Китайские ученые сумели удвоить эффективность двигателей для гиперзвуковых ракет

Китайские ученые испытали прототип двигателя для сверхзвуковых ракет, который показал в два раза большую эффективность, чем у аналогичных двигателей. Для этого использовалась новая технология подачи твердого топлива, обеспечивающая более эффективное сгорание, сообщает газета South China Morning Post со ссылкой на исследование, опубликованное в научном журнале ournal of Solid Rocket Technology.

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) — тип реактивного двигателя, в котором сгорание топлива в окислителе — то есть забираемого из атмосферы воздуха — происходит в камере сгорания на сверхзвуковых скоростях.

Проблема таких двигателей заключается в следующем: чем быстрее воздух поступает в камеру сгорания, тем меньше топлива сгорает, то есть топливная эффективность снижается.

Ученые под руководством Ма Ликуня из Оборонного научно-технического университета Народно-освободительной армии Китая испытали прототип перспективного двигателя, в котором за счет новой системы подачи воздуха удалось достичь серьезного повышения топливной эффективности. В качестве топлива прототип использует порошкообразный бор — вещество, имеющее высокие теплотворные показатели.

Эксперимент проводился в аэродинамической трубе, в которой число Маха набегающего потока воздуха составляло 6, полет имитировался на высоте 25 км.

В начале эксперимента инженеры запускали порошок бора в воздухозаборник и наблюдали за горением топлива в камере сгорания. Затем ученые запускали топливо в камеру сгорания не через одну форсунку, как предусматривает стандартная процедура, а через несколько. Благодаря этому в камере сгорания формировалась ударная волна, которая двигалась навстречу сверхзвуковому потоку воздуха и тормозила его ниже скорости звука, что обеспечивало более полное сгорание топлива.

Доказательством более полного сгорания топлива послужила температура в камере сгорания, которая достигала 3 тыс. градусов Цельсия, что примерно вдвое превышает обычные температуры внутри.

В ходе эксперимента была достигнута топливная эффективность в 79%, что в два раза превышает показатели существующих аналогичных двигателей, которые могут использоваться в первую очередь в гиперзвуковых ракетах. С повышенной топливной эффективностью такие ракеты могут летать дольше, а значит — дальше.

«Твердотопливный ГПВРД имеет ряд преимуществ, таких, как простая конструкция, высокий удельный импульс, стабильность горения, и возможность работы в широком диапазоне скоростей», — подчеркнул автор работы.