Lai izveidotu tehnoloģisko rezervi aviācijas, raķešu tehnoloģiju un astronautikas tālākai attīstībai, mūsu valstī tiek izstrādāti vairāki perspektīvi projekti, t.sk. principiāli jauns dzinējs. Nesen tika paziņots par ramjet pulsējošā detonācijas dzinēja testu pabeigšanu. Līdz šim stendā ir pārbaudīts tikai tehnoloģiju demonstrētājs, taču pat tas parāda būtisku galveno īpašību pieaugumu.
Jaunākās ziņas
9. aprīlī uzņēmuma UEC-UMPO preses dienests (daļa no United Engine Corporation un Rostec) ziņoja par jaunākajiem panākumiem dzinēju būves jomā. OKB im. A. M. Šūpuļi no UEC-UMPO ir veiksmīgi veikuši jaunā dzinēja demonstrētāja pārbaudes pirmo posmu.
Tiešās plūsmas pulsējošais detonācijas dzinējs (PPDD) ar gāzu dinamisko rezonatoru bloku demonstrācijas versijā apstiprināja iespēju iegūt augstus tehniskos raksturlielumus. Produkta vilce sasniedza 1600 kg. Dažos režīmos dzinējs uzrādīja īpatnējās vilces pieaugumu līdz 50% salīdzinājumā ar citu esošo shēmu produktiem. Attiecīgi tika samazināts īpatnējais degvielas patēriņš.
Dzinēju ar šādām īpašībām izmantošana ievērojami palielinās gaisa kuģu pamatparametrus un iespējas. Maksimālo diapazonu un lietderīgo slodzi var palielināt par 1, 3-1, 5 reizes. Vilces un svara attiecības palielināšanās uzlabos arī manevrēšanas spēju un lidojuma dinamiku.
Jāatzīmē, ka pašmāju ramjet detonācijas dzinēja izstrāde sākās jau sen. Pirmie ziņojumi par šo projektu izstrādāti OKB im. Šūpuļi parādījās 2011. gadā. Jau 2013. gadā tika pārbaudīts viens no pirmajiem eksperimentālajiem dzinējiem. Viņš radīja vilci tikai 100 kg, bet parādīja strauju efektivitātes un citu parametru pieaugumu.
Nākotnē dizains tika uzlabots un palielināts, vienlaikus palielinot galvenās īpašības. Līdz šim demonstrācijas dzinēja vilce ir 1600 kg - 16 reizes lielāka nekā pašam pirmajam prototipam. Paredzams, ka pašreizējais projekts tiks izstrādāts, un, pateicoties tam, parādīsies vēl jaudīgāks dzinējs.
Tehnoloģiskie pamati
RPA jeb pulsa detonācijas dzinēja (PDE) koncepcija pēdējo desmitgažu laikā ir aktīvi attīstīta dažādās valstīs. Laboratoriju un testa stendu apstākļos jau ir iegūti diezgan interesanti rezultāti, taču neviens jaunās klases dzinējs vēl nav sasniedzis ieviešanu praksē.
Līdz šim ir izstrādāti un pārbaudīti vairāki pamata IDD dizaini. Vienkāršākais ietver produkta izveidi, kas ietver gaisa ieplūdes ierīci, tā saukto. vilces siena un detonācijas caurules kamera. Kad gaisa un degvielas maisījums sadeg, veidojas detonācijas vilnis, atsitoties pret vilces sienu un radot vilces spēku. Pamatojoties uz šādām ierīcēm, var izveidot daudzcauruļu dzinējus.
Sarežģītāks, bet efektīvāks ir PDD ar augstfrekvences rezonatoru. Tās dizains atšķiras ar reaktora un rezonatora klātbūtni. Reaktors ir īpaša ierīce, kas nodrošina pilnīgāku gaisa un degvielas maisījuma sadegšanu. Rezonators ļauj efektīvāk izmantot detonācijas viļņu enerģiju. Šādu motoru var izmantot kā atsevišķu produktu vai efektīvāku turboreaktīvā dzinēja "tradicionālā" pēcdedzes aizstājēju.
OKB im. Šūpulis precīzi izstrādā un pārbauda ķēdi ar gāzes dinamisko rezonatoru bloku. Tā lielo potenciālu vairākkārt apstiprināja dažādu prototipu testi, un tagad tiek pārbaudīts vēl viens līdzīgs produkts.
