• РЕГИСТРАЦИЯ

Топливо взрывается - полет нормальный

Nikkuro
Русские войн не начинают. Русские их заканчивают...
20 января 2018 г. 16:01 10 912

Создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего  

Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены.

Детонация - это взрыв. Можно ли ее сделать управляемой? Можно ли на базе таких двигателей создать гиперзвуковое оружие? Какие ракетные двигатели будут выводить необитаемые и пилотируемые аппараты в ближний космос? Об этом наш разговор с заместителем гендиректора - главным конструктором "НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко" Петром Левочкиным.

- Петр Сергеевич, какие возможности открывают новые двигатели?

Петр Левочкин: Если говорить о ближайшей перспективе, то сегодня мы работаем над двигателями для таких ракет, как "Ангара А5В" и "Союз-5", а также другими, которые находятся на предпроектной стадии и неизвестны широкой публике. Вообще наши двигатели предназначены для отрыва ракеты от поверхности небесного тела. И она может быть любой - земной, лунной, марсианской. Так что, если будут реализовываться лунная или марсианская программы, мы обязательно примем в них участие.

- Какова эффективность современных ракетных двигателей и есть ли пути их совершенствования?

- Если говорить об энергетических и термодинамических параметрах двигателей, то можно сказать, что наши, как, впрочем, и лучшие зарубежные химические ракетные двигатели на сегодняшний день достигли определенного совершенства. Например, полнота сгорания топлива достигает 98,5 процента. То есть практически вся химическая энергия топлива в двигателе преобразуется в тепловую энергию истекающей струи газа из сопла.

Совершенствовать двигатели можно по разным направлениям. Это и применение более энергоемких компонентов топлива, введение новых схемных решений, увеличение давления в камере сгорания. Другим направлением является применение новых, в том числе аддитивных, технологий с целью снижения трудоемкости и, как следствие, снижение стоимости ракетного двигателя. Все это ведет к снижению стоимости выводимой полезной нагрузки.

Однако при более детальном рассмотрении становится ясно, что повышение энергетических характеристик двигателей традиционным способом малоэффективно.

Использование управляемого взрыва топлива может дать ракете скорость в восемь раз выше скорости звука

- Почему?

- Увеличение давления и расхода топлива в камере сгорания, естественно, увеличит тягу двигателя. Но это потребует увеличение толщины стенок камеры и насосов. В результате сложность конструкции и ее масса возрастают, энергетический выигрыш оказывается не таким уж и большим. Овчинка выделки стоить не будет.

- То есть ракетные двигатели исчерпали ресурс своего развития?

- Не совсем так. Выражаясь техническим языком, их можно совершенствовать через повышение эффективности внутридвигательных процессов. Существуют циклы термодинамического преобразования химической энергии в энергию истекающей струи, которые гораздо эффективнее классического горения ракетного топлива. Это цикл детонационного горения и близкий к нему цикл Хамфри.

Сам эффект топливной детонации открыл наш соотечественник - впоследствии академик Яков Борисович Зельдович еще в 1940 году. Реализация этого эффекта на практике сулила очень большие перспективы в ракетостроении. Неудивительно, что немцы в те же годы активно исследовали детонационный процесс горения. Но дальше не совсем удачных экспериментов дело у них не продвинулось.

Теоретические расчеты показали, что детонационное горение на 25 процентов эффективней, чем изобарический цикл, соответстветствующий сгоранию топлива при постоянном давлении, который реализован в камерах современных жидкостно-рактивных двигателей.

- А чем обеспечиваются преимущества детонационного горения по сравнению с классическим?

- Классический процесс горения - дозвуковой. Детонационный - сверхзвуковой. Быстрота протекания реакции в малом объеме приводит к огромному тепловыделению - оно в несколько тысяч раз выше, чем при дозвуковом горении, реализованному в классических ракетных двигателях при одной и той же массе горящего топлива. А для нас, двигателистов, это означает, что при значительно меньших габаритах детонационного двигателя и при малой массе топлива можно получить ту же тягу, что и в огромных современных жидкостных ракетных двигателях.

- Не секрет, что двигатели с детонационным горением топлива разрабатывают и за рубежом. Каковы наши позиции? Уступаем, идем на их уровне или лидируем?

- Не уступаем - это точно. Но и сказать, что лидируем, не могу. Тема достаточно закрыта. Один из главных технологических секретов состоит в том, как добиться того, чтобы горючее и окислитель ракетного двигателя не горели, а взрывались, при этом не разрушая камеру сгорания. То есть фактически сделать настоящий взрыв контролируемым и управляемым. Для справки: детонационным называют горение топлива во фронте сверхзвуковой ударной волны. Различают импульсную детонацию, когда ударная волна движется вдоль оси камеры и одна сменяет другую, а также непрерывную (спиновую) детонацию, когда ударные волны в камере движутся по кругу.

- Насколько известно, с участием ваших специалистов проведены экспериментальные исследования детонационного горения. Какие результаты были получены?

- Были выполнены работы по созданию модельной камеры жидкостного детонационного ракетного двигателя. Над проектом под патронажем Фонда перспективных исследований работала большая кооперация ведущих научных центров России. В их числе Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, МАИ, "Центр Келдыша", Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Механико-математический факультет МГУ. В качестве горючего мы предложили использовать керосин, а окислителя - газообразный кислород. В процессе теоретических и экспериментальных исследований была подтверждена возможность создания детонационного ракетного двигателя на таких компонентах. На основе полученных данных мы разработали, изготовили и успешно испытали детонационную модельную камеру с тягой в 2 тонны и давлением в камере сгорания около 40 атм.

Данная задача решалась впервые не только в России, но и мире. Поэтому, конечно, проблемы были. Во-первых, связанные с обеспечением устойчивой детонации кислорода с керосином, во-вторых, с обеспечением надежного охлаждения огневой стенки камеры без завесного охлаждения и массой других проблем, суть которых понятна лишь специалистам.

- Можно ли использовать детонационный двигатель в гиперзвуковых ракетах?

- И можно, и нужно. Хотя бы потому, что горение топлива в нем сверхзвуковое. А в тех двигателях, на которых сейчас пытаются создать управляемые гиперзвуковые летательные аппараты, горение дозвуковое. И это создает массу проблем. Ведь если горение в двигателе дозвуковое, а двигатель летит, допустим, со скоростью пять махов (один мах равен скорости звука), надо встречный поток воздуха затормозить до звукового режима. Соответственно, вся энергия этого торможения переходит в тепло, которое ведет к дополнительному перегреву конструкции.

А в детонационном двигателе процесс горения идет при скорости как минимум в два с половиной раза выше звуковой. И, соответственно, на эту величину мы можем увеличить скорость летательного аппарата. То есть уже речь идет не о пяти, а о восьми махах. Это реально достижимая на сегодняшний день скорость летательных аппаратов с гиперзвуковыми двигателями, в которых будет использоваться принцип детонационного горения.

- Что будет дальше?

- Это сложный вопрос. Мы только приоткрыли дверь в область детонационного горения. Еще очень много неизученного осталось за скобками нашего исследования. Сегодня совместно с РКК "Энергия" мы пытаемся определить, как может в перспективе выглядеть двигатель в целом с детонационной камерой применительно к разгонным блокам.

- На каких двигателях человек полетит к дальним планетам?

- По-моему мнению, еще долго мы будем летать на традиционных ЖРД занимаясь их совершенствованием. Хотя безусловно развиваются и другие типы ракетных двигателей, например, электроракетные (они значительно эффективнее ЖРД - удельный импульс у них в 10 раз выше). Увы, сегодняшние двигатели и средства выведения не позволяют говорить о реальности массовых межпланетных, а уж тем более межгалактических перелетов. Здесь пока все на уровне фантастики: фотонные двигатели, телепортация, левитация, гравитационные волны. Хотя, с другой стороны, всего сто с небольшим лет назад сочинения Жюля Верна воспринимались как чистая фантастика. Возможно, революционного прорыва в той сфере, где мы работаем, ждать осталось совсем недолго. В том числе и в области практического создания ракет, использующих энергию взрыва.

Досье: 

"Научно-производственное объединение Энергомаш" основано Валентином Петровичем Глушко в 1929 году. Сейчас носит его имя. Здесь разрабатывают и выпускают жидкостные ракетные двигатели для I, в отдельных случаях II ступеней ракет-носителей. В НПО разработано более 60 различных жидкостных реактивных двигателей. На двигателях "Энергомаша" был запущен первый спутник, состоялся полет первого человека в космос, запущен первый самоходный аппарат "Луноход-1". Сегодня на двигателях, разработанных и произведенных в НПО "Энергомаш", взлетает более девяноста процентов ракет-носителей в России.

Источник

Русские войн не начинают. Русские их заканчивают...

В пятницу подъезжаю к гипермаркету...

В пятницу подъезжаю к гипермаркету, затариться пивком да креветками. Смотрю - свободное место есть, рядом с офигенным харлеем.Паркуюсь, выхожу из машины, начинаю рассматривать его, так как люблю мотоц...

Русофобская тусовка

Тусовка. Нет ничего более мерзкого и застойного, чем тусовка. Тусовка – это болото, где заводятся толстые жабы, которые не пропускают ни свежего воздуха, ни чистой воды, ни молодых талант...

