Tammikuun lopussa oli raportteja Venäjän tieteen ja tekniikan uusista saavutuksista. Virallisista lähteistä tuli tiedoksi, että yksi lupaavan räjäytystyyppisen suihkumoottorin kotimaisista projekteista on jo läpäissyt testausvaiheen. Tämä tuo lähemmäs kaikkien vaadittujen töiden täydellisen valmistumisen hetken, jonka tulosten mukaan venäläiset avaruus- tai sotilasohjukset voivat saada uusia voimalaitoksia, joilla on paremmat ominaisuudet. Lisäksi uudet moottorin toiminnan periaatteet voivat löytää sovelluksia paitsi ohjusten alalla myös muilla aloilla.
Tammikuun lopussa varapääministeri Dmitri Rogozin kertoi kotimaiselle lehdistölle tutkimusorganisaatioiden viimeisimmistä menestyksistä. Muiden aiheiden ohella hän käsitteli suihkumoottoreiden luomista uusien toimintaperiaatteiden mukaisesti. Lupaava moottori, jossa on räjähtävä palaminen, on jo testattu. Varapääministerin mukaan voimalaitoksen uusien toimintaperiaatteiden käyttö mahdollistaa suorituskyvyn merkittävän kasvun. Verrattuna perinteisen arkkitehtuurin rakenteisiin työntövoima kasvaa noin 30%.
Räjähdysraketin moottorin kaavio
Nykyaikaiset eri luokkien ja tyyppien rakettimoottorit, joita käytetään eri aloilla, käyttävät ns. isobaarinen sykli tai sytytyspoltto. Niiden palotilat ylläpitävät jatkuvaa painetta, jossa polttoaine palaa hitaasti. Deflagointiperiaatteisiin perustuva moottori ei tarvitse erityisen kestäviä yksiköitä, mutta sen suorituskyky on rajallinen. Perusominaisuuksien lisääminen tietyltä tasolta alkaen osoittautuu kohtuuttoman vaikeaksi.
Vaihtoehto moottorille, jolla on isobaarinen sykli suorituskyvyn parantamisen yhteydessä, on järjestelmä, jossa on ns. räjähdyksen palaminen. Tässä tapauksessa polttoaineen hapettumisreaktio tapahtuu iskuaallon takana, joka liikkuu suurella nopeudella polttokammion läpi. Tämä asettaa erityisiä vaatimuksia moottorin rakenteelle, mutta tarjoaa samalla ilmeisiä etuja. Polttoaineen palamistehokkuuden osalta räjähdyspalaminen on 25% parempi kuin sytytyspoltto. Se eroaa palamisesta jatkuvalla paineella myös lisääntyneellä lämmön vapautumisvoimalla reaktiorintaman pinta -alayksikköä kohti. Teoriassa on mahdollista lisätä tätä parametria kolmesta neljään suuruusluokkaan. Tämän seurauksena reaktiivisten kaasujen nopeutta voidaan lisätä 20-25 kertaa.
Siten räjähdysmoottori pystyy lisääntyneellä tehollaan kehittämään enemmän työntövoimaa pienemmällä polttoaineenkulutuksella. Sen edut perinteisiin malleihin nähden ovat ilmeisiä, mutta viime aikoihin asti edistys tällä alalla jätti paljon toivomisen varaa. Neuvostoliiton fyysikko Ya. B. muotoili räjäytyssuihkumoottorin periaatteet jo vuonna 1940. Zeldovich, mutta tällaiset valmiit tuotteet eivät ole vielä hyödyntäneet. Suurimmat syyt todellisen menestyksen puuttumiseen ovat ongelmat riittävän vahvan rakenteen luomisessa sekä vaikeus käynnistää ja ylläpitää iskuaalto käyttämällä olemassa olevia polttoaineita.
Yksi viimeisimmistä räjähdysrakettimoottoreiden kotihankkeista käynnistettiin vuonna 2014 ja sitä kehitetään NPO Energomashissa Akateemikko V. P. Glushko. Käytettävissä olevien tietojen mukaan Ifrit-koodilla varustetun hankkeen tavoitteena oli tutkia uuden tekniikan perusperiaatteita ja myöhemmin luoda petrolia ja kaasumaista happea käyttävä nestemäistä polttoainetta käyttävä rakettimoottori. Uusi moottori, joka on nimetty arabialaisen kansanperinteen palo -demonien mukaan, perustui spin -räjähdyspolttamisen periaatteeseen. Näin ollen iskun aallon on hankkeen pääidean mukaisesti jatkuvasti liikuttava ympyrässä palotilan sisällä.
