su vadinamąja. sprogimo degimas. Šiuo atveju degalų oksidacijos reakcija vyksta už smūgio bangos, judančios dideliu greičiu per degimo kamerą. Tai kelia ypatingus reikalavimus variklio konstrukcijai, tačiau tuo pačiu suteikia akivaizdžių pranašumų. Kalbant apie degalų deginimo efektyvumą, detonacinis degimas yra 25% geresnis nei degimo deginimas. Nuo degimo pastoviu slėgiu jis skiriasi ir padidėjusia šilumos išsiskyrimo galia reakcijos fronto paviršiaus ploto vienetui. Teoriškai šį parametrą galima padidinti nuo trijų iki keturių dydžių. Dėl to reaktyviųjų dujų greitis gali būti padidintas 20–25 kartus.
Taigi, detonacinis variklis, padidinęs efektyvumą, sugeba išvystyti didesnę trauką, sunaudodamas mažiau degalų. Jo pranašumai prieš tradicinius dizainus yra akivaizdūs, tačiau iki šiol pažanga šioje srityje paliko daug norimų rezultatų. Detonacinio reaktyvinio variklio principus dar 1940 metais suformulavo sovietų fizikas Ya. B. Zeldovičius, tačiau tokie gatavi gaminiai dar nebuvo išnaudoti. Pagrindinės tikrosios sėkmės trūkumo priežastys yra pakankamai stiprios struktūros sukūrimo problemos, taip pat sunkumai paleisti ir tada išlaikyti smūgio bangą naudojant esamus degalus.
Vienas iš naujausių vidaus projektų raketų detonacinių variklių srityje buvo pradėtas 2014 m. Ir yra kuriamas NPO „Energomash“Akademikas V. P. Gluška. Remiantis turimais duomenimis, projekto su kodu „Ifrit“tikslas buvo ištirti pagrindinius naujų technologijų principus, vėliau sukuriant skystą raketinį raketinį variklį, naudojant žibalą ir dujinį deguonį. Naujasis variklis, pavadintas ugnies demonų vardu iš arabų tautosakos, buvo paremtas sukimosi detonacijos degimo principu. Taigi, atsižvelgiant į pagrindinę projekto idėją, smūgio banga turi nuolat judėti ratu degimo kameros viduje.
Pagrindinis naujo projekto kūrėjas buvo NPO „Energomash“, tiksliau - jo pagrindu sukurta laboratorija. Be to, darbe dalyvavo kelios kitos mokslinių tyrimų ir plėtros organizacijos. Programa buvo paremta Išplėstinių tyrimų fondo. Bendromis pastangomis visi „Ifrit“projekto dalyviai sugebėjo suformuoti optimalų perspektyvaus variklio vaizdą, taip pat sukurti pavyzdinę degimo kamerą su naujais veikimo principais.
Norėdami ištirti visos krypties ir naujų idėjų perspektyvas, vadinamasis. projekto reikalavimus atitinkanti detonavimo degimo kamera. Toks patyręs variklis su sumažinta konfigūracija turėjo naudoti skystą žibalą kaip kurą. Deguonies dujos buvo pasiūlytos kaip oksidatorius. 2016 metų rugpjūtį prasidėjo fotoaparato prototipo bandymai. Svarbu tai, kad pirmą kartą istorijoje tokio pobūdžio projektas buvo atvestas į bandymų ant stendo etapą. Anksčiau buvo sukurti vidaus ir užsienio detonaciniai raketų varikliai, tačiau jie nebuvo išbandyti.
Atliekant modelio pavyzdžio bandymus, buvo gauti labai įdomūs rezultatai, parodantys naudojamų metodų teisingumą. Taigi, naudojant tinkamas medžiagas ir technologijas, paaiškėjo, kad slėgis degimo kameroje pasiekė 40 atmosferų. Eksperimento produkto trauka siekė 2 tonas.
Modelio kamera bandymų stende
Vykdant projektą „Ifrit“buvo gauti tam tikri rezultatai, tačiau vidaus skysčių deginimo variklis vis dar toli gražu nėra visavertis praktinis pritaikymas. Prieš įdiegdami tokią įrangą į naujus technologijų projektus, dizaineriai ir mokslininkai turi išspręsti keletą rimčiausių problemų. Tik tada raketų ir kosmoso pramonė ar gynybos pramonė galės praktiškai pradėti įgyvendinti naujų technologijų galimybes.
Sausio viduryje „Rossiyskaya Gazeta“paskelbė interviu su vyriausiuoju NPO „Energomash“konstruktoriumi Petru Levochkinu apie dabartinę padėtį ir detonacinių variklių perspektyvas. Kūrėjo įmonės atstovas prisiminė pagrindines projekto nuostatas, taip pat palietė pasiektų temų temą. Be to, jis kalbėjo apie galimas „Ifrit“ir panašių struktūrų taikymo sritis.
Pavyzdžiui, detonavimo varikliai gali būti naudojami hipergarsiniuose orlaiviuose. P. Lyovochkinas prisiminė, kad varikliai, kuriuos dabar siūloma naudoti tokioje įrangoje, naudoja pogarsinį degimą. Esant hipergarsiniam skrydžio aparato greičiui, į variklį patenkantis oras turi būti sumažintas iki garso režimo. Tačiau stabdymo energija turi sukelti papildomas orlaivio korpuso šilumines apkrovas. Detonaciniuose varikliuose degalų deginimo greitis siekia bent M = 2, 5. Tai leidžia padidinti orlaivio skrydžio greitį. Tokia mašina su detonacijos tipo varikliu galės įsibėgėti iki aštuonis kartus didesnio garso greičio.