Visu shēmu RPM un IDD ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar gāzturbīnām. Pirmkārt, tas ir mazāk sarežģīts dizains. IDD nav kustīgu detaļu, kuras ir grūti izgatavot un kurām ir augsta mehāniskā un termiskā slodze. Turklāt šādam dzinējam ir zemākas prasības plūsmas ceļa parametriem. Pateicoties tam, detonācijas dzinēju var izgatavot, izmantojot esošās tehnoloģijas un materiālus.
Atšķirīga termodinamiskā cikla dēļ tiek samazināts īpatnējais degvielas patēriņš, ko var izmantot, lai uzlabotu noteiktas lidmašīnas īpašības. Atkarībā no izvirzītajiem uzdevumiem varat atteikties no ekonomijas par labu vilces palielināšanai vai saglabāt to, palielinot lidojuma diapazonu.
Lietojumprogrammas
Jaunās tehnoloģijas demonstrētāja organizācija-izstrādātāja uzskata, ka jaunās klases dzinējus var plaši izmantot dažādās jomās. Satiksmes noteikumi noderēs aviācijas tālākajā attīstībā, t.sk. super- un hiperskaņas; tos var izmantot jaunās aviācijas un kosmosa sistēmās. Jaunais dzinējs tiek uzskatīts par noderīgu papildinājumu raķešu un reaktīvo dzinēju sistēmām.
RPME ir dizaina un tehnoloģiskas priekšrocības salīdzinājumā ar gāzturbīnu izstrādājumiem ar vienādiem parametriem. Saskaņā ar OKB tiem. A. M. Rati, tā ir arī komerciāla un ekonomiska priekšrocība. Lidmašīnai ar šādu dzinēju būs augstas tehniskās īpašības, taču izstrādes, ražošanas un ekspluatācijas izmaksas paliks pieņemamā līmenī.
Tajā pašā laikā piedāvātajiem IDD dizainparaugiem nav trūkumu. Tātad, tāpat kā citiem ramjet dzinējiem, detonācijai ir ierobežots darbības ātrumu diapazons. Lai sāktu, viņam nepieciešams sākotnējais paātrinājums - ar cita dzinēja palīdzību. Raķešu gadījumā tā var būt šķidrā vai cietā propelenta vilces sistēma, un lidmašīnai var būt atsevišķs turboreaktīvs dzinējs pacelšanās un nosēšanās un paātrinājuma režīmiem.
Tehnisku un ekspluatācijas ierobežojumu dēļ ramjet pulsējošo motoru virziens agrāk bija nepietiekami attīstīts. Līdz ar to jauni IDD projekti vēl ir izstrādes un testēšanas stadijā. Joprojām nav pilnvērtīgu augstas veiktspējas paraugu, kas būtu piemēroti īstenošanai reālos aviācijas vai kosmosa tehnoloģiju projektos.
Lai tie izskatītos, ir jāturpina darbs, pakāpeniski risinot visus galvenos uzdevumus. Lai sasniegtu mūsdienu turboreaktīvo dzinēju līmeni, ir nepieciešams palielināt vilces spēku, palielināt resursus un sasniegt augstu uzticamību. Šāda veida darbs šobrīd notiek un jau dod zināmus rezultātus. Bet pilnvērtīga IDD / PDAA izveide praktiskai lietošanai joprojām ir tālās nākotnes jautājums.
Darbs nākotnei
Tiešās plūsmas pulsējošajam detonācijas dzinējam ir vairākas svarīgas iezīmes, un tas rada lielu interesi saistībā ar aviācijas, raķešu un kosmosa tehnoloģiju tālāku attīstību. Tomēr šī virziena attīstība un funkcionējošu struktūru izstrāde ar pietiekamu raksturlielumu līmeni izrādās ļoti grūts un laikietilpīgs process. Tātad pēdējo 10 gadu laikā UEC-UMPO izstrādātie vietējie satiksmes noteikumi un noteikumi ir parādījuši ievērojamu veiktspējas pieaugumu, bet vēl nav sasnieguši ieviešanu praksē.
Tomēr darbs turpinās un rada optimismu. Jaunākās ziņas liecina par ievērojamu progresu, kā arī liek domāt, ka nozare tuvākajā laikā lepojas ar jauniem panākumiem. Tādējādi lidmašīnu parādīšanās ar pulsējošiem detonācijas dzinējiem joprojām ir vidēja vai ilgtermiņa notikums, taču katrs jauns attīstības un testēšanas posms to tuvina.
