В настоящее время все космические ракеты, в качестве силовой установки имеют жидкостные двигатели. Они позволяют человечеству выводить грузы на околоземную орбиту, отправлять космонавтов на МКС, а так же запускать исследовательские аппараты к другим планетам и объектам Солнечной системы.
При этом инженеры и передовые космические агентства осознают, что жидкостные двигатели (ЖРД) исчерпали свой ресурс и не позволяют эффективно исследовать отдаленные уголки космоса. В силу этого ученые создают все новые и новые прототипы силовых установок, которые могли бы выводить в космос летательные аппараты. в данной статье мы расскажем о качественно новом типе ракетных двигателей, который использует силу детонации от взрыва топлива.
Как не странно, но идея о создании детонационного двигателя для космических ракет является не новой. Ее обсуждали отечественные инженеры на зоре ракетостроения, а именно в 60-х годах прошлого века. Конечно же, такие двигатели, как и стандартные жидкостные нуждаются в топливе, но их работы существенно отличается. Если в ЖРД топливо сгорает в двигателе создавая реактивную струю в сопле, тема самым создавая тягу, то в детонационных, сгорание происходит в самом двигателе в виде контролируемого детонационного взрыва, сила которого создает волну, двигающуюся с огромной скоростью по спирали.
Ученые посчитали, что при одинаковом количестве топлива детонационные силовые установки осуществляют в 10 раз больше полезной работы, чем ЖРД. То есть, они в 10 раз эффективнее.
Не маловажным фактором выступает и относительная дешевизна детонационного двигателя. Основную стоимость современных жидкостных двигателей для ракет составляет мощная турбонасосная установка, которая создает необходимое давление в камере сгорания. Что касается, детонационных двигателей, то давление в них создается самой взрывной волной от детонации. Сила давления достигает 200 атмосфер. То есть, необходимость в дорогостоящем насосе отпадает.
Для нормальной работы детонационного двигателя в камере сгорания достаточно поддерживать давление на уровне 10 атмосфер. А для работы ЖРД нужно нагнетать давление в колоссальных 500 атмосфер.
А теперь от теории к практике. В настоящий момент уже создан детонационный ракетный двигатель, который носит название «Ифрит». Он был разработан и сконструирован отечественными инженерами, работающими на НПО «Энергомаш». Представители компании заявили о начале разработки детонационного двигателя еще в 2014 году. Полноценная рабочая силовая установка была готова в 2016 году. В этом же году и начались испытания двигателя «Ифрит».
Отечественный детонационный двигатель в качестве топлива использует смесь кислорода с керосином. В ходе тестирования исследователи при давлении в 40 атмосфер смогли достичь тяги двигателя в 2 тоны. Это потрясающий результат для силовой установки.
Вы можете спросить, если детонационные двигатели настолько эффективны, то почему их не используют на космических ракетах или самолетах? Ответ довольно прост – низкая безопасность. Если в рамках проекта «Ифрит» процесс детонации можно назвать стабильным и безопасным, но для серийного производства еще далеко, поскольку такие силовые установки должны пройти множество тестов и доработок в первую очередь направленных на стабилизацию и полный контроль детонации.
Жмите палец вверх и подписывайтесь на канал Kvant !!!