Vào cuối tháng Giêng, đã có báo cáo về những tiến bộ mới trong khoa học và công nghệ của Nga. Từ các nguồn tin chính thức, người ta biết rằng một trong những dự án nội địa về một động cơ phản lực kiểu kích nổ đầy hứa hẹn đã vượt qua giai đoạn thử nghiệm. Điều này kéo dài thời điểm hoàn thành tất cả các công việc cần thiết đến gần hơn, theo đó, các tên lửa vũ trụ hoặc quân sự theo thiết kế của Nga sẽ có thể có được các nhà máy điện mới với các đặc tính nâng cao. Hơn nữa, các nguyên tắc hoạt động mới của động cơ có thể được ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực tên lửa mà còn trong các lĩnh vực khác.
Cuối tháng Giêng, Phó Thủ tướng Dmitry Rogozin nói với báo chí trong nước về những thành công mới nhất của các tổ chức nghiên cứu. Trong số các chủ đề khác, ông đề cập đến quá trình tạo ra động cơ phản lực sử dụng các nguyên tắc hoạt động mới. Một động cơ đầy hứa hẹn với khả năng đốt nổ đã được đưa vào thử nghiệm. Theo Phó Thủ tướng, việc sử dụng các nguyên tắc vận hành mới của nhà máy điện cho phép nâng cao hiệu suất đáng kể. So với kết cấu của kiến trúc truyền thống, lực đẩy tăng khoảng 30%.
Sơ đồ động cơ tên lửa kích nổ
Các động cơ tên lửa hiện đại thuộc các lớp và loại khác nhau, hoạt động trong các lĩnh vực khác nhau, sử dụng cái gọi là. chu trình đẳng áp hoặc quá trình đốt cháy khử hơi. Buồng đốt của chúng duy trì một áp suất không đổi, tại đó nhiên liệu cháy chậm. Tuy nhiên, động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc khử cháy không cần các bộ phận bền bỉ đặc biệt, nó bị hạn chế về hiệu suất tối đa. Việc tăng các đặc tính cơ bản, bắt đầu từ một cấp độ nhất định, hóa ra lại khó một cách phi lý.
Một giải pháp thay thế cho động cơ có chu trình đẳng tích trong bối cảnh cải thiện hiệu suất là một hệ thống có cái gọi là. sự đốt cháy nổ. Trong trường hợp này, phản ứng oxy hóa của nhiên liệu xảy ra đằng sau làn sóng xung kích di chuyển với tốc độ cao qua buồng đốt. Điều này đặt ra những yêu cầu đặc biệt về thiết kế động cơ, nhưng đồng thời cũng mang lại những lợi thế rõ ràng. Về hiệu suất đốt cháy nhiên liệu, đốt cháy nổ tốt hơn đốt cháy nổ 25%. Nó cũng khác với quá trình đốt cháy với áp suất không đổi bởi công suất tỏa nhiệt tăng lên trên một đơn vị diện tích bề mặt của mặt trước phản ứng. Về lý thuyết, có thể tăng thông số này lên ba đến bốn bậc của độ lớn. Kết quả là, tốc độ của các khí phản ứng có thể được tăng lên 20-25 lần.
Do đó, động cơ kích nổ, với hiệu suất tăng lên, có thể phát triển nhiều lực đẩy hơn với mức tiêu hao nhiên liệu ít hơn. Lợi thế của nó so với các thiết kế truyền thống là rõ ràng, nhưng cho đến gần đây, sự tiến bộ trong lĩnh vực này vẫn còn nhiều điều đáng mong đợi. Các nguyên tắc của một động cơ phản lực kích nổ được nhà vật lý Liên Xô Ya. B đưa ra vào năm 1940. Zeldovich, nhưng thành phẩm của loại này vẫn chưa đến tay khai thác. Những lý do chính của việc thiếu thành công thực sự là các vấn đề với việc tạo ra một cấu trúc đủ mạnh, cũng như khó khăn trong việc phóng và sau đó duy trì một làn sóng xung kích bằng cách sử dụng nhiên liệu hiện có.
Một trong những dự án trong nước mới nhất trong lĩnh vực động cơ tên lửa kích nổ đã được khởi động vào năm 2014 và đang được phát triển tại NPO Energomash mang tên Viện sĩ V. P. Glushko. Theo dữ liệu hiện có, mục tiêu của dự án với mã "Ifrit" là nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của công nghệ mới với việc chế tạo động cơ tên lửa đẩy chất lỏng sử dụng dầu hỏa và khí ôxy sau đó. Động cơ mới, được đặt theo tên của những con quỷ lửa trong văn hóa dân gian Ả Rập, dựa trên nguyên tắc đốt nổ quay. Như vậy, theo đúng ý tưởng chính của dự án, sóng xung kích phải liên tục chuyển động theo hình tròn bên trong buồng đốt.