Uuden hankkeen pääkehittäjä oli NPO Energomash tai pikemminkin sen pohjalta luotu erikoislaboratorio. Lisäksi työhön osallistui useita muita tutkimus- ja kehitysorganisaatioita. Ohjelma sai tukea Advanced Research Foundation -säätiöltä. Yhteistyöllä kaikki Ifrit -hankkeen osallistujat pystyivät muodostamaan optimaalisen ilmeen lupaavalle moottorille ja luomaan mallin palokammioon, jossa on uudet toimintaperiaatteet.
Tutkimaan koko suunnan ja uusien ideoiden näkymiä ns. mallin räjäytyspolttokammio, joka täyttää hankkeen vaatimukset. Tällaisen kokeneen moottorin, jolla oli pienempi kokoonpano, oli tarkoitus käyttää polttoaineena nestemäistä kerosiinia. Happikaasua ehdotettiin hapettavaksi aineeksi. Elokuussa 2016 aloitettiin kameran prototyypin testaus. On tärkeää, että ensimmäistä kertaa historiassa tällainen projekti saatiin penkkitestien vaiheeseen. Aiemmin kotimaisia ja ulkomaisia räjäytysrakettimoottoreita kehitettiin, mutta niitä ei testattu.
Mallinäytteen testien aikana saatiin erittäin mielenkiintoisia tuloksia, jotka osoittivat käytettyjen lähestymistapojen oikeellisuuden. Joten oikeiden materiaalien ja tekniikoiden käytön ansiosta palokammion sisäinen paine saatiin 40 ilmakehään. Kokeellisen tuotteen työntövoima saavutti 2 tonnia.
Mallikammio testipenkillä
Tietyt tulokset saatiin Ifrit-hankkeen puitteissa, mutta kotimainen nestekäyttöinen räjähdysmoottori on vielä kaukana täydellisestä käytännön sovelluksesta. Ennen tällaisten laitteiden käyttöönottoa uusissa teknologiaprojekteissa suunnittelijoiden ja tutkijoiden on ratkaistava useita vakavimpia ongelmia. Vasta silloin raketti- ja avaruusteollisuus tai puolustusteollisuus voivat alkaa ymmärtää uuden teknologian mahdollisuuksia käytännössä.
Tammikuun puolivälissä Rossiyskaya Gazeta julkaisi haastattelun NPO Energomashin pääsuunnittelijan Petr Levochkinin kanssa räjähdysmoottorien nykytilasta ja näkymistä. Kehittäjäyrityksen edustaja muistutti hankkeen tärkeimmistä säännöksistä ja kosketti myös saavutettujen onnistumisten aihetta. Lisäksi hän puhui Ifritin ja vastaavien rakenteiden mahdollisista käyttöalueista.
Esimerkiksi räjähdysmoottoreita voidaan käyttää hypersonic -lentokoneissa. P. Lyovochkin muistutti, että moottorit, joita nyt ehdotetaan käytettäviksi tällaisissa laitteissa, käyttävät alleäänistä palamista. Lentolaitteen yliäänisellä nopeudella moottoriin tuleva ilma on hidastettava äänitilaan. Jarrutusenergian on kuitenkin johdettava ylimääräisiin lämpökuormiin lentokoneen runkoon. Räjähdysmoottoreissa polttoaineen palamisnopeus saavuttaa vähintään M = 2, 5. Tämä mahdollistaa lentokoneen lentonopeuden lisäämisen. Tällainen kone, jossa on räjäytystyyppinen moottori, pystyy kiihdyttämään nopeuksiin, jotka ovat kahdeksan kertaa nopeampia kuin äänen.
Räjähdystyyppisten rakettimoottoreiden todelliset näkymät eivät kuitenkaan ole vielä kovin hyvät. P: n mukaan. Lyovochkin, "avasimme juuri oven räjähdyspalamisalueelle". Tutkijoiden ja suunnittelijoiden on tutkittava monia kysymyksiä, ja vasta sen jälkeen on mahdollista luoda rakenteita, joilla on käytännön mahdollisuuksia. Tämän vuoksi avaruusteollisuuden on käytettävä perinteisiä nestemäisiä polttoaineita käyttäviä moottoreita pitkään, mikä ei kuitenkaan poista mahdollisuutta parantaa niitä edelleen.
Mielenkiintoinen tosiasia on, että palamisen räjähdysperiaatetta ei käytetä vain rakettimoottoreiden alalla. On jo olemassa kotimainen hanke ilmailujärjestelmälle, jossa on räjähdystyyppinen polttokammio ja joka toimii pulssiperiaatteella. Tällainen prototyyppi testattiin, ja tulevaisuudessa se voi antaa alun uuteen suuntaan. Uudet iskupolttoiset moottorit voivat löytää sovelluksia monilla eri alueilla ja korvata osittain perinteiset kaasuturbiinimoottorit tai -suihkumoottorit.
