Motor cu jet de aer pulsatoriu pentru modele. Motor cu jet DIY. Proiecte grilă supapă

Biroul de proiectare experimentală Lyulka a dezvoltat, fabricat și testat un prototip al unui motor de detonare pulsatorie cu rezonator cu combustie în două etape a unui amestec de kerosen-aer. După cum sa raportat, forța medie măsurată a motorului a fost de aproximativ o sută de kilograme, iar durata funcționării continue a fost mai mare de zece minute. Până la sfârșitul acestui an, OKB intenționează să producă și să testeze un pulsator de dimensiuni mari motor de detonare.

Potrivit proiectantului șef al Biroului de Proiectare Lyulka Alexander Tarasov, în timpul testelor, modurile de funcționare tipice pentru un turboreactor și motoare ramjet... Valorile măsurate ale propulsiei specifice și ale consumului specific de combustibil s-au dovedit a fi cu 30-50 la sută mai bune decât cele ale motoarelor convenționale cu jet de aer. În timpul experimentelor, noul motor a fost pornit și oprit în mod repetat, precum și controlul tracțiunii.

Pe baza studiilor efectuate, obținute în timpul testării datelor, precum și a analizei proiectării circuitelor, Lyulka Design Bureau intenționează să propună dezvoltarea unei familii întregi de motoare de aeronave cu detonație pulsatorie. În special, pot fi create motoare cu o durată scurtă de viață pentru vehicule aeriene fără pilot și rachete și motoare de aeronave cu un mod de zbor supersonic de croazieră.

În viitor, pe baza noilor tehnologii, pot fi create motoare pentru sisteme spațiale rachete și centrale combinate de aeronave capabile să zboare în atmosferă și nu numai.

Potrivit biroului de proiectare, noile motoare vor crește raportul de împingere / greutate al aeronavei de 1,5-2 ori. În plus, atunci când se utilizează astfel de centrale electrice, raza de zbor sau masa armelor aeronavei poate crește cu 30-50 la sută. În același timp, proporția de motoare noi va fi de 1,5-2 ori mai mică decât cea a sistemelor convenționale de propulsie cu jet.

Faptul că în Rusia se lucrează la crearea unui motor de detonație pulsatorie, în martie 2011. Acest lucru a fost afirmat atunci de Ilya Fedorov, director general al asociației de cercetare și producție Saturn, care include Biroul de proiectare Lyulka. Fedorov nu a precizat despre ce tip de motor de detonare a fost discutat.

În prezent, există trei tipuri de motoare pulsatorii - supapă, fără supapă și detonare. Principiul de funcționare al acestor centrale este de a furniza periodic combustibil și un oxidant în camera de ardere, unde amestecul de combustibil este aprins și produsele de ardere curg din duză pentru a se forma impulsul jetului... Diferența față de motoarele cu reacție convenționale constă în combustia prin detonare a amestecului de combustibil, în care frontul de combustie se propagă viteza mai mare sunet.

Motorul cu reacție pulsatorie a fost inventat la sfârșitul secolului al XIX-lea de inginerul suedez Martin Wiberg. Un motor pulsatoriu este considerat simplu și ieftin de fabricat, cu toate acestea, datorită naturii arderii combustibilului, acesta nu este fiabil. Pentru prima dată, un nou tip de motor a fost folosit în serie în timpul celui de-al doilea război mondial pe rachetele de croazieră germane V-1. Au fost propulsate de motorul Argus As-014 de la Argus-Werken.

În prezent, mai multe firme majore de apărare din lume sunt angajate în cercetarea creării unor motoare cu reacție cu impulsuri extrem de eficiente. În special, lucrarea este realizată de compania franceză SNECMA și de American General Electric și Pratt & Whitney. În 2012, Laboratorul de Cercetare al Marinei SUA intenționa să dezvolte un motor de detonare prin rotire care să înlocuiască sistemele convenționale de propulsie a turbinei cu gaz de pe nave.

Motoarele cu detonație de centrifugare diferă de cele care pulsează prin aceea că arderea prin detonare a amestecului de combustibil din ele are loc continuu ─ frontul de combustie se mișcă într-o cameră de ardere inelară, în care amestec de combustibil actualizat constant.

Schema PUVRD este prezentată în Fig. 3.16.