Nhà phát triển chính của dự án mới là NPO Energomash, hay đúng hơn là một phòng thí nghiệm đặc biệt được tạo ra trên cơ sở của nó. Ngoài ra, một số tổ chức nghiên cứu và phát triển khác cũng tham gia vào công việc này. Chương trình đã nhận được sự hỗ trợ từ Quỹ Nghiên cứu Tiên tiến. Bằng những nỗ lực chung, tất cả những người tham gia dự án Ifrit đã có thể hình thành một diện mạo tối ưu cho một động cơ đầy hứa hẹn, cũng như tạo ra một buồng đốt kiểu mẫu với các nguyên tắc hoạt động mới.
Để nghiên cứu triển vọng của toàn bộ hướng đi và những ý tưởng mới, một cái gọi là. buồng đốt kích nổ mô hình đáp ứng yêu cầu của dự án. Một động cơ có kinh nghiệm như vậy với cấu hình giảm được cho là sử dụng dầu hỏa lỏng làm nhiên liệu. Khí oxy được đề xuất như một chất oxy hóa. Vào tháng 8 năm 2016, việc thử nghiệm một chiếc máy ảnh nguyên mẫu đã bắt đầu. Điều quan trọng là lần đầu tiên trong lịch sử, một dự án kiểu này đã được đưa lên giai đoạn thử nghiệm trên băng ghế dự bị. Trước đó, các động cơ tên lửa kích nổ trong và ngoài nước đã được phát triển, nhưng không được thử nghiệm.
Trong các thử nghiệm của mẫu mô hình, các kết quả rất thú vị đã thu được, cho thấy tính đúng đắn của các phương pháp tiếp cận được sử dụng. Vì vậy, do sử dụng đúng vật liệu và công nghệ, nó đã đưa áp suất bên trong buồng đốt lên 40 atm. Lực đẩy của sản phẩm thí nghiệm đạt 2 tấn.
Buồng mô hình trên băng ghế thử nghiệm
Một số kết quả đã thu được trong khuôn khổ dự án Ifrit, nhưng động cơ kích nổ sử dụng nhiên liệu lỏng sản xuất trong nước vẫn chưa được ứng dụng đầy đủ vào thực tế. Trước khi đưa các thiết bị đó vào các dự án công nghệ mới, các nhà thiết kế và nhà khoa học phải giải quyết một số vấn đề nghiêm trọng nhất. Chỉ khi đó, ngành công nghiệp tên lửa và vũ trụ hoặc công nghiệp quốc phòng mới có thể bắt đầu nhận ra tiềm năng của công nghệ mới trong thực tế.
Vào giữa tháng 1, Rossiyskaya Gazeta đã công bố một cuộc phỏng vấn với nhà thiết kế chính của NPO Energomash, Petr Levochkin, về tình hình hiện tại và triển vọng của động cơ kích nổ. Đại diện của công ty phát triển đã nhắc lại những điều khoản chính của dự án, đồng thời cũng đề cập đến chủ đề về những thành công đã đạt được. Ngoài ra, ông cũng nói về các lĩnh vực có thể áp dụng của "Ifrit" và các cấu trúc tương tự.
Ví dụ, động cơ kích nổ có thể được sử dụng trong máy bay siêu thanh. P. Lyovochkin nhớ lại rằng các động cơ được đề xuất sử dụng trên các thiết bị như vậy sử dụng quá trình đốt cháy cận âm. Ở tốc độ siêu âm của thiết bị bay, không khí đi vào động cơ phải được giảm tốc về chế độ âm thanh. Tuy nhiên, năng lượng phanh phải dẫn đến tải nhiệt bổ sung trên khung máy bay. Ở động cơ kích nổ, tốc độ đốt cháy nhiên liệu tối thiểu đạt M = 2, 5. Điều này có tác dụng tăng tốc độ bay của máy bay. Một cỗ máy với động cơ kiểu kích nổ như vậy sẽ có thể tăng tốc tới tốc độ gấp tám lần tốc độ âm thanh.
Tuy nhiên, triển vọng thực sự đối với động cơ tên lửa kiểu kích nổ vẫn chưa thực sự lớn. Theo P. Lyovochkin, chúng tôi "vừa mới mở cánh cửa vào khu vực phát nổ." Các nhà khoa học và nhà thiết kế sẽ phải nghiên cứu nhiều vấn đề, và chỉ sau đó mới có thể tạo ra những cấu trúc có tiềm năng thực tế. Do đó, ngành công nghiệp vũ trụ sẽ phải sử dụng động cơ đẩy chất lỏng truyền thống trong một thời gian dài, tuy nhiên, điều này không phủ nhận khả năng cải tiến hơn nữa của chúng.
Một sự thật thú vị là nguyên lý nổ của quá trình đốt cháy không chỉ được sử dụng trong lĩnh vực động cơ tên lửa. Hiện đã có một dự án trong nước về hệ thống hàng không với buồng đốt kiểu kích nổ hoạt động theo nguyên lý xung. Một nguyên mẫu của loại này đã được mang đến thử nghiệm và trong tương lai, nó có thể khởi đầu cho một hướng đi mới. Động cơ mới với đốt cháy có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và thay thế một phần động cơ tuabin khí hoặc tuốc bin phản lực truyền thống.
Dự án nội địa về động cơ máy bay kích nổ đang được phát triển tại OKB im. LÀ. Giá đỡ. Thông tin về dự án này lần đầu tiên được đưa ra tại diễn đàn kỹ thuật-quân sự quốc tế "Army-2017" năm ngoái. Tại chỗ đứng của nhà phát triển công ty có các tài liệu về các động cơ khác nhau, cả nối tiếp và đang phát triển. Trong số sau đó là một mẫu kích nổ đầy hứa hẹn.
Bản chất của đề xuất mới là sử dụng một buồng đốt phi tiêu chuẩn có khả năng kích nổ đốt cháy nhiên liệu trong môi trường không khí. Trong trường hợp này, tần số "tiếng nổ" bên trong động cơ phải đạt từ 15-20 kHz. Trong tương lai, có thể sẽ tăng hơn nữa thông số này, do đó tiếng ồn của động cơ sẽ vượt ra ngoài phạm vi mà tai người cảm nhận được. Các tính năng động cơ như vậy có thể được một số người quan tâm.
Lần đầu tiên ra mắt sản phẩm thử nghiệm "Ifrit"
Tuy nhiên, những ưu điểm chính của nhà máy điện mới là đi kèm với việc cải thiện hiệu suất. Các cuộc thử nghiệm trên ghế của các nguyên mẫu đã cho thấy rằng chúng vượt xa các động cơ tuabin khí truyền thống khoảng 30% trong các chỉ số cụ thể. Vào thời điểm trình diễn công khai đầu tiên về vật liệu trên động cơ OKB im. LÀ. Các nôi có thể có được các đặc tính hiệu suất khá cao. Một động cơ có kinh nghiệm thuộc loại mới có thể hoạt động trong 10 phút mà không bị gián đoạn. Tổng thời gian hoạt động của sản phẩm này tại quầy lúc đó đã vượt quá 100 giờ.
Đại diện của công ty phát triển chỉ ra rằng họ đã có thể tạo ra một động cơ kích nổ mới với lực đẩy 2-2,5 tấn, phù hợp để lắp đặt trên máy bay hạng nhẹ hoặc máy bay không người lái. Trong thiết kế của một động cơ như vậy, người ta đề xuất sử dụng cái gọi là. thiết bị cộng hưởng chịu trách nhiệm cho quá trình đốt cháy nhiên liệu chính xác. Một lợi thế quan trọng của dự án mới là khả năng cơ bản có thể lắp đặt các thiết bị như vậy ở bất kỳ đâu trong khung máy bay.
Các chuyên gia của OKB họ. LÀ. Những chiếc nôi đã được nghiên cứu về động cơ máy bay với quá trình đốt nổ xung lực trong hơn ba thập kỷ, nhưng cho đến nay dự án vẫn chưa rời khỏi giai đoạn nghiên cứu và không có triển vọng thực sự. Nguyên nhân chính là do thiếu đơn đặt hàng và kinh phí cần thiết. Nếu dự án nhận được sự hỗ trợ cần thiết, thì trong tương lai gần, một công cụ mẫu có thể được tạo ra, phù hợp để sử dụng trên các thiết bị khác nhau.
Cho đến nay, các nhà khoa học và nhà thiết kế Nga đã đạt được những kết quả rất đáng chú ý trong lĩnh vực động cơ phản lực sử dụng các nguyên tắc hoạt động mới. Có một số dự án cùng một lúc thích hợp để sử dụng trong lĩnh vực tên lửa-không gian và siêu âm. Ngoài ra, các động cơ mới cũng có thể được sử dụng trong ngành hàng không "truyền thống". Một số dự án vẫn đang trong giai đoạn đầu và chưa sẵn sàng cho việc thanh tra và các công việc khác, trong khi các lĩnh vực khác đã đạt được những kết quả đáng kể nhất.
Nghiên cứu đề tài động cơ phản lực đốt nổ, các chuyên gia Nga đã có thể tạo ra một mô hình buồng đốt kiểu băng ghế dự bị với các đặc tính mong muốn. Sản phẩm thử nghiệm "Ifrit" đã vượt qua các thử nghiệm, trong đó một lượng lớn thông tin khác nhau đã được thu thập. Với sự trợ giúp của dữ liệu thu được, sự phát triển của hướng sẽ tiếp tục.
Việc nắm vững một hướng đi mới và chuyển các ý tưởng thành dạng có thể áp dụng thực tế sẽ mất rất nhiều thời gian, và vì lý do này, trong tương lai gần, tên lửa vũ trụ và quân đội trong tương lai gần sẽ chỉ được trang bị động cơ đẩy chất lỏng truyền thống. Tuy nhiên, công việc đã rời khỏi giai đoạn lý thuyết thuần túy, và giờ đây, mỗi lần phóng thử động cơ thử nghiệm sẽ mang đến gần hơn khoảnh khắc chế tạo tên lửa hoàn chỉnh với các nhà máy điện mới.