Kotimainen räjäytyslentokoneen moottorihanke on parhaillaan käynnissä OKB im. OLEN. Kehto. Tietoja tästä hankkeesta esiteltiin ensimmäisen kerran viime vuoden kansainvälisellä sotilasteknillisellä foorumilla "Army-2017". Yrityksen kehittäjän osastolla oli materiaaleja eri moottoreista, sekä sarja- että kehitteillä. Jälkimmäisten joukossa oli lupaava räjäytysnäyte.
Uuden ehdotuksen ydin on käyttää epätyypillistä polttokammiota, joka kykenee polttoaineen pulssipolttoon ilma-ilmakehässä. Tässä tapauksessa "räjähdysten" taajuuden moottorin sisällä on oltava 15-20 kHz. Tulevaisuudessa on mahdollista lisätä tätä parametria entisestään, minkä seurauksena moottorin melu ylittää ihmiskorvan havaitseman alueen. Tällaiset moottorin ominaisuudet saattavat kiinnostaa.
Kokeellisen tuotteen "Ifrit" ensimmäinen lanseeraus
Uuden voimalaitoksen tärkeimmät edut liittyvät kuitenkin parempaan suorituskykyyn. Prototyyppipenkitestit ovat osoittaneet, että ne ylittävät perinteisillä kaasuturbiinimoottoreilla noin 30% tietyillä indikaattoreilla. Kun ensimmäinen julkinen esittely materiaalien moottorista OKB im. OLEN. Telat pystyivät saamaan melko korkeat suorituskykyominaisuudet. Uuden tyyppinen kokenut moottori pystyi työskentelemään keskeytyksettä 10 minuuttia. Tämän tuotteen kokonaiskäyttöaika osastolla oli tuolloin yli 100 tuntia.
Kehitysyhtiön edustajat ilmoittivat, että on jo mahdollista luoda uusi räjäytysmoottori, jonka työntövoima on 2-2,5 tonnia ja joka soveltuu asennettavaksi kevyisiin lentokoneisiin tai miehittämättömiin ilma-aluksiin. Tällaisen moottorin suunnittelussa ehdotetaan käytettäväksi ns. resonaattorilaitteet, jotka ovat vastuussa polttoaineen palamisesta. Uuden projektin tärkeä etu on perustavanlaatuinen mahdollisuus asentaa tällaisia laitteita mihin tahansa lentokoneen runkoon.
Asiantuntijat OKB niitä. OLEN. Telat ovat työskennelleet lentokoneiden moottoreilla, joissa on impulssiräjähdyspoltto, yli kolmen vuosikymmenen ajan, mutta projekti ei ole toistaiseksi poistunut tutkimusvaiheesta eikä sillä ole todellisia näkymiä. Suurin syy on tilauksen ja tarvittavan rahoituksen puute. Jos hanke saa tarvittavan tuen, voidaan lähitulevaisuudessa luoda esimerkkimoottori, joka soveltuu käytettäväksi eri laitteissa.
Tähän mennessä venäläiset tutkijat ja suunnittelijat ovat onnistuneet osoittamaan erittäin merkittäviä tuloksia suihkumoottoreiden alalla käyttämällä uusia toimintaperiaatteita. On useita projekteja kerralla, jotka soveltuvat käytettäväksi raketti-avaruudessa ja hypersonic-alueilla. Lisäksi uusia moottoreita voidaan käyttää myös "perinteisessä" ilmailussa. Jotkut hankkeet ovat vielä alkuvaiheessa eivätkä vielä valmiita tarkastuksiin ja muihin töihin, kun taas muilla alueilla merkittävimmät tulokset on jo saavutettu.
Tutkiessaan räjähdyspolttomoottorien aihetta venäläiset asiantuntijat pystyivät luomaan halutulla ominaisuudella varustetun polttokammion penkkimallin. Kokeellinen tuote "Ifrit" on jo läpäissyt testit, joiden aikana kerättiin suuri määrä erilaisia tietoja. Saatujen tietojen avulla suunnan kehittäminen jatkuu.
Uuden suunnan hallitseminen ja ideoiden kääntäminen käytännössä sovellettavaan muotoon vie paljon aikaa, ja tästä syystä lähitulevaisuudessa avaruus- ja armeijaraketit varustetaan lähitulevaisuudessa vain perinteisillä nestepolttoainemoottoreilla. Siitä huolimatta työ on jo poistunut puhtaasti teoreettisesta vaiheesta, ja nyt jokainen kokeellisen moottorin testikäynnistys tuo lähemmäs hetkeä, jolloin rakennetaan täysimittaisia ohjuksia uusilla voimalaitoksilla.