Figura 3.16 Schema unui motor cu reacție pulsatorie:

difuzor, dispozitiv cu 2 valve; 3- duze; 4 - cameră de ardere; 5 - duză; 6- țeava de eșapament.

Combustibilul este injectat prin injectoarele 3, formând un amestec de combustibil cu aer comprimat în difuzorul 1.

Amestecul de combustibil este aprins în camera de ardere 4 de la o lumânare electrică. Arderea amestecului de combustibil, injectat în anumite cantități, durează sutimi de secundă. De îndată ce presiunea din camera de ardere devine mai mare decât presiunea aerului din fața dispozitivului de supapă, supapele plăcii sunt închise. Cu un volum suficient de mare al duzei 5 și țeavă de eșapament 6, instalat special pentru a crește volumul, creează o contrapresiune a gazelor din camera de ardere. În timpul arderii combustibilului, modificarea cantității de gaze din volumul din spatele camerei de ardere este neglijabilă; prin urmare, se crede că arderea are loc la un volum constant.

După arderea unei porțiuni de combustibil, presiunea din camera de ardere scade, astfel încât supapele 2 se deschid și admit o nouă porțiune de aer din difuzor.

Figura 3.17. este prezentat ciclul termodinamic ideal al unei DCA pulsante.

NS
procese de buclă:

1-2 - compresie de aer în difuzor;

2-3 - alimentare cu căldură izocorică în camera de ardere;

3-4 - expansiunea adiabatică a gazelor în duză;

4-1 - răcirea izobarică a produselor de ardere în atmosferă cu îndepărtarea căldurii.

Figura 3.17. Ciclul PUVRD.

După cum se arată în Fig. 3.17, ciclul PUVRD nu diferă de ciclul GTU cu alimentare cu căldură izocorică. Apoi, prin analogie cu (3.8.), Putem scrie imediat formula pentru eficiența termică a PuVRD

(3.20.)

Gradul de creștere a presiunii suplimentare în camera de ardere;

- gradul de creștere a presiunii în difuzor.

Astfel, eficiența termică a unui VRJ pulsatoriu este mai mare decât cea a unui jet de ram, datorită temperaturii integrale medii mai ridicate a sursei de căldură.

Complicația proiectării PuVRD a dus la o creștere a masei sale comparativ cu ramjetul.

3.5.3. Motoare turboreactoare cu compresor (td)

Aceste motoare sunt cele mai utilizate în aviație. În motorul turbojet există o compresie de aer în două etape (în difuzor și în compresor) și o expansiune în două etape a produselor de ardere ale amestecului de combustibil (în turbina cu gaz și în duză).

O diagramă schematică a motorului turbojet este prezentată în Figura 3.18.

Figura 3.18. Diagramă schematică Motorul cu turboreactor și natura modificării parametrilor fluidului de lucru pe traseul gaz-aer:

1-difuzor; compresor pe 2 axe; 3- cameră de ardere; 4- turbină cu gaz; 5- duza.

Presiunea aerului de împingere crește mai întâi în difuzorul 1, apoi în compresorul 2. Compresorul este acționat de turbina cu gaz 4. Combustibilul este furnizat în camera de ardere 3, unde formează un amestec de combustibil cu aerul și arde la presiune constantă. Produsele de ardere se extind mai întâi pe palele turbinei cu gaz 4 și apoi în duză. Ieșirea gazelor din duză la o viteză mai mare creează o forță de împingere care propulsează aeronava.

Ciclul ideal al motorului cu turboreactor termodinamic este similar ciclului motorului cu jet de ram, dar completat de procese din compresor și turbină (Figura 3.19).

Figura 3.19. Ciclul motorului turboreactor ideal înP- Vdiagramă

Procese ciclice:

1-2 - compresie adiabatică a aerului în difuzor;

2-3 - compresie adiabatică a aerului din compresor;

3-4 - furnizarea izobarică de căldură din arderea amestecului de combustibil în camera de ardere;

4-5 - expansiunea adiabatică a produselor de ardere pe palele turbinei;

5-6 - expansiunea adiabatică a produselor de ardere în duză;

6-1 - răcirea produselor de ardere în atmosferă la presiune constantă cu transfer de căldură.

Eficiența termică este determinată de formula (3.19):

(3.21.)