Герой и предатель
  • Potap1956
  • 19 сентября 20:50
  • В топе

Давно смолкли залпы орудий,Над нами лишь солнечный свет, На чём проверяются люди,Если войны уже нет? ***Все мы, родившиеся в СССР, прекрасно помним 90-е. Турецкие кожаные куртки и малиновые пиджаки, п...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Nikkuro 18 сентября 21:42

    От шпионажа за родителями до жизни в Москве

    Что рассказал в своих мемуарах Эдвард Сноуден  17 сентября на прилавках книжных магазинов ряда стран появилась автобиография Эдварда Сноудена под названием Permanent Record («Личное дело»). В этой книге бывший агент ЦРУ и АНБ рассказывает подробности расследования, которое вынудило его скрываться от американских властей. Сноуден делит свою жизнь на три части...
    148
    Nikkuro 18 сентября 21:16

    Пекин-Вашингтону: не смешите наши «Дунфэны»!

    Почему «новейшая» американская противокорабельная ракета не сможет сдержать китайский флот   Си Цзиньпин и Дональд Трамп.«Срочная новость» - так была анонсирована на сайте www.defensenews.com статья Дэвида Лартера «ВМС США размещают новую ракету-убийцу кораблей на заднем дворе Китая». И тут же возник умозрительный образ некоего уникального амер...
    122
    Nikkuro 15 сентября 21:56

    Кардиолог назвал вредные для сна позы

    Самая полезная для человеческого организма поза для сна - на спине, а вот любителям восстанавливать силы на боку и на животе стоит задуматься о возможных побочных последствиях. Об этом в эфире радио "Спутник в Крыму" рассказал главный внештатный кардиолог министерства здравоохранения Республики Крым Валерий Садовой. - Поза "на боку" вредна для позвоночни...
    483
    Nikkuro 15 сентября 19:35

    Полёт «Кондора»: загадки необъявленной войны

    Международное сотрудничество может принимать самые странные формы. Крестовый поход в Латинской Америке против коммунизма превратился в коллективную охоту на политических оппонентов — и в «охоту на ведьм» с аутодафе. Что такое «Операция Кондор», каковы были её задачи, и какое отношение ко всему имели США — в нашей статье.   Кругом врагиФактическ...
    688
    Nikkuro 14 сентября 12:39

    Польские генералы: «Между Германией и Польшей существует секретный военный договор против СССР»

    Главной целью Мюнхенского пакта 1938 года были ослабление и разгром России, независимо от существующего строя. Сговор объединил правящие круги нацистской Германии, «панской» Польши и колониальных «демократий» Англии и Франции   Польские войска в Тешинской области Чехословакии в 1938 году действовали сообща с германскими.1 сентября 1939 года нап...
    537
    Nikkuro 14 сентября 09:48

    Первую в истории межзвёздную комету открыл крымчанин

    Крымский астроном обнаружил первую в истории межзвёздную комету. Небесное тело с другой солнечной системы пролетит над нашей планетой и максимально приблизится к Земле в декабре. Наши журналисты первыми оказались в генштабе учёного. Эксклюзивный репортаж Лили Веджат. Генштаб, как его сам называет Геннадий Борисов, и этот экран - место, к...
    732
    Nikkuro 14 сентября 09:23

    В случае военного конфликта с Россией...

    «Немцы поддержали бы даже корову, если бы она была против США…»    Несколько дней назад на одну из военных баз США в Европе была передислоцирована боевая тактическая группа мультидоменной войны армии США. Это подразделение, насчитывающее от 300 до 500 военнослужащих, уже приняло участие в военных учениях Rim of the Pacific–2018 на ракетном по...
    530
    Nikkuro 13 сентября 11:36

    В России создан 3D-радар нового типа

    В России создан прототип радара, основанный на технологии радиофотоники. Он будет выдавать информацию в виде трехмерного изображения. Об этом сообщают «Известия» со ссылкой на собственные источники в Министерстве обороны.   Российская армия вскоре может получить новый тип радаров, который способен эффективнее традиционных станций выявлять цели ...
    1795
    Nikkuro 12 сентября 23:30

    «Особо секретный разведывательный монстр» Америки

    Мастера «плаща и кинжала» не верят Трампу, а Трамп не жалует разведывательное сообщество. Перевес сил может наступить после президентских выборов-2020   Трамп не жалует разведывательное сообщество своей страны.Центральное разведывательное управление вывезло в 2017 году из России своего «ценного агента», который, как сообщила телекомпания CNN со...
    727
    Nikkuro 12 сентября 09:05

    Возрожденный завод в Орске получил заказов на 2 миллиарда рублей

    Воссозданный при участии "Газпромбанка" и Уралмашзавода на базе обанкротившегося машиностроительного гиганта "Ормето-ЮУМЗ" завод в Орске сформировал портфель заказов на два миллиарда рублей. Среди заказчиков значатся крупнейшие металлургические компании - в том числе ЕВРАЗ и Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение из Казахстана. ...
    983
    Nikkuro 11 сентября 09:47

    «Газпром» обеспоточен происходящим в Европе

    Решение по Opal ставит под угрозу полноценный доступ к «Северному потоку-2»   Неожиданное решение Суда ЕС по отмене расширенного доступа «Газпрома» к газопроводу Opal будет иметь более серьезные последствия, чем потеря возможности поставлять в Германию около 13 млрд кубометров газа в год. Суд согласился с мнением Польши, что Еврокомиссия в данн...
    3886
    Nikkuro 10 сентября 10:49

    Хорошая плохая «Ангара», или Что случилось с главной российской ракетой?

    Перспективная тяжёлая ракета «Ангара» внезапно подверглась критике министерства обороны. Говорят, что она «не соответствует заявленным требованиям», и вообще. Что теперь делать и как так получилось? Попытаемся разобраться.   В общем, так: мне теперь из этого дома два пути — или я её веду в ЗАГС, либо она меня ведёт к прокурору   ...
    2061
    Nikkuro 10 сентября 08:23

    Президент в бикини

     Глава Республики Хорватия Колинда Грабар-Китарович изучала историю по американским учебникам. Поэтому ее шокирующему заявлению об «основном вкладе усташей в борьбу с фашизмом» удивляться нечего   Президент Хорватии Колинда Грабар-Китарович. Памятное мероприятие, которое устроили поляки по случаю 80-летия начала Второй мировой войны, ...
    4325
    Nikkuro 8 сентября 22:18

    Национал-либерализм шагает по планете

    По большому счёту - это тот же национал-социализм, только вид сбоку, потому что нет принципиальной разницы, на какой основе одна нация или одна политическая система провозглашает своё превосходство над остальным миром   United States of America über alles (Америка превыше всего).  Почему мы изображаем из себя страуса с мордой в песке ...
    1256
    Nikkuro 8 сентября 20:24

    Три случая из закордонной жизни нелегала Амира

    Служебная биография Героя Советского Союза разведчика Геворка Вартаняна стала учебным пособием для слушателей Академии внешней разведки России   Разведчики Геворк Андреевич и Гоар Левоновна Вартанян в одной из зарубежных стран. Все уже знают, любимые зрителями шпионские боевики не имеют ничего общего с реальной разведывательной службой, и ...
    2179
    Nikkuro 6 сентября 11:38

    Летающая бомба для Парижа

    Как над Эйфелевой башней чуть не взорвали самолёт  11 сентября 2001 года множество людей в разных уголках планеты приникли к экранам телевизоров, следя за развернувшейся в прямом эфире хроникой теракта, — угнанные террористами самолёты таранили нью-йоркские башни-близнецы. И мало кто вспоминал, что подобные кадры могли появиться ещё в 1994 году.   ...
    1293
    Nikkuro 5 сентября 10:46

    Европейский спутник увернулся от столкновения с аппаратом Илона Маска

    Спутнику Aeolus пришлось перейти на более высокую орбиту   Европейский спутник Aeolus, предназначенный для исследования климата на Земле, выполнил маневр, чтобы не столкнуться с одним из аппаратов проекта Starlink, разработанного компанией SpaceX. Об этом сообщило в понедельник Европейское космическое агентство (ЕКА) в Twitter.  "Этим...
    873
    Nikkuro 4 сентября 12:31

    Ту-95МС против В-52. Крылатый паритет времён «холодной войны»

    Русский «Медведь» берёт надёжностью и точностью удара, «американец» - скоростью и бомбовой нагрузкой   Насколько сегодня может быть страшен самолёт образца 1950-х? Оказывается, настолько, что способен довести до истерики целый континент. Именно так случилось в конце июля, когда российский Ту-95 вместе с китайскими коллегами совершал учебный пол...
    1436
    Nikkuro 4 сентября 08:38

    Кому Starliner, а кому «Союз»: будущее полетов на МКС

    Что ожидает транспорт к станции   Уже в ближайшие месяцы Россия может утратить монополию на доставку людей и грузов на Международную космическую станцию: близятся первые запуски пилотируемых кораблей, созданных компаниями Boeing и SpaceX в США. Это означает, что на «Союзах» на МКС теперь будут летать только российские космонавты. Indicator.Ru р...
    4393
    Nikkuro 3 сентября 13:07

    «Наркоманы на борту, сэр!»: как «развлекается» английский флот

    Матросы Её Величества не сухари какие-нибудь — они обожают отдыхать и оттягиваться по полной! Больше всего это любят делать подводники. Особенно, когда управляют мощной подводной лодкой со сверхсекретными инструкциями про ядерный удар… Июнь 2019-го. I got Stolly and Bolly and Molly, so I’m jolly Самая важная работа в мире? Любимый остров может спать...
    1646
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика