Учёные давно мечтают о создании авиационных двигателей, способных использовать энергию детонации, как при взрыве в Бейруте. Теоретически такой корабль мог бы долететь из Нью-Йорка в Лондон менее чем за час. Но такой процесс в целом-то невероятно трудно контролировать, не говоря уже о контроле в рамках авиационного двигателя. Тем не менее, специалисты стремятся воплотить эту технологию в реальность.
Так, команда учёных и инженеров из Флориды создала экспериментальную установку, которая позволяет им поддерживать детонацию в течение нескольких секунд, что, по их мнению, является важным шагом на пути к будущим гиперзвуковым двигательным установкам.
Они работают над технологией, основанной на результатах десятилетий исследований теоретической двигательной установки, названной двигателем наклонной детонационной волны (oblique detonation wave engine, ODWE).
Концепция такова:
Смесь воздуха и топлива направляется на скорости более чем в пять раз превышающей скорость звука к рампе, которая создает ударную волну. Эта ударная волна быстро нагревает топливовоздушную смесь, что приводит к её детонации, в результате чего выхлопные газы выбрасываются из задней части двигателя, создавая огромную тягу. Насколько огромную?
Такой двигатель будет отличаться крайне высокой эффективностью, ведь сгорать будет практически 100% топлива. Теоретически, эта детонация должна быть способна привести в движение самолёт со скоростью, в 17 раз превышающей скорость звука. По идее, этого должно быть достаточно, чтобы космический корабль самостоятельно улетал из атмосферы без использования ракет-носителей.
Как обычно, при разработке новых двигательных установок, всё упирается в невозможность сегодня стабилизировать и удерживать процесс достаточно долго. Главная трудность, по словам инженеров, заключается в том, чтобы предотвратить распространение детонации вверх к источнику топлива, где она может нанести серьёзный ущерб, или вниз к соплу, где она просто растратит свою энергию впустую.
На данный момент специалисты, тщательно уравновешивая пропорции смеси воздуха и газообразного водорода, скорость газового потока и угол наклона рампы, смогли произвести детонацию, которая оставалась неподвижной в течение примерно 3 секунд.
В целом, этого достаточно, чтобы сказать, что детонация была стабилизирована в фиксированном положении и не смещалась вверх или вниз, что является первым, важным шагом к реализации реального ODWE.
Тем не менее, до разработки даже первого прототипа двигателя ещё очень далеко. Необходимо разобраться с тем, как работать в диапазоне скоростей и высот и избежать нестабильность горения, вызванную, например, неравномерным смешивание топлива и воздуха.
Но главное, что есть энтузиасты, которые работают над подобными проектами.
1. Статья, о которой речь в публикации.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