- gradul rezultat de creștere a presiunii aerului în difuzor și compresor.

Datorită raportului de compresie mai mare al motorului ramjet, motorul cu turboreactor are o eficiență termică mai mare. Fără nici un amplificator de pornire, motorul turbojet dezvoltă forța necesară deja la pornire.

Un motor cu reacție pulsatorie (PUVRD) este unul dintre cele trei tipuri principale de motoare cu reacție (VRM), a cărui caracteristică este un mod de funcționare pulsatoriu. Ripple produce un sunet caracteristic și foarte puternic care face ca aceste motoare să fie ușor de recunoscut. Spre deosebire de alte tipuri unități de putere PUVRD are cel mai simplu design și greutate redusă.

Structura și principiul de funcționare al PUVRD

Un motor cu reacție pulsatorie este un canal gol deschis pe ambele părți. Pe de o parte - la intrare - este instalată o admisie de aer, în spatele ei există o unitate de tracțiune cu supape, apoi una sau mai multe camere de ardere și o duză prin care se află fluxul de jet. Deoarece funcționarea motorului este ciclică, cursele sale principale pot fi distinse:

• cursa de admisie, în timpul căreia se deschide supapa de admisie, iar aerul pătrunde în camera de ardere sub influența vidului din ea. În același timp, combustibilul este injectat prin injectoare, în urma căruia se formează o încărcare de combustibil;
• încărcătura de combustibil rezultată este aprinsă de scânteia bujiei, în timpul procesului de ardere se formează gaze cu presiune ridicata, sub acțiunea căruia se închide supapa de admisie;
• atunci când supapa este închisă, produsele de ardere ies prin duză, asigurând o împingere a jetului. În același timp, se formează un vid în camera de ardere la ieșirea gazelor de eșapament, supapa de admisie se deschide automat și admite o nouă porțiune de aer în interior.

Supapa de admisie a motorului poate avea diferite modele și aspect... Alternativ, poate fi realizat sub formă de jaluzele - plăci dreptunghiulare fixate pe cadru, care se deschid și se închid sub influența unei căderi de presiune. Un alt design este în formă de floare cu „petale” metalice dispuse în cerc. Prima opțiune este mai eficientă, dar a doua este mai compactă și poate fi utilizată pe structuri mici, de exemplu, în modelarea aeronavelor.

Combustibilul este furnizat de injectoare care au o supapă de reținere. Când presiunea din camera de ardere scade, o parte din combustibil este alimentată, când presiunea crește datorită arderii și expansiunii gazelor, alimentarea cu combustibil este oprită. În unele cazuri, de exemplu, la motoarele cu putere redusă de la modelele de aeronave, este posibil să nu existe injectoare, iar sistemul de alimentare cu combustibil seamănă în același timp cu un motor cu carburator.

Bujia este situată în camera de ardere. Creează o serie de descărcări și, atunci când concentrația de combustibil din amestec atinge valoarea dorită, încărcătura de combustibil se aprinde. Deoarece motorul este mic, pereții săi, din oțel, se încălzesc rapid în timpul funcționării și pot aprinde amestecul de combustibil la fel ca o lumânare.

Este ușor de înțeles că pentru a porni PUVRD este necesară o „împingere” inițială, în care prima porțiune de aer pătrunde în camera de ardere, adică astfel de motoare necesită accelerare preliminară.

Istoria creației

Prima dezvoltare înregistrată oficial a PuVRD datează din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. În anii 60, doi inventatori simultan, independent unul de celălalt, au reușit să obțină brevete pentru un nou tip de motor. Numele acestor inventatori sunt N.A. Teleshov. și Charles de Louvrier. La acel moment, evoluțiile lor nu erau utilizate pe scară largă, dar deja la începutul secolului al XX-lea, când căutau un înlocuitor pentru avioane motoare cu piston, Designerii germani au atras atenția asupra PUVRD. În timpul celui de-al doilea război mondial, germanii au folosit în mod activ proiectilul FAU-1 echipat cu un PUVRD, ceea ce s-a explicat prin simplitatea designului acestei unități de putere și ieftinitatea sa, deși în ceea ce privește performanța sa, a fost inferioară chiar și motoarelor cu piston. Aceasta a fost prima și singura dată din istorie când s-a folosit acest tip de motor productie in masa aeronave.