Tačiau realios sprogimo tipo raketų variklių perspektyvos dar nėra labai didelės. Pasak P. Lyovochkin, mes „ką tik atidarėme duris į sprogimo degimo zoną“. Mokslininkai ir dizaineriai turės išstudijuoti daugybę klausimų, ir tik po to bus galima sukurti praktinio potencialo struktūras. Dėl šios priežasties kosminė pramonė ilgą laiką turės naudoti tradicinius skystuoju kuru varomus variklius, tačiau tai nepaneigia tolesnio jų tobulinimo galimybės.
Įdomus faktas yra tas, kad degimo detonacijos principas naudojamas ne tik raketų variklių srityje. Jau yra vidaus projektas, skirtas aviacijos sistemai su detonavimo tipo degimo kamera, veikiančia impulsiniu principu. Šio tipo prototipas buvo išbandytas, ir ateityje jis gali suteikti pradžią naujai krypčiai. Nauji varikliai su degimo dūmais gali būti pritaikyti įvairiose srityse ir iš dalies pakeisti tradicinius dujų turbinų ar turboreaktyvinius variklius.
Vietinis detonacinio lėktuvo variklio projektas kuriamas OKB im. ESU. Lopšys. Informacija apie šį projektą pirmą kartą buvo pristatyta praėjusių metų tarptautiniame kariniame-techniniame forume „Armija-2017“. Įmonės kūrėjo stende buvo medžiagos apie įvairius serijinius ir kuriamus variklius. Tarp pastarųjų buvo daug žadantis detonacijos mėginys.
Naujojo pasiūlymo esmė yra naudoti nestandartinę degimo kamerą, galinčią deginant degalus pulsuojant oro atmosferoje. Tokiu atveju variklio viduje esančių „sprogimų“dažnis turi siekti 15-20 kHz. Ateityje šį parametrą galima dar labiau padidinti, todėl variklio triukšmas viršys žmogaus ausies suvokiamą diapazoną. Tokios variklio savybės gali būti įdomios.
Pirmasis eksperimentinio produkto „Ifrit“pristatymas
Tačiau pagrindiniai naujosios jėgainės privalumai yra susiję su geresniu našumu. Prototipų bandymai ant stendo parodė, kad pagal konkrečius rodiklius jie apie 30% viršija tradicinius dujų turbinų variklius. Iki pirmojo viešo variklio medžiagų demonstravimo OKB im. ESU. Lopšiai galėjo gauti gana aukštas eksploatacines charakteristikas. Patyręs naujo tipo variklis galėjo nepertraukiamai dirbti 10 minučių. Bendras šio gaminio veikimo laikas stende viršijo 100 valandų.
Vystymo bendrovės atstovai nurodė, kad jau dabar galima sukurti naują 2-2,5 tonų traukos detonavimo variklį, tinkantį montuoti lengvuosiuose orlaiviuose ar nepilotuojamuose orlaiviuose. Projektuojant tokį variklį siūloma naudoti vadinamąjį. rezonatorių įtaisai, atsakingi už teisingą kuro degimo eigą. Svarbus naujojo projekto privalumas yra esminė galimybė tokius įrenginius sumontuoti bet kurioje orlaivio vietoje.
OKB ekspertai juos. ESU. Lopšiai daugiau nei tris dešimtmečius dirbo su orlaivių varikliais, kurių degimo impulsinis detonacija buvo vykdoma, tačiau kol kas projektas nepaliko tyrimų stadijos ir neturi realių perspektyvų. Pagrindinė priežastis - užsakymo ir reikiamo finansavimo trūkumas. Jei projektas gaus reikiamą paramą, artimiausioje ateityje bus galima sukurti pavyzdinį variklį, tinkantį naudoti su įvairia įranga.
Iki šiol Rusijos mokslininkai ir dizaineriai sugebėjo parodyti labai puikius rezultatus reaktyvinių variklių srityje, naudodami naujus veikimo principus. Iš karto yra keli projektai, tinkami naudoti raketų erdvėje ir hipergarsinėse srityse. Be to, naujieji varikliai taip pat gali būti naudojami „tradicinėje“aviacijoje. Kai kurie projektai vis dar yra pradiniame etape ir dar nepasiruošę tikrinimams bei kitiems darbams, o kitose srityse jau pasiekta įspūdingiausių rezultatų.
Tirdami detonacinių degimo reaktyvinių variklių temą, Rusijos specialistai sugebėjo sukurti norimo charakteristikų degimo kameros suoliuko modelio modelį. Eksperimentinis produktas „Ifrit“jau išlaikė testus, kurių metu buvo surinkta daug įvairios informacijos. Pasitelkus gautus duomenis, kryptis bus plėtojama toliau.
Naujos krypties įsisavinimas ir idėjų perkėlimas į praktiškai pritaikomą formą užtruks daug laiko, ir dėl šios priežasties artimiausioje ateityje kosminės ir karinės raketos artimiausioje ateityje bus aprūpintos tik tradiciniais skystojo kuro varikliais. Nepaisant to, darbas jau paliko grynai teorinį etapą, o dabar kiekvienas bandomojo eksperimentinio variklio paleidimas priartina pilnavertių raketų su naujomis elektrinėmis kūrimo momentą.
