1600 kg ciągu. Nowe testy silnika detonacyjnego pulsacyjnego o przepływie bezpośrednim
W celu stworzenia rezerwy technologicznej do dalszego rozwoju lotnictwo, technologia rakietowa i astronautyka w naszym kraju, opracowywanych jest kilka obiecujących projektów, m.in. całkowicie nowy silnik. Któregoś dnia ogłoszono zakończenie testów silnika detonacyjnego o przepływie bezpośrednim. Dotychczas na stoisku testowany był tylko demonstrator technologii, ale nawet on wykazuje znaczny wzrost głównych cech.
Ostatnie wiadomości
9 kwietnia służba prasowa przedsiębiorstwa UEC-UMPO (część United Engine Corporation i Rostec) poinformowała o ostatnich sukcesach w dziedzinie budowy silników. OKB im. JESTEM. Kołyski z UEC-UMPO z powodzeniem przeprowadziły pierwszy etap testów demonstratora nowego silnika.
Silnik detonacyjny o przepływie bezpośrednim (PPDD) z blokiem rezonatorów gazowo-dynamicznych w wersji demonstracyjnej potwierdził możliwość uzyskania wysokich parametrów technicznych. Ciąg produktu osiągnął 1600 kg. W niektórych trybach silnik wykazywał wzrost ciągu właściwego do 50% w porównaniu z produktami innych istniejących schematów. Odpowiednio zmniejszono jednostkowe zużycie paliwa.
Zastosowanie silników o takiej charakterystyce znacznie poprawi podstawowe parametry i możliwości samolotu. Maksymalny zasięg i ładowność można zwiększyć 1,3-1,5 razy. Zwiększenie stosunku ciągu do masy poprawi również zwrotność i dynamikę lotu.
Należy zauważyć, że rozwój krajowego silnika detonacyjnego o przepływie bezpośrednim rozpoczął się dawno temu. Pierwsze doniesienia o tym projekcie, opracowane w OKB. Kołyski pojawiły się w 2011 roku. Już w 2013 roku przetestowano jeden z pierwszych eksperymentalnych silników. Stworzył ciąg zaledwie 100 kg, ale wykazał gwałtowny wzrost wydajności i innych parametrów.
W przyszłości projekt został ulepszony i powiększony, przy jednoczesnym zwiększeniu kluczowych cech. Do tej pory silnik demonstracyjny ma ciąg 1600 kg — 16 razy więcej niż pierwszy prototyp. Należy się spodziewać, że obecny projekt będzie rozwijany, a dzięki temu pojawi się jeszcze mocniejszy silnik.
Podstawy technologiczne
Koncepcja CPDD lub silnika detonacji impulsowej (PDE) była aktywnie rozwijana w różnych krajach w ciągu ostatnich kilku dekad. W warunkach laboratoriów i stanowisk probierczych uzyskano już dość ciekawe wyniki, ale ani jeden silnik nowej klasy nie został jeszcze wprowadzony do praktyki.
Do chwili obecnej opracowano i przetestowano kilka podstawowych projektów IDD. Najprostszy polega na stworzeniu produktu, który zawiera wlot powietrza, tzw. ściana trakcyjna i rura komory detonacyjnej. Podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej powstaje fala detonacyjna, która uderza w ścianę trakcyjną i tworzy ciąg. Na bazie takich urządzeń można tworzyć silniki wielorurowe.
Bardziej złożony, ale skuteczny jest PDD z rezonatorem wysokiej częstotliwości. Jego konstrukcja wyróżnia się obecnością reaktora i rezonatora. Reaktor to specjalne urządzenie, które zapewnia pełniejsze spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej. Rezonator umożliwia bardziej efektywne wykorzystanie energii fal detonacyjnych. Taki silnik może być używany jako samodzielny produkt lub jako wydajniejszy zamiennik „tradycyjnego” turboodrzutowego dopalacza.
OKB im. Lyulki opracowuje i testuje dokładnie schemat z blokiem rezonatorów gazowo-dynamicznych. Jej wysoki potencjał został wielokrotnie potwierdzony testami różnych prototypów, a obecnie testowany jest kolejny podobny produkt.
PDDD i PDD wszystkich schematów mają pewne zalety w porównaniu z turbinami gazowymi. Przede wszystkim jest to mniejsza złożoność projektu. Nie ma ruchomych części, które są trudne do wykonania i podlegają dużym obciążeniom mechanicznym i termicznym. Ponadto taki silnik charakteryzuje się mniejszymi wymaganiami co do parametrów ścieżki przepływu. Dzięki temu silnik detonacyjny może być wykonany przy użyciu istniejących technologii i materiałów.
Dzięki odmiennemu cyklowi termodynamicznemu zmniejsza się jednostkowe zużycie paliwa, co można wykorzystać do poprawy niektórych właściwości samolotu. W zależności od postawionych