După sfârșitul războiului, PUVRD-urile au rămas „în afaceri militare”, unde au găsit aplicații ca unitate de putere pentru rachetele aer-suprafață. Dar și aici, în timp, și-au pierdut pozițiile din cauza limitelor de viteză, a nevoii de accelerație inițială și a eficienței reduse. Exemple de utilizare a rachetelor PuVRD sunt Fi-103, 10X, 14X, 16X, JB-2. ÎN anul trecut există un interes reînnoit pentru aceste motoare, apar noi dezvoltări care vizează îmbunătățirea acestuia, așa că, probabil, în viitorul apropiat PuVRD va deveni din nou cerut în aviația militară. În acest moment, motorul cu reacție pulsatorie este readus la viață în domeniul modelării, datorită utilizării materialelor de construcție moderne în execuție.

Caracteristicile PUVRD

Principala caracteristică a PUVRD, care îl diferențiază de motoarele turbojet (TRD) și ramjet (ramjet) „cele mai apropiate rude”, este prezența unei supape de admisie în fața camerei de ardere. Această supapă nu lasă înapoi produsele de ardere, determinând direcția de mișcare a acestora prin duză. La alte tipuri de motoare, nu este nevoie de supape - acolo aerul intră în camera de ardere deja sub presiune din cauza compresiei preliminare. Aceasta, la prima vedere, o nuanță nesemnificativă joacă un rol imens în opera PUVRD din punctul de vedere al termodinamicii.

A doua diferență față de motorul turboreactorului este operația ciclică. Se știe că într-un motor turbojet, procesul de ardere a combustibilului are loc aproape continuu, ceea ce asigură o împingere uniformă și uniformă a jetului. PUVRD funcționează ciclic, creând vibrații în interiorul structurii. Pentru a atinge amplitudinea maximă, este necesară sincronizarea vibrațiilor tuturor elementelor, care pot fi realizate prin selectarea lungimii duzei necesare.

Spre deosebire de un motor cu jet de ram, un motor cu jet de aer pulsant poate funcționa chiar la turații mici și în timp ce staționează, adică atunci când nu există flux de aer care se apropie. Este adevărat, funcționarea sa în acest mod nu este capabilă să asigure cantitatea de propulsie a jetului necesară pentru lansare, prin urmare aeronavele și rachetele echipate cu PUVRD necesită accelerare inițială.

Un mic videoclip cu lansările și activitatea PUVRD.

Tipuri de PUVRD

Pe lângă PUVRD obișnuit sub formă de canal rectiliniu cu supapă de admisie, așa cum este descris mai sus, există și soiurile sale: fără valvă și detonare.

PUVRD fără valvă, după cum sugerează și numele său, nu are o supapă de admisie. Motivul apariției și utilizării sale a fost faptul că supapa este o parte destul de vulnerabilă care se defectează foarte repede. În aceeași versiune „ verigă slabă»Este eliminat, prin urmare durata de viață a motorului este prelungită. Proiectarea PUVRD fără valvă are forma literei U cu capetele îndreptate înapoi de-a lungul impulsului jetului. Un canal este mai lung, este „responsabil” de tracțiune; a doua este mai scurtă, prin ea intră aer în camera de ardere, iar în timpul arderii și expansiunii gazelor de lucru, unele dintre ele ies prin acest canal. Acest design permite o mai bună ventilație a camerei de ardere, previne scurgerea încărcăturii de combustibil prin supapa de admisie și creează o împingere suplimentară, deși nesemnificativă.

fără versiune supapă PUVRD
fără supapă în formă de U pompă de presiune

Detonare PuVRD presupune arderea unei încărcări de combustibil în modul detonare. Detonarea implică o creștere bruscă a presiunii produselor de ardere din camera de ardere la un volum constant, iar volumul în sine crește pe măsură ce gazele se mișcă de-a lungul duzei. În acest caz, termica Eficiența motoruluiîn comparație nu numai cu un PUVRD convențional, ci și cu orice alt motor. În acest moment, acest tip de motoare nu sunt utilizate, ci se află în stadiul de dezvoltare și cercetare.

