Совсем недавно я публиковал пост посвящённый китайскому пассажирскому гиперзвуковому самолёту будущего Space Transportation Yunxing. В этой статье указывалось что для своего самолёта у китайцев нет ни чего, ни двигателя, ни других узлов и механизмов, которые бы позволили ему подняться в воздух. Как оказалось, я не совсем прав, и силовой агрегат пусть и в виде концепции, для самолёта разработан. О нём и пойдёт речь в этой публикации.
Китайские учёные представили проект инновационного детонационного двигателя с вращающимся ротором (RRDE), способного значительно повысить эффективность и характеристики гиперзвуковых самолётов. Эта технология обещает прорыв в силовых установках будущих летательных аппаратов, позволяя разгоняться до скоростей, в 5 раз превышающих скорость звука.
Исследователи из Китая анонсировали революционный проект двигателя RRDE (ram-rotor detonation engine), объединяющий детонационные и роторные технологии, имеющие ключевое значение для гиперзвуковых летательных аппаратов.
Детонация представляет собой процесс горения, вызывающий мощный взрыв, её использование в двигателях позволяет генерировать огромную мощность при одновременном снижении расхода топлива. По сравнению с традиционными двигателями такая технология способна повысить эффективность сгорания на 10–20%.
Двигатели такого типа, известные как прямоточные воздушно-реактивные или гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели, их принцип основан на высоком давлении и скорости воздушного потока, необходимых для инициирования процесса детонации.
Новая китайская конструкция с вращающимся ротором обеспечивает более стабильный и эффективный поток детонации, что позволяет достигать устойчивых гиперзвуковых скоростей и повышает безопасность и долговечность таких силовых установок.
Несмотря на преимущества по давлению, в детонационных двигателях, как импульсный детонационный двигатель (PDE) и роторный детонационный двигатель (RDE), постоянная тяга и давление трудно достижимы в практических условиях.
Опираясь на предыдущие исследования, учёные предлагают RRDE, использующий вращающиеся лопасти для сжатия, воспламенения и расширения газов в одной последовательности.
Двигатель RRDE спроектирован для управления ударными волнами и улучшения тяги путём поддержания идеальных циклов давления. Ведь гиперзвуковые полёты требуют высокоэффективных двигателей, устойчивых к экстремальным температурам.
США, Россия, а теперь и Китай активно инвестируют в гиперзвуковые технологии как в контексте обороны, так и транспорта будущего. По мнению экспертов, если проект будет реализован, может приблизить Китай к доминированию в этой области, и обеспечить преимущество в гонке вооружений и развитии космических технологий.
В отличие от существующих детонационных двигателей, RRDE предлагает более надёжный и эффективный выбор силовой установки, решая такие проблемы, как низкие скорости запуска в RDE и прерывистая тяга в PDE. Двигатель RRDE адаптивен, поскольку может работать на различных скоростях путём изменения скорости ротора.
Профессор Ли Цзянь, эксперт в области двигателестроения, подчёркивает:
«Сочетание роторов с детонационной камерой сгорания может обеспечить более длительные и экономичные гиперзвуковые полёты, что ранее было практически недостижимо из-за термических и механических ограничений традиционных гиперзвуковых прямоточных двигателей».
Моделирование подтверждает способность RRDE стабилизировать детонационную волну и адаптироваться к изменяющимся параметрам входного потока. Испытания с использованием водородно-топливной смеси продемонстрировали потенциал RRDE для эффективной тяги, дав повышение давления в 1,6 раза.
Тесты также подтвердили стабильную работу, достигая входных скоростей до числа Маха 4,2, то есть в 4,2 раза больше скорости звука, а также температур выхлопных газов около 1827 °C.
Сегодня развитие гиперзвуковых двигателей выходит далеко за рамки военных применений – эти технологии могут в будущем революционизировать межконтинентальные перевозки, сократив время полёта с часов до минут.
Благодаря высокоэффективному двигателю RRDE, гиперзвуковые аппараты потенциально могли бы достигать скоростей, превышающих 5 Маха, что позволило бы быстро перемещаться между городами и континентами.
Источник — https://dzen.ru/a/ZziC23AqKFi7zcOt
