Американская компания Venus Aerospace совместно с Velontra представила прототип нового двигателя, предназначенного для дальних и высотных гиперзвуковых путешествий. VDR2 - это прямоточный воздушно-реактивный двигатель, способный развивать скорость до 6 Мах.
Venus Aerospace является венчурным американским стартапом, стремящимся произвести революцию в сфере авиаперевозок. Основанная в 2020 году и базирующаяся в Хьюстоне, компания занимается разработкой гиперзвуковых самолетов как для гражданского, так и для военного использования, а также передовых гиперзвуковых технологий двойного назначения, успешно запустила свой первый сверхзвуковой беспилотник в феврале 2024 года.
На днях она представила свою концепцию нового прямоточного воздушно-реактивного двигателя с роторной детонацией. Названный в честь прямоточного реактивного двигателя Venus Detonation мощностью 2000 фунтов, этот двигатель VDR2 должен обеспечивать движение беспилотника или самолета со скоростью, в шесть раз превышающей скорость звука.
Как следует из названия, VDR2 основан на двух технологиях, объединив вращающийся детонационный ракетный двигатель (RDRE) с обычным прямоточным воздушно-реактивным двигателем. “Этот двигатель делает гиперзвуковую экономику реальностью. Нам не терпится приступить к работе, запустить в полет первый двигатель и, в конечном счете, усовершенствовать концепцию двигателя, которая в основном описывается в учебниках, но никогда не применялась в серийном производстве”, - говорит Эрик Бриггс, главный операционный директор компании Velontra. Объединение технологий позволяет Venus Aerospace и Velontra сделать ощутимые шаги в направлении реализации их общего видения развития экономики высокоскоростных полетов в коммерческом и оборонном секторах.
Как известно, классические турбины для гиперзвуковых самолётов не годятся и именно поэтому современные гиперзвуковые ракеты достигают максимальных скоростей лишь на этапе снижения. Поэтому одним из выходов для решения указанной проблемы предлагается использование прямоточных реактивных двигателях в комбинации с эффектом ротационной детонации. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель позволяет самолету развивать эффективную крейсерскую скорость. Затем подключается двигатель с вращающейся детонацией. Последний призван обеспечивать высокую тягу.
Архитектура нового двигателя, задуманная Venus Aerospace, характеризуется, среди прочего, отсутствием движущейся части. Ракетный двигатель с вращающейся детонацией (RDRE) преодолевает ограничения, присущие ракетному или реактивному двигателю, за счет использования другого нового принципа. RDRE - часть VDR2 состоит из двух соосных цилиндров с зазором между ними. Смесь топлива и окислителя впрыскивается в зазор и воспламеняется. Если детонация настроена должным образом, это создает связанную реакцию и ударную волну, которые распространяются внутри зазора со сверхзвуковой скоростью, что приводит к увеличению тепла и давления, генерирует детонационную волну.
Как сообщается, воздушно-реактивный двигатель Venus Detonation Purjet тягой 2000 фунтов будет выдерживать высокие температуры благодаря своей гораздо менее сложной конструкции по сравнению с обычными турбореактивными двигателями. Эта характеристика важна, потому что на гиперзвуковых скоростях воздух, поступающий в двигатель, выделяет тепло, которое превышает 2000 °C, что может быстро повредить некоторые компоненты. По сообщению разработчика, VDR2 будет обладать высокой тягой и эффективностью, необходимыми для разгона самолета до скорости до 6 Мах (7400 км / ч) и высоты 170 000 футов (52 000 м), будет на 15% эффективнее обычных двигателей и при этом будет потреблять меньше топлива.
Помимо использования в проектировании будущих самолетов, способных развивать скорость до 6 Мах, VDR2 может быть пригоден для использования на больших высотах, то есть до 170 000 футов (51,8 км). Для сравнения, у традиционных авиалайнеров потолок составляет менее 51 000 футов (15,5 км).
Однако следует отметить, что эта модель не является первым двигателем с вращающейся детонацией, разработанным Venus Aerospace. Ранее компания уже провела испытания смешанного двигателя с вращательной детонацией. Ожидается, что воздушно-реактивный двигатель Venus Detonation с прямоточным двигателем тягой 2000 фунтов пройдет первые летные испытания на беспилотнике в 2025 году.
Тем временем стартап работает над проектом Stargazer M400 - гиперзвуковым коммерческим самолетом, который должен летать на скорости 4 Мах.