detonare RPVD

Avantajele și dezavantajele PUVRD, domeniul de aplicare

Principalele avantaje ale motoarelor cu reacție pulsatorie pot fi considerate designul lor simplu, ceea ce implică un cost redus. Aceste calități au devenit motivul utilizării lor ca unități de putere pe rachete militare, avioane fără pilot, ținte zburătoare, unde durabilitatea și viteza superioară nu sunt importante, dar capacitatea de a instala un motor simplu, ușor și ieftin capabil să dezvolte viteza necesară și livrarea unui obiect către țintă. Aceleași calități au adus popularitatea PUVRD în rândul fanilor modelării aeronavelor. Motoarele ușoare și compacte, pe care le puteți construi singur sau cumpăra la un preț accesibil, sunt excelente pentru modelele de aeronave.

Există multe dezavantaje ale PUVRD: nivel crescut de zgomot în timpul funcționării, consum de combustibil neeconomic, combustie incompletă, viteză limitată, vulnerabilitatea unor elemente structurale, cum ar fi supapa de admisie. Dar, în ciuda unei liste atât de impresionante de dezavantaje, PuVRD-urile sunt încă indispensabile în nișa lor pentru consumatori. Acestea sunt ideale pentru scopuri „unice”, atunci când nu are sens instalarea sistemelor de propulsie mai eficiente, mai puternice și mai economice.

Testele motorului de detonare

FPI_RUSIA / Vimeo

Laboratorul specializat „Motoare cu rachete cu propulsie lichidă de detonare” al asociației de cercetare și producție „Energomash” a testat primii demonstranți mondiali de tehnologii pentru motoare cu rachetă cu propulsie lichidă de detonare. Potrivit TASS, noile centrale electrice funcționează abur combustibil oxigen-kerosen.

Noul motor, spre deosebire de alte centrale electrice care funcționează conform principiului combustie interna, funcționează datorită detonării combustibilului. Detonarea este arderea supersonică a unei substanțe, în acest caz un amestec de combustibil. În acest caz, o undă de șoc se propagă prin amestec, urmată de o reacție chimică cu eliberarea unei cantități mari de căldură.

Studiul principiilor de funcționare și dezvoltarea motoarelor de detonare a fost efectuat în unele țări ale lumii de mai bine de 70 de ani. Primele astfel de lucrări au început în Germania în anii 1940. Este adevărat, atunci cercetătorii nu au reușit să creeze un prototip funcțional al motorului de detonare, dar au fost dezvoltate și produse în serie motoare cu jet de aer pulsatoare. Au fost plasate pe rachete V-1.

La motoarele cu reacție cu impulsuri, combustibilul a ars la o viteză subsonică. Această combustie se numește deflagrație. Motorul se numește motor pulsatoriu, deoarece combustibilul și oxidantul au fost alimentate în camera de ardere în porțiuni mici, la intervale regulate.

Harta presiunii în camera de ardere a unui motor cu detonare rotativă. A - undă de detonare; B - marginea din spate a undei de șoc; C - zona de amestecare a produselor de ardere proaspete și vechi; D - zona de umplere cu un amestec de combustibil; E - zona amestecului de combustibil ars nedetonat; F - zona de expansiune cu amestec detonat de combustibil ars

Motoarele de detonare de astăzi sunt împărțite în două tipuri principale: impulsive și rotative. Acestea din urmă se mai numesc și spin. Principiul de funcționare motoare cu impuls asemănătoare cu cea a motoarelor cu reacție cu impulsuri. Principala diferență constă în combustia prin detonare a amestecului de combustibil din camera de ardere.

Motoarele cu detonare rotativă utilizează o cameră de ardere inelară în care amestecul de combustibil este furnizat în serie prin supape amplasate radial. În astfel de centrale electrice, detonarea nu se umple - unda de detonare „rulează în jurul” camerei de ardere inelare, amestecul de combustibil din spatele ei are timp să se reînnoiască. Motorul rotativ a fost studiat pentru prima dată în URSS în anii 1950.

Motoarele de detonare sunt capabile să funcționeze într-o gamă largă de viteze de zbor - de la zero la cinci numere Mach (0-6,2 mii kilometri pe oră). Se crede că astfel de centrale pot produce putere mare consumând mai puțin combustibil decât motoarele cu reacție convenționale. În același timp, proiectarea motoarelor de detonare este relativ simplă: le lipsește un compresor și multe piese mobile.

