Финансируемая государством китайская исследовательская группа использовала обычное реактивное топливо для испытания гиперзвуковой двигательной установки на основе косодетонационного двигателя (где детонацию, то есть сверхзвуковое горение, инициирует косая ударная волна).
Эта разработка возрождает концепцию, первоначально исследовавшуюся американскими военными во времена Холодной войны, но в значительной степени заброшенную из-за технических ограничений.
Испытания проводились учёными из Китайской академии технологий ракет-носителей (CALT) и Северо-Западного политехнического университета – двух ведущих аэрокосмических учреждений Китая. Подробности были опубликованы 6 мая в рецензируемом китайскоязычном издании Journal of Aerospace Power.
Читайте: Китайские дроны-птицы Орнитоптеры и ДУБМ – Невидимость и ударная мощь будущего
Китайский гиперзвуковой реактивный двигатель
Китайской команде удалось инициировать и поддерживать детонационные волны (сверхзвуковые волны горения) в камере КДД более двух секунд.
Испытание имитировало полёт на скорости 8 Махов на высоте 30 км. Двигатель работал на авиационном керосине РП-3 – топливе, похожем с американским военным топливом JP-8, – и продемонстрировал непрерывную детонацию без движущихся частей.
О подобном детонационном событии ранее сообщала Китайская академия наук в декабре 2023 года, однако оно длилось всего 50 миллисекунд и было расценено некоторыми экспертами как экспериментальная аномалия. Испытание CALT, длившееся в 40 раз дольше, демонстрирует видимые и измеримые признаки устойчивой детонации.
Центральный инжектор распылял РП-3 через четыре форсунки диаметром 0,3 мм каждая в высокоскоростной воздушный поток в ядре двигателя. Затем сверхзвуковой воздушный поток возмущался 20-градусным клином, оснащённым двумя выступами на поверхности высотой 2 мм, что инициировало детонацию.
Высокоскоростные камеры зафиксировали бело-голубые фронты и жёлтые зоны догорания, что указывает на частичное сгорание и смешение. Датчики давления показали скачок давления после детонации до 272 кПа, что более чем в 10 раз превышает давление до зажигания.
Моделирование с использованием 10-ступенчатой химической модели совпало с результатами реальных испытаний, указывая на создание значительной тяги.
Ведущий исследователь команды Ян Ян написал, что зона горения оставалась стабильной в течение 2,2-секундного окна испытаний. По их утверждению, полученные данные подтверждают практическую осуществимость жидкотопливных КДД.
КДД – Американская мечта о 16 Махах
Первоначально предложенные в 1958 году исследователями из Мичиганского университета при поддержке ВВС США, КДД рассматривались как возможное решение для гиперзвуковой крейсерской двигательной установки.
НАСА (аэрокосмическое агентство США) изучало эту концепцию в 1970-х годах, предполагая возможность достижения скоростей от 6 до 16 Махов. Однако разработка застопорилась из-за трудностей с поддержанием стабильной детонации и контролем смешения топлива с воздухом в экстремальных условиях.
Недавние испытания в Китае демонстрируют прогресс, но серьёзные проблемы всё ещё остаются. Эффективное проникновение топлива было достигнуто лишь на 39% высоты камеры сгорания. Внешний поток был слабым, а изменения давления вызывали нестабильность в выхлопной зоне.
Для решения этих проблем исследователи предложили конструктивные изменения, как более длинные каналы смешения и усовершенствованные инжекторы.
Участие CALT свидетельствует о намерении китайского правительства и дальше развивать эту двигательную технологию. Являясь организацией, стоящей за программой ракет-носителей «Великий поход» и китайскими гиперзвуковыми планирующими блоками (маневрирующие на гиперзвуке в атмосфере аппараты), CALT имеет все возможности для преобразования лабораторных достижений в системы двойного назначения для военных и гражданских аэрокосмических платформ.
Хотя коммерческий гиперзвуковой транспорт – дело многих лет, потенциальные краткосрочные применения включают высокоточные управляемые боеприпасы большой дальности. Китайские военные издания выражали заинтересованность в использовании КДД для «умных» артиллерийских снарядов, что позволило бы им поражать цели на дальностях, ранее недостижимых для неуправляемых снарядов.
Благодаря планомерным испытаниям и постоянной государственной поддержке Китай, возможно, сейчас лидирует в мировой гонке по практическому применению косодетонационных двигателей – гонке, которую начали США, но так и не завершили.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU