Казалось бы, в ракетостроении со времен Константина Циолковского придумано уже все. Осталось только совершенствовать ранее сделанные открытия. На самом деле, открыто еще не все. Это доказали китайские инженеры, которые придумали новую концепцию гиперзвукового двигателя — в нем объединили принципы действия прямоточного воздушно-реактивного с роторно-пульсационным.
Революцию совершила команда из Университета Цинхуа в Пекине. Что же они предложили?
Быстрое сгорание, или детонация, повышает давление за счёт сжатия топлива и воздуха ударной волной, а затем высвобождает большое количество тепла. Однако это в теории. В реальных условиях трудно добиться постоянной тяги и давления.
Детонационные двигатели используют детонационные волны вместо традиционного горения. Благодаря своей простой конструкции и высокому соотношению тяги к массе такие двигатели использовались в авиации и ракетостроении многих стран.
Читайте также
Резиденцию Си Цзиньпиня на Урале постигла трудная судьба
Заброшенные стройки иногда становятся визитными карточками наших городов. Но это плохие визитные карточки
Опираясь на предыдущие исследования, учёные из Пекина предложили создать двигатель из ротора с лопастями, расположенными по спирали внутри неподвижного корпуса. Топливо и воздушный поток проходят по каналам между этими лопастями, сжимаются, воспламеняются и расширяются в одном компактном устройстве.
Двигатель создан по типу компрессора с ротором, он предназначен для управления ударными волнами и повышения тяги за счёт поддержания идеальных циклов давления. Ученые утверждают: конструкция нового двигателя обеспечивает постоянную тягу, работу на более низких скоростях запуска и повышенную общую производительность.
Конструкция сводит к минимуму разрушительные ударные волны, двигатель может работать на разных скоростях за счёт изменения скорости вращения ротора. Так что применение у изобретения не только военное, но и гражданское. По мнению исследователей, такой подход может повысить эффективность гиперзвуковых полётов и потенциально сделать высокоскоростные путешествия более реальными.
Правда, когда именно полетим на гиперзвуковых самолетах, пока неизвестно. Пока что работает компьютерная модель двигателя и его прототип. Но серийно выпускать его еще рано. Исследователи утверждают, что по-прежнему существуют технические трудности. Например, нужно поддерживать стабильную детонацию на низких скоростях, защищать лопасти от перегрева, а ротор — от разрушения на сверхвысоких скоростях. Для этого нужно перепробовать разные композиты и методы охлаждения для повышения КПД двигателя.
Но уже сейчас очевидно, в руках у китайцев оказался ключ к будущему господству в гиперзвуковом мире.
Прямо сейчас китайские учёные разрабатывают новый тип гиперзвукового планера, который будет двигаться, как пущенный по воде «блинчик». Многие десятилетия китайское гиперзвуковое оружие использовало так называемую «баллистическую траекторию Цянь Сюэцзэня». Ее назвали в память о гениальном китайском инженере, который сделал для ракетной программы Китая столько же, сколько Константин Циолковский и Сергей Королев — для русской.
Читайте также
Питер Кениг: Трамп ведет себя так, будто принял иудаизм
Конфликтами в Израиле и на Украине дирижируют из одного кабинета
Правда, рассчитанная Цянь Сюэцзэнем (кстати, еще в сороковые годы) траектория) подходит именно для оружия. Ведь при этом гиперзвуковая ракета может обходить систему ПВО. Такую траекторию использует, например, легендарная китайская ракета Dongfeng-17.
Однако для гражданского применения расчеты Цянь Сюэцзэня не подходят. И сейчас китайские учёные работают над гиперзвуковыми планерами, которые будут использовать совершенно новую траекторию. При этом гиперзвуковой планер сможет многократно входить в атмосферу и выходить из неё на скорости до 15 Махов, благодаря новому твердотопливному ускорителю, способному многократно запускаться.
Естественно, пассажиры пережить такую перегрузку не смогут. Они подходит для гиперзвуковых военных ракет. Китайские военные обещают, что новый вид гиперзвукового оружия отличается большой дальностью, высокой манёвренностью и непредсказуемостью траектории, говорит Юн Энми, инженер из Китайского центра исследований и разработок в области аэродинамики.
Но и у гражданских пилотов большие виды на новую технику: траектория «прыгающего камня» позволит увеличить дальность полета ракеты более чем на треть.
Так что теоретически можно будет создать гиперзвуковые самолеты, которые смогут легко передвигаться из одной точки планеты в другую. Тем более, что пекинские инженеры двигатель для новых самолетов уже создали.