Toate motoarele de detonare testate până acum au fost proiectate pentru avioane experimentale. O astfel de centrală electrică, testată în Rusia, este prima instalată pe o rachetă. Ce tip de motor de detonare a fost testat nu este specificat.

La sfârșitul lunii ianuarie, au fost raportate noi progrese în știința și tehnologia rusă. Din surse oficiale s-a știut că unul dintre proiectele interne ale unui motor cu reacție promițător de tip detonare a trecut deja etapa de testare. Acest lucru apropie momentul finalizării complete a tuturor lucrărilor necesare, în funcție de rezultatele cărora rachetele spațiale sau militare de design rusesc vor putea obține noi centrale electrice cu performanță îmbunătățită... Mai mult, noile principii de funcționare a motorului își pot găsi aplicarea nu numai în domeniul rachetelor, ci și în alte domenii.

La sfârșitul lunii ianuarie, vicepremierul Dmitry Rogozin a declarat presei interne despre ultimele succese ale organizațiilor de cercetare. Printre alte subiecte, el a abordat procesul de creare a motoarelor cu reacție folosind noi principii de funcționare. Un motor promițător cu combustie prin detonare a fost deja testat. Potrivit vicepremierului, aplicarea noilor principii de lucru centrală electrică vă permite să obțineți o creștere semnificativă a caracteristicilor. În comparație cu structurile arhitecturii tradiționale, se observă o creștere a impulsului de aproximativ 30%.

Diagrama motorului cu rachetă de detonare

Motoarele rachete moderne de diferite clase și tipuri, operate în diverse domenii, folosesc așa-numitele. ciclul izobaric sau arderea deflagrației. Camerele lor de ardere mențin o presiune constantă la care combustibilul arde încet. Un motor bazat pe principii de deflagrație nu are nevoie de unități deosebit de durabile, cu toate acestea, este limitat în performanțe maxime. Creșterea caracteristicilor de bază, pornind de la un anumit nivel, se dovedește a fi nerezonabil de dificilă.

O alternativă la un motor cu un ciclu izobaric în contextul îmbunătățirii performanței este un sistem cu așa-numitul. combustie prin detonare. În acest caz, reacția de oxidare a combustibilului are loc în spatele undei de șoc care se deplasează cu o viteză mare prin camera de ardere. Acest lucru pune cerințe speciale asupra designului motorului, dar oferă în același timp avantaje evidente. În ceea ce privește eficiența arderii combustibilului, arderea prin detonare este cu 25% mai bună decât deflagrarea. De asemenea, diferă de arderea cu presiune constantă prin puterea crescută de eliberare a căldurii pe unitatea de suprafață a frontului de reacție. În teorie, este posibil să se mărească acest parametru cu trei până la patru ordine de mărime. În consecință, viteza gazelor reactive poate fi mărită de 20-25 de ori.

Astfel, motorul de detonare, cu un coeficient crescut acțiune utilă, este capabil să dezvolte mai multă tracțiune cu un consum mai mic de combustibil. Avantajele sale față de modelele tradiționale sunt evidente, dar până de curând, progresele în acest domeniu au lăsat mult de dorit. Principiile unui motor cu jet de detonare au fost formulate în 1940 de către fizicianul sovietic Ya.B. Zeldovich, dar produsele finite de acest fel nu au ajuns încă la exploatare. Principalele motive pentru lipsa unui succes real sunt problemele legate de crearea unei structuri suficient de puternice, precum și dificultatea de a lansa și de a menține apoi o undă de șoc folosind combustibili existenți.

Unul dintre ultimele proiecte interne în domeniul detonării motoare rachete a început în 2014 și este dezvoltat la NPO Energomash numit după Academician V.P. Glushko. Conform datelor disponibile, scopul proiectului cu codul „Ifrit” a fost studierea principiilor de bază tehnologie nouă odată cu crearea ulterioară a unui motor rachetă cu propulsie lichidă folosind kerosen și oxigen gazos. Noul motor, numit după demonii de foc din folclorul arab, s-a bazat pe principiul combustiei prin detonare de spin. Astfel, în conformitate cu ideea principală a proiectului, unda de șoc trebuie să se deplaseze continuu într-un cerc în interiorul camerei de ardere.

Dezvoltatorul principal al noului proiect a fost NPO Energomash, sau mai bine zis un laborator special creat pe baza acestuia. În plus, mai multe alte organizații de cercetare și dezvoltare au fost implicate în lucrare. Programul a primit sprijin de la Advanced Research Foundation. Prin eforturi comune, toți participanții la proiectul Ifrit au reușit să formeze un aspect optim pentru un motor promițător, precum și să creeze un model de cameră de ardere cu noi principii de funcționare.

Pentru a studia perspectivele întregii direcții și idei noi, așa-numitul. un model de cameră de combustie cu detonare care îndeplinește cerințele proiectului. Un astfel de motor experimentat cu o configurație redusă trebuia să folosească kerosen lichid drept combustibil. Oxigenul gazos a fost sugerat ca agent oxidant. În august 2016, a început testarea unui prototip de cameră. Este important ca pentru prima dată într-un astfel de proiect să fi fost posibil să-l aducem la etapa testelor pe bancă. Anterior, au fost dezvoltate motoare rachete cu detonare internă și străină, dar nu testate.

În timpul testelor eșantionului model, s-au obținut rezultate foarte interesante, care arată corectitudinea abordărilor utilizate. Deci, datorită utilizării materialelor și tehnologiilor potrivite, sa dovedit a aduce presiunea din interiorul camerei de ardere la 40 de atmosfere. Puterea produsului experimental a ajuns la 2 tone.

Model de cameră pe o bancă de testare

Anumite rezultate au fost obținute în cadrul proiectului Ifrit, dar motorul de detonare alimentat cu lichid intern este încă departe de a fi aplicat în mod practic. Înainte de introducerea unor astfel de echipamente în noi proiecte de tehnologie, proiectanții și oamenii de știință trebuie să rezolve o serie de probleme cele mai grave. Abia atunci industria rachetei și spațiului sau industria de apărare vor putea începe să realizeze potențialul noii tehnologii în practică.

La mijlocul lunii ianuarie, Rossiyskaya Gazeta a publicat un interviu cu proiectantul-șef al NPO Energomash, Pyotr Lyovochkin, despre starea actuală a lucrurilor și perspectivele motoarelor de detonare. Reprezentantul companiei dezvoltatoare a reamintit principalele prevederi ale proiectului și a atins și tema succeselor obținute. În plus, el a vorbit despre posibilele domenii de aplicare a „Ifrit” și structuri similare.

De exemplu, motoarele de detonare pot fi utilizate în aeronavele hipersonice. P. Lyovochkin a reamintit că motoarele propuse acum pentru utilizarea pe astfel de echipamente utilizează combustie subsonică. La viteza hipersonică a aparatului de zbor, aerul care intră în motor trebuie să fie decelerat până la modul sunet. Cu toate acestea, energia de frânare trebuie să conducă la sarcini termice suplimentare pe cadru. La motoarele cu detonare, rata de ardere a combustibilului atinge cel puțin M = 2,5. Acest lucru face posibilă creșterea vitezei de zbor a aeronavei. Mașină similară cu un motor de tip detonare, va putea accelera la viteze de opt ori mai mari decât viteza sunetului.

Cu toate acestea, perspectivele reale pentru motoarele rachete de tip detonare nu sunt încă foarte mari. Potrivit lui P. Lyovochkin, „tocmai am deschis ușa către zona de ardere prin detonare”. Oamenii de știință și proiectanții vor trebui să studieze multe aspecte și numai după aceea va fi posibil să se creeze structuri cu potențial practic. Din această cauză, industria spațială va trebui să utilizeze motoare cu propulsie lichidă tradiționale pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce, totuși, nu neagă posibilitatea îmbunătățirii lor ulterioare.

Un fapt interesant este că principiul detonării combustiei este utilizat nu numai în domeniul motoarelor rachete. Există deja un proiect intern pentru un sistem de aviație cu o cameră de combustie de tip detonare care funcționează pe principiul impulsului. Un prototip de acest fel a fost adus la încercare și, în viitor, poate da startul unei noi direcții. Noile motoare cu combustie prin lovire pot găsi aplicații într-o gamă largă de domenii și înlocuiesc parțial motoarele cu turbină cu gaz sau turboreactoare de design tradițional.

Proiectul intern al unui motor de aeronave de detonare este în curs de dezvoltare la OKB im. A.M. Leagăn. Informațiile despre acest proiect au fost prezentate pentru prima dată la forumul internațional militar-tehnic de anul trecut „Armata-2017”. La standul companiei dezvoltatoare se aflau materiale diverse motoare, atât în ​​serie, cât și în curs de dezvoltare. Printre acestea din urmă a fost un eșantion promițător de detonare.

Esența noii propuneri este de a utiliza o cameră de ardere nestandardă capabilă să detoneze pulsat combustia într-o atmosferă de aer. În acest caz, frecvența „exploziilor” în interiorul motorului trebuie să ajungă la 15-20 kHz. În viitor, este posibil să se mărească în continuare acest parametru, în urma căruia zgomotul motorului va depăși intervalul perceput de urechea umană. Astfel de caracteristici ale motorului pot fi de un anumit interes.

Prima lansare a produsului experimental „Ifrit”

Cu toate acestea, principalele avantaje ale noii centrale electrice sunt asociate cu performanțe îmbunătățite. Testele de bancă ale prototipurilor au arătat că sunt cu aproximativ 30% superioare celor tradiționale motoare cu turbină cu gaz prin indicatori specifici. Până la prima demonstrație publică de materiale pe motorul OKB im. A.M. Leagănele au putut ajunge suficient de sus caracteristici de performanta... Un motor experimentat de un nou tip a reușit să funcționeze timp de 10 minute fără întrerupere. Durata totală de funcționare a acestui produs la stand în acel moment a depășit 100 de ore.

Reprezentanții dezvoltatorului au indicat că este deja posibil să se creeze un nou motor de detonare cu o tracțiune de 2-2,5 tone, potrivit pentru instalarea pe avioane ușoare sau vehicule aeriene fără pilot. În proiectarea unui astfel de motor, se propune utilizarea așa-numitului. dispozitive rezonatoare responsabile de evoluția corectă a combustiei. Un avantaj important al noului proiect este posibilitatea fundamentală de a instala astfel de dispozitive oriunde în cadru.

Experții din OKB le. A.M. Cradele lucrează la motoare de avioane cu combustie prin detonare prin impuls de mai bine de trei decenii, dar până în prezent proiectul nu a părăsit stadiul de cercetare și nu are perspective reale. Motivul principal este lipsa unui ordin și finanțarea necesară. Dacă proiectul primește sprijinul necesar, atunci în viitorul previzibil poate fi creat un eșantion de motor, adecvat pentru utilizarea pe diverse echipamente.

Până în prezent, oamenii de știință și designerii ruși au reușit să arate rezultate foarte remarcabile în domeniul motoarelor cu reacție folosind noi principii de funcționare. Există mai multe proiecte simultan, adecvate pentru utilizare în spațiul rachetei și zonele hipersonice. În plus, noile motoare pot fi utilizate și în aviația „tradițională”. Unele proiecte sunt încă în faza incipientă și nu sunt încă pregătite pentru inspecții și alte lucrări, în timp ce în alte domenii au fost deja obținute cele mai remarcabile rezultate.

Investigând subiectul motoarelor cu jet de combustie cu detonare, specialiștii ruși au reușit să creeze un model de banc de model al unei camere de ardere cu caracteristicile dorite. Produsul experimental „Ifrit” a trecut deja teste, în timpul cărora a fost colectată o cantitate mare de diverse informații. Cu ajutorul datelor obținute, dezvoltarea direcției va continua.

Stăpânirea unei noi direcții și traducerea ideilor într-o formă practic aplicabilă vor necesita mult timp și din acest motiv, în viitorul previzibil, rachetele spațiale și armate în viitorul previzibil vor fi echipate doar cu sisteme tradiționale motoare lichide... Cu toate acestea, lucrarea a părăsit deja stadiul pur teoretic, iar acum fiecare lansare de test a unui motor experimental apropie momentul construirii de rachete cu drepturi depline cu noi centrale electrice.

Pe baza materialelor de pe site-uri:
http://engine.space/
http://fpi.gov.ru/
https://rg.ru/
https://utro.ru/
http://tass.ru/
http://svpressa.ru/