• РЕГИСТРАЦИЯ

НА ПУТИ К ПЯТОМУ И ШЕСТОМУ ШЕСТОМУ ПОКОЛЕНИЮ. ПУЛЬСИРУЮЩИЕ ДЕТОНАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

3 4983

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) намерена в ближайшее время начать создание новых авиационных и ракетных двигателей, в которых будут использоваться детонационные технологии.

Демонстраторы технологий детонационных дозвукового и сверхзвукового двигателей уже созданы. На испытаниях они показали на 30–50% лучшие удельные тягу и расход топлива по сравнению с обычными силовыми установками, сообщило РИА "Новости" со ссылкой на данные корпорации.

В проекте по созданию детонационных двигателей будет участвовать Опытно-конструкторское бюро им. Люльки. Бюро предложило разработать семейство таких силовых установок, которые можно было бы использовать на беспилотных летательных аппаратах, крылатых ракетах, воздушно-космических самолетах и ракетах. 

Детонационные двигатели отличаются:

– горением топливной смеси, сопровождающимся прохождением по ней ударной волны, которая формируется за счет сверхзвукового распространения по топливной смеси фронта горения;

– широким диапазоном скоростей – от дозвуковых до гиперзвуковых, что может помочь при создании гиперзвуковых ракет, проектирование которых активно ведется в России в последние годы.

В 2013 году Опытно-конструкторское бюро им. Люльки испытало опытный уменьшенный образец пульсирующего резонаторного детонационного двигателя с двухстадийным сжиганием керосиновоздушной смеси. Во время испытаний средняя измеренная тяга силовой установки составила около ста килограммов, а длительность непрерывной работы – более десяти минут. В ходе экспериментов производилось многократное включение и выключение нового двигателя, а также регулирование тяги.

По оценке конструкторского бюро, детонационные двигатели позволят увеличить тяговооруженность самолетов в 1,5–2 раза. Работы по созданию пульсирующих детонационных двигателей ведутся в России с 2011 года.

Помимо России в мире сразу несколько компаний занимаются разработкой детонационных двигателей: французская компания SNECMA и американские General Electric и Pratt & Whitney.

Источник: mashportal.ru

ОСНОВЫ ДЕТОНАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Если бы удельный расход топлива не рос с увеличением скорости полета, то применяя современные решения для улучшения внешней аэродинамики, увеличивая высоту полета, на сверхзвуковых скоростях можно было бы добиться таких же характеристик дальности, что и у дозвукового магистрального самолета. Но вот внутренняя аэродинамика сверхзвуковых самолетов имеет неустранимый недостаток - на сверхзвуковых скоростях удельный расход топлива традиционной силовой установки монотонно растет по мере увеличения скорости на любых высотах полета. Выход видится в применении двигателей, основанных на иных принципах, нежели традиционный термодинамический цикл Брайтона горения топлива при постоянном давлении. К последним относятся пульсирующие воздушно-реактивные и детонационные двигатели. В статье рассмотрены преимущества использования детонационного горения в турбореактивных и ракетных двигателях.

Одним из лучших в термодинамическом плане является детонационный двигатель. Благодаря тому, что в нем сжигание топлива происходит в ударных волнах примерно в 100 раз быстрее, чем при обычном медленном горении (дефлаграции), этот тип двигателя теоретически отличается рекордной мощностью, снимаемой с единицы объема, по сравнению со всеми другими типами тепловых двигателей.


Сравнение литровой мощности современных двигателей.

Вопрос об использовании детонационного горения в энергетике и реактивных двигателях впервые был поставлен Я.Б. Зельдовичем еще в 1940 г. По его оценкам прямоточные воздушно-реактивные двигатели, использующие детонационное сгорание топлива, должны иметь максимально возможную термодинамическую эффективность.

НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ ПО ИМПУЛЬСНЫМ ДЕТОНАЦИОННЫМ ДВИГАТЕЛЯМ

Направление №1 - Классический импульсный детонационный двигатель

Камера сгорания типичного реактивного двигателя состоит из форсунок для смешения топлива с окислителем, устройства поджигания топливной смеси и собственно жаровой трубы, в которой идут окислительно-восстановительные реакции (горение). Жаровая труба заканчивается соплом. Как правило, это сопло Лаваля, имеющее сужающуюся часть, минимальное критическое сечение, в котором скорость продуктов сгорания равна местной скорости звука, расширяющуюся часть, в которой статическое давление продуктов сгорания снижается до давления в окружающей среде, насколько это возможно. Очень грубо, можно оценить тягу двигателя как площадь критического сечения сопла, умноженную на разность давления в камере сгорания и окружающей среде. Поэтому тяга тем выше, чем выше давление в камере сгорания.

Тяга импульсного детонационного двигателя определяется другими факторами - передачей импульса детонационной волной тяговой стенке. Сопло в этом случае вообще не нужно. Импульсные детонационные двигатели имеют свою нишу - дешевые и одноразовые летательные аппараты. В этой нише они успешно развиваются в направлении повышения частоты следования импульсов.

Традиционные импульсные детонационные двигатели представляют собой длинные трубы, по которым с небольшой частотой следуют ударные волны. Система волн сжатия и разрежения автоматически регулирует подачу топлива и окислителя. Из-за низкой частоты следования ударных волн (единицы Гц) время, в течение которого происходит сжигание топлива, по сравнению с характерным временем цикла, мало. В результате, несмотря на высокий КПД собственно детонационного сжигания (на 20-25% больше, чем у двигателей с циклом Брайтона) общий КПД таких конструкций низкий.

Основная задача в этой области на современном этапе - разработка двигателей с высокой частотой следования ударных волн в камере сгорания или создание двигателя с непрерывной детонацией (CDE).

Классический облик ИДД - цилиндрическая камера сгорания, которая имеет плоскую или специально спрофилированную стенку, именуемую "тяговой стенкой". Простота устройства ИДД - неоспоримое его достоинство. Несмотря на многообразие предлагаемых схем ИДД, всем им свойственно использование в качестве резонансных устройств детонационных труб значительной длины и применение клапанов, обеспечивающих периодическую подачу рабочего тела.

Следует отметить, что ИДД, созданным на базе традиционных детонационных труб, несмотря на высокую термодинамическую эффективность в единичной пульсации, присущи недостатки, характерные для классических пульсирующих воздушно-реактивных двигателей, а именно:

– низкая частота (до 10 Гц) пульсаций, что и определяет относительно невысокий уровень средней тяговой эффективности;

– высокие тепловые и вибрационные нагрузки.


Принципиальная схема импульсно-детонационного двигателя (ИДД).

Направление №2 - Многотрубный ИДД

Основной тенденцией при разработках ИДД является переход к многотрубной схеме. В таких двигателях частота работы отдельной трубы остается низкой, но за счет чередования импульсов в разных трубах разработчики надеются получить приемлемые удельные характеристики. Такая схема представляется вполне работоспособной, если решить проблему вибраций и асимметрии тяги, а также проблему донного давления, в частности, возможных низкочастотных колебаний в донной области между трубами.

Импульсно-детонационный двигатель (ИДД) традиционной схемы с пакетом детонационных труб в качестве резонаторов.

Направление №3 - ИДД с высокочастотным резонатором

Существует и альтернативное направление - широко разрекламированная в последнее время схема с тяговыми модулями, имеющими специально спрофилированный высокочастотный резонатор. Работы в данном направлении ведутся в НТЦ им. Люлька и в МАИ. Схема отличается отсутствием каких-либо механических клапанов и запальных устройств прерывистого действия.

Схема ИДД с высокочастотным резонатором.

Тяговый Модуль ИДД предлагаемой схемы состоит из реактора и резонатора. Реактор служит для подготовки топливно-воздушной смеси к детонационному сгоранию, разлагая молекулы горючей смеси на химически активные составляющие.

Схема ИДД с высокочастотным резонатором. СЗС-сверхзвуковая струя, УВ - ударная волна, Ф - фокус резонатора, ДВ - детонационная волна, ВР- волна разрежения, ОУВ - отраженная ударная волна.

