Ещё два года назад я писал о первом испытании прототипа этого двигателя инженерами научно-исследовательской лаборатории ВВС США и Центра передовых исследований в области турбомашиностроения и энергетики.
Теперь же инженеры сообщили, что провели свыше 10 огневых испытаний ротационного детонационного ракетного двигателя (RDRE), который смог выдать 1,8 т тяги при давлении в камере более 42 атм (рекордный показатель давления для двигателя такой конструкции).
От классического двигатель отличается тем, что в нём происходит взрывное сгорание топлива, продукты которого выбрасываются на огромных скоростях. Такой подход позволяет производить больше энергии при меньшем потреблении топлива, в сравнении со стандартными ракетными двигателями.
Ну а ротационный он потому что микровзрыры по очереди идут в кольцевой камере сгорания, то есть фронт волны идёт по кругу.
Конструкция изготовлена с использованием технологий аддитивного производства. Основой RDRE стал разработанный в NASA медный сплав GRCop-42, а также технологии аддитивного производства с порошковым напылением, благодаря чему двигатель может работать длительное время под воздействием экстремальных температур и не перегреваться при этом.
В чём сложность и уникальность этого двигателя?
Проблема всегда была в том, что детонация хаотична и сложнее поддаётся контролю, и для того, чтобы установка не взорвалась, всё должно быть максимально точно откалибровано. Соотношение используемого топлива и окислителя, размер и форма отверстий, размер кольцевой камеры, когда и где впрыскивается топливо — всё это и многое другое необходимо учитывать и изменять по отношению друг к другу. Сегодняшние технологии позволяют это сделать.
При этом одна из самых главных фишек таких двигателей в том, что для их работы нужны намного менее мощные турбонасосы. В обычных ракетных двигателях давление достигает 150-300 атмосфер, что больше чем в баллоне со сжатым газом.
При таком высоком давлении турбонасосы должны прокачивать несколько тонн горючего и окислителя в секунду, то есть объём топлива, который заполнил бы обычную квартиру за десяток-два секунд. При этом турбонасосный агрегат испытывает невероятные нагрузки, из-за чего его приходится делать объёмным и тяжёлым, ради достаточной надёжности.
В ротационных двигателях давление в камере сгорания переменчиво и в результате впрыск топлива можно производить при гораздо меньшем давлении. Данных у меня не так много, возможно, кто-то из читателей добавит что-то, но, к примеру, при сравнении с российским РД-107А, выяснилось, что одинаковый удельный импульс у детонационного двигателя достигается при 24 атмосферах, а РД-107А при 61-ой атмосфере.
Помимо снижения требований к турбонасосному агрегату, у детонационных двигателей на несколько процентов больше КПД и намного больше удельная мощность. То есть они выдают ту же мощность, что и обычные ракетные двигатели, при намного меньшей массе.
Всё это позволяет предположить, что со временем детонационные двигатели станут основой для гиперзвуковых самолётов, с прицелом на выход в космос и разработка таких двигателей в России, Китае и США, только утверждает в этом мнении.
Тут ещё вот какая идея есть. Очень часто можно встретить мнение о том, что ракеты-носители — далеко не самый оптимальный способ вывода в космос нагрузки. Дело в том, что они с самого начала задумывались исключительно для того, чтобы наиболее эффективно ударить по врагу ядерным боеприпасом. Под эффективностью в данном случае понимается не только простота и удобство, собственно, доставки заряда, но такие же простота и удобство массового производства этих средств доставки.
Само собой, космические самолёты здесь совершенно проигрывают ракетам-носителям. А вот в плане вывода полезной нагрузки в космос, ситуация строго обратная — уже ракеты-носители проигрывают самолётам. В этой связи возникает вопрос: как считаете, развитие технологий детонационных двигателей может стать драйвером развития новой, более совершенной ступени космонавтики?
Подписывайтесь на канал, а также на канал в Telegram, ну и делитесь постом с друзьями, которым интересна эта тема.
