В России заработал первый в мире полноразмерный детонационный ракетный двигатель
В НПО «Энергомаш» в подмосковных Химках заработал первый в мире полноразмерный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) с использованием детонационного горения топлива. К этому событию отечественная наука и техника шла 70 лет. Идея детонационного двигателя была предложена советским физиком Я. Б. Зельдовичем в статье «Об энергетическом использовании детонационного сгорания», опубликованной в «Журнале технической физики» еще в 1940 году. С тех пор во всем мире шли исследования и эксперименты по практической реализации перспективной технологии.
В чем же состоят преимущества детонационного двигателя? В традиционных ЖРД, как, впрочем, и в обычных поршневых или турбореактивных авиадвигателях, используется энергия, которая выделяется при сжигании топлива. В камере сгорания ЖРД при этом образуется стационарный фронт пламени, горение в котором происходит при неизменном давлении. Этот процесс обычного горения называется дефлаграцией. В результате взаимодействия горючего и окислителя температура газовой смеси резко возрастает и из сопла вырывается огненный столб продуктов сгорания, которые и образуют реактивную тягу.
Детонация — это тоже горение, но происходит оно в 100 раз быстрее, чем при обычном сжигании топлива. Этот процесс идет так быстро, что детонацию часто путают со взрывом, тем более что при этом выделяется столько энергии, что, к примеру, автомобильный мотор при возникновении этого явления в его цилиндрах и в самом деле может разрушиться. Однако детонация — это не взрыв, а вид горения столь стремительного, что продукты реакции даже не успевают расшириться, поэтому этот процесс, в отличие от дефлаграции, идет при постоянном объеме и резко возрастающем давлении.
На практике это выглядит следующим образом: вместо стационарного фронта пламени в топливной смеси внутри камеры сгорания формируется детонационная волна, которая движется со сверхзвуковой скоростью. В этой волне сжатия и происходит детонация смеси горючего и окислителя, а это процесс с термодинамической точки зрения куда более эффективный, чем обычное сжигание топлива. КПД детонационного сгорания на 25–30% больше, то есть при сжигании одинакового количества топлива получается больше тяги, а благодаря компактности зоны горения детонационный двигатель по мощности, снимаемой с единицы объема, теоретически на порядок превосходит обычные ЖРД. Для детонационного двигателя давление для более эффективного сгорания обеспечивает сама детонация, которая и представляет собой бегущую в топливной смеси волну сжатия. При детонации давление увеличивается в 18–20 раз.
Чтобы получить в камере сгорания детонационного двигателя условия, эквивалентные, к примеру, условиям в камере сгорания ЖРД американского «Шаттла» (200 атм), достаточно подавать топливо под давлением... 10 атм. Агрегат, необходимый для этого, по сравнению с ТНА классического ЖРД — все равно что велосипедный насос рядом Саяно-Шушенской ГРЭС.
То есть детонационный двигатель будет не только мощнее и экономичнее обычного ЖРД, но и на порядок проще и дешевле. Так почему же эта простота в течение 70 лет не давалась в руки конструкторам?
Тот застой, который сейчас возник в развитии мировой космонавтики, на полвека застрявшей на околоземной орбите, в первую очередь связан с кризисом ракетного двигателестроения. В кризисе, кстати, находится и авиация, не способная перешагнуть порог трех скоростей звука. Этот кризис можно сравнить с ситуацией в поршневой авиации в конце 1930-х годов. Винт и двигатель внутреннего сгорания исчерпали свой потенциал, и только появление реактивных двигателей позволило выйти на качественно новый уровень высот, скоростей и дальности полетов.
Хочется верить, что после всего сказанного выше становится понятна та титаническая работа, которая проглядывает между строк краткого сообщения об испытаниях, прошедших на «Энергомаше» в Химках в июле — августе 2016 года: «Впервые в мире был зарегистрирован установившийся режим непрерывной спиновой детонации поперечных детонационных волн частотой около 20 кГц (частота вращения волны — 8 тысяч оборотов в секунду) на топливной паре „кислород — керосин“. Удалось добиться получения нескольких детонационных волн, уравновешивавших вибрационные и ударные нагрузки друг друга. Специально разработанные в центре имени М. В. Келдыша теплозащитные покрытия помогли справиться с высокими температурными нагрузками. Двигатель выдержал несколько пусков в условиях экстремальных вибронагрузок и сверхвысоких температур при отсутствии охлаждения пристеночного слоя. Особую роль в этом успехе сыграло создание математических моделей и топливных форсунок, позволявших получать смесь необходимой для возникновения детонации консистенции».
26 views
107
21
2 weeks ago 01:48:02 1
Закулисье власти России. Информация, которую боится каждый чиновник.
2 weeks ago 00:01:15 1
ДЬЯВОЛ МОЖЕТ ПЛАКАТЬ - Русский трейлер (Субтитры, 2025) Аниме Netflix Сериал HD
2 weeks ago 08:24:31 1
ВОЗДЕЙСТВИЕ | Все серии документального фильма-расследования
2 weeks ago 00:01:52 1
Video
2 weeks ago 00:00:06 1
Пожар охватил производственное здание в подмосковном Подольске
2 weeks ago 00:15:18 1
“Контрольный выстрел“ от
2 weeks ago 00:00:18 1
🎯 Меткий огонь артиллеристов-десантников
Расчеты орудия «Гиацинт-Б» артиллерийского соединения ВДВ группировки войск «Днепр» ун
2 weeks ago 00:00:37 1
️ ️В Анапе задержан местный житель, распыливший перцовый балончик в школе №7
2 weeks ago 01:03:07 1
Новые жертвы в Газе. Глобальное потепление. Конституция России. Программа «Вместе» за 10 декабря
2 weeks ago 02:27:16 1
Юрий Евич про обстановку на фронте
2 weeks ago 00:04:56 5
Новости с Юрием Подолякой
2 weeks ago 00:04:54 1
Корейцы спели песню Цоя на русском! ГРУППА КРОВИ (BLOOD TYPE)!!!
2 weeks ago 00:11:26 1
МЕРТВЫЕ граждане РФ? - СТАВИМ ВЕТО
2 weeks ago 00:04:30 1
Гимн Российской Федерации. Поёт вся страна!
2 weeks ago 00:20:36 1
ЭКСПЕРИМЕНТ: АПТЕЧНЫЕ ПРЕПАРАТЫ
2 weeks ago 00:00:52 1
Сотрудники полиции оказали помощь в восстановлении российских паспортов участникам специальной военной операции
2 weeks ago 00:02:35 1
Голодные игры 2012 Русский Трейлер
2 weeks ago 00:15:02 1
Без России - КОНЕЦ?! Шольц КЛЯНЧИТ нефть для Германии в Казахстане
2 weeks ago 01:20:40 1
Зе идёт в последний бой, Макаревич- зовёт в алкотрип, Шендерович- назвал оппозицию дерьмом - ЭТО АБЗ
2 weeks ago 00:00:40 1
ФСБ предотвратила покушение на одного из руководителей оборонного предприятия Свердловской области
2 weeks ago 00:50:32 1
Масштабы и уровни самоуправления в России. Лекция Германа Артамонова №9 // Фонд СветославЪ
2 weeks ago 00:21:26 1
Историк Тамара Эйдельман о Сталине, Путине, Горбачеве, Ельцине, Ленине и Брежневе
2 weeks ago 00:00:26 1
– Тетушка, дорогая! Ведь я думал о нем, о Калиостро! Собирался писать в Лондон, Париж… А он тут, в России!