Взаимодействуя с донной поверхностью резонатора как с препятствием, детонационная волна в процессе соударения передает ей импульс от сил избыточного давления.

ИДД с высокочастотными резонаторами имеют право на успех. В частности, они могут претендовать на модернизацию форсажных камер и доработку простых ТРД, предназначенных опять же для дешевых БПЛА. В качестве примера можно привести попытки в МАИ и ЦИАМ модернизировать таким образом ТРД МД-120 за счет замены камеры сгорания реактором активации топливной смеси и установкой за турбиной тяговых модулей с высокочастотными резонаторами. Пока работоспособную конструкцию создать не удалось, т.к. при профилировании резонаторов авторами используется линейная теория волн сжатия, т.е. расчеты ведутся в акустическом приближении. Динамика же детонационных волн и волн сжатия описывается совсем другим математическим аппаратом.

Использование стандартных численных пакетов для расчета высокочастотных резонаторов имеет ограничение принципиального характера. Все современные модели турбулентности основаны на осреднении уравнений Навье-Стокса (базовые уравнения газовой динамики) по времени. Кроме того, вводится предположение Буссинеска, что тензор напряжения турбулентного трения пропорционален градиенту скорости. Оба предположения не выполняются в турбулентных потоках с ударными волнами, если характерные частоты сопоставимы с частотой турбулентной пульсации. К сожалению, мы имеем дело именно с таким случаем, поэтому тут необходимо либо построение модели более высокого уровня, либо прямое численное моделирование на основе полных уравнений Навье - Стокса без использования моделей турбулентности (задача неподъемная на современном этапе).

Из представленных выше схем видно, что исследуемые сегодня схемы ИДД - это однорежимные двигатели, имеющие весьма ограниченный диапазон регулирования, поэтому прямое их использование в качестве единственной силовой установки на самолете нецелесообразно. Другое дело - ракетный двигатель.

Источник http://www.paralay.com/stat/Bu...

    Ставка ЦБ и "мы все умрём"

    Ладно, раз бегали тут тупые боты с методичками «В России ставка ЦБ высокая, значит России конец», то надо об этом написать. Почему у украинских свидомитов, белорусских змагаров и росс...

    Жирной жизни бюргеров пришёл конец, -ец, -ец, -ец!

    Здравствуйте, мои дорогие читатели.Когда же немцы поймут, что их санкции убивают не только собственную промышленность, но и всё, что было создано за последние десятилетия? Они уже насто...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Anton Alipov 9 февраля 2016 г. 23:33

      ИВАН ЕФРЕМОВ: ПОКОЛЕНИЯ, ПРИВЫКШИЕ К ЧЕСТНОМУ ОБРАЗУ ЖИЗНИ, ВЫМРУТ

      Ещё в далёком 1969 году Ефремов писал: «Все разрушения империй, государств и других политических организаций происходят через утерю нравственности».Утверждение уже самодостаточное и заставляющее задуматься, но Ефремов добавляет в следующем предложении «Это является единственной действительной причиной катастроф во всей истории, и поэтому, исследуя причины почти всех к...
      2720
      Anton Alipov 8 февраля 2016 г. 01:33

      Крым. Руское Море. Очень интересный и качественно снятый фильм. О Крыме, и не только о Крыме. Крайне рекомендую. И конечно, Крым наш, в самом глубинном и сакральном смысле этого слова.

      ...
      1239
      Anton Alipov 4 февраля 2016 г. 23:19

      Эксперимент ГЕЯ

      Интересная работа, в которой Земля рассматривается в качестве единого живого объекта.Российская Академия НаукА.Д. АрмандЭКСПЕРИМЕНТ «ГЕЯ»ПРОБЛЕМА ЖИВОЙ ЗЕМЛИРабота выполнена в Институте Географии при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) Российской Академии Наук Москва2001— Земля — живая. — Ну, в каком-то смысле. — В прямом смысле....
      3243
      Anton Alipov 4 февраля 2016 г. 21:58

      ВОЛНЫ КОНДРАТЬЕВА И ИСТОРИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

      Разразившийся в мире кризис среди многих неожиданных первых результатов принес и возрождение всеобщего интереса к великому русскому ученому Николаю Дмитриевичу Кондратьеву, расстрелянному и захороненному в 1938 г. прямо на спецобъекте НКВД «Коммунарка» (Калужское шоссе, 24-й км от Москвы) рядом с бывшей дачей главного чекиста — наркома Генриха Ягоды. В одной из многоч...
      4467
      Anton Alipov 3 февраля 2016 г. 21:14

      ​В. ПУТИН: ГАМБИТАМИ ПО ЦУГЦВАНГУ

      …От прогрессирующей безличности и некультурности нашего живущего миражами интеллигентного слоя мы теряем политическое чутьё…Кн.Ухтомский, 1900 г.Цугцванг – это положение в игре, при котором любой ход игрока ведёт к ухудшению его позиции. А гамбит – это ситуация, когда одна из сторон в многоходовой комбинации жертвует своей фигурой, заманивая более сильного противника ...
      1663
      Anton Alipov 31 января 2016 г. 14:17

      Посмотрел интересный фильм и решил, что это достойно отдельной темы.

      Очень интересный фильм, созданный Эдуардом Ходосом, евреем, талмудистом и толкователем торы, в котором четко показаны корни "еврейского вопроса", возникновение "еврейского суперфашизма" и по косточкам разбирается ситуация на Украине. (он там живет) Очень хорошо показана разница между Иудеями и сектой Хаббад, которая, собственно, и является бенефициаром всего того, что...
      2154
      Anton Alipov 29 декабря 2015 г. 22:56

      Стрéлков -?

      на макспарке общаюсь с разными людьми. В том числе и с теми, чьи взгляды не разделяю, и с теми, кто заставляет менять собственные представления,  позволяя посмотреть на вещи под  новым углом. Личность Гиркина меня сильно интересует. Я пытаюсь понять его роль в противостоянии России-Украины, его задачу, которую  решал бывший руководитель службы безопасно...
      1363
      Anton Alipov 6 декабря 2015 г. 22:37

      Пять Сторон Света на всероссийском форуме "Школа Будущего" ноябрь, Санкт Петербург

      В конце ноября в городе на Неве прошла очередная всероссийская конференция, посвященная вопросам образования и награждение лауреатов, победивших в конкурсе "100 лучших школ России". Нас  тоже пригласили. Предлагаю вам наше выступление.https://youtu.be/loKAsM1CATE...
      1168
      Anton Alipov 2 ноября 2015 г. 23:18

      Christopher Bollyn: A321- Обратите внимание на израильский объект 8200

      Suspicions about the Russian Plane CrashКатастрофа российского пассажирского самолета в Синайской пустыне, недалеко от границы Египта и Израиля, вызывает некоторые обоснованные подозрения в нечестной игре лиц причастных к падению самолета.Хотя еще слишком рано говорить, что стало причиной аварии, есть некоторые явные признаки того, что катастрофа была вызвана полным ...
      2726
      Anton Alipov 30 октября 2015 г. 21:33

      Глюк, сбой, кибер-атака-?

      Третьего дня столкнулся  со странной проблемой.. На ящик пришло письмо странного характера, с просьбой ознакомиться с новым порядком налогообложения.Так как это явно не по мою душу, я его сразу же стер. В момент стирания Каспер завопил об опасности и предложил лечение с перезагрузкой. Ладно. Вроде все прошло нормально. Но после перезагрузки в упор перестали отк...
      1691
      Anton Alipov 25 октября 2015 г. 01:02

      Должно быть так: дружина и власть — ярость в бою — блага и достаток, заслуженные кровью и службой — медленное ожирение. А у них так: власть — блага и достаток — быстрое ожирение. Какого-то звена мучительно не хватает.

      Захар Прилепин: "Дети элиты должны служить, в противном случае это не элита" Бояре произошли из княжеских дружинников. Боярин означало — ярый в бою. Когда бояре ожирели, — Грозный их частично истребил. Аристократия (дворянство) воспринимала войну как часть своей жизни и часть своей службы. Иного пути не мыслилось. Добрая половина поэтов пушкинского круга...
      2808
      Anton Alipov 24 октября 2015 г. 20:56

      Правда про удар "Калибрами" о которой не говорят

      получено эксклюзивное видео запуска. Как было на самом деле, а не то, что показывали по ящику Прорвемся!!!  ...
      13824
      Anton Alipov 24 октября 2015 г. 00:57

      Как по-американски "POKAZUHA"?

      «Как известно» (с) в июле 2015 г. Корпус морской пехоты США объявил о достижении боевой готовности своих новых истребителей F-35B (точнее – IOC – «первоначальной операционной/боевой готовности»), которая последовала за «успешным» окончанием «операционных испытаний №1», проведенных на борту УДК «Уосп» двумя месяцами ранее.Однако традиционно свою ложку дегтя на этот «то...
      2205
      Anton Alipov 23 октября 2015 г. 00:17

      Она была молода и ей нужны были деньги! И вообще её заставили!

      Без комментариев......источник http://mirtesen.ru/people/173709787...
      1947
      Anton Alipov 22 октября 2015 г. 17:11

      Халифат и шариат: все, что нужно знать о «сирийской оппозиции»

      Практически все внимание журналистов, следящих за сирийским конфликтом, уделяется «Исламскому государству» и столкновениям между боевиками ИГ и войсками Башара Асада. В такой ситуации из поля зрения наблюдателя выпадает целый пласт сведений о том, что происходит в остальной части Сирии. Возникает иллюзия того, что противоборствующих сторон всего четыре: армия Асада, «...
      2838
      Anton Alipov 22 октября 2015 г. 13:20

      От реформ к войне. Что такое режим Башара Асада АЛЕКСАНДР БАУНОВ

      Крошка сын к отцу пришел, а мог бы не приходить, ведь не собирался, и не было бы кровавого диктатора Башара Асада. У британцев, которым доктор Асад удалял катаракту, и в мыслях не было называть его сирийским мясником. Но в 1994 году старший сын президента Хафеза Асада, наследный принц Басиль разбился, разогнавшись на «мерседесе» в утреннем тумане на шоссе Дамаск – аэр...
      1903
      Anton Alipov 21 октября 2015 г. 21:09

      ИГИЛ – это шоу и миф стоимостью в миллиарды долларов и тысячи человеческих жизней

      В Ростове-на-Дону подростки устроили фотосессию в стиле террористов ИГИЛ. Не где-нибудь, а в лицее имени Суворова. Один стоял на коленях, другой делал вид, что отрезает ему голову, третий фотографировал и выкладывал снимки в социальные сети.И это тогда, когда по всем телеканалам – маленькая победоносная война. Против тех же ИГИЛ. Да уж, кощунственная несостыковочка. К...
      1803
      Anton Alipov 21 октября 2015 г. 15:43

      План Даллеса и советский кинематограф

      Собственно  небольшой отрывок из знаменитого фильма. Комментарии не нужны. Просто тогда  это как то прошло мимо. А сейчас..... https://youtu.be/-KQgl65m1p4...
      1346
      Anton Alipov 19 октября 2015 г. 18:19

      Реконструктор , кто он Стрелóк или Стрéлка

      Вчера прочел вот это. Возможно что просто вброс. Возможно что правда. Но эта короткая статья в очередной раз  включила во мне какие то неправильные механизмы недоверия. Кто он Игорь Гиркин-? Появившийся вдруг, внезапно, и сразу ставший настоящей Иконой. Этому  способствовало все. И внешний благородный образ  "белогвардейского" офицера, с уставшим...
      3936
      Anton Alipov 17 октября 2015 г. 01:53

      что бы это значило? Йеллостоун, или... Запущены ранее неактивные радиостанции, и они передали сигнал "Внимание коллапс!»

      только что отловил из сетей Unusual happenings with inactive radio stations, signaling something big about to happen?Вдруг неожиданно вернулись к активной трансляции сразу несколько радиостанций, известных странными передачамиВ диапазоне SKYKING (8992 или 11175 кГц USB) были переданы позывные под названием "Коллапс", и это была первая передача, которую м...
      2653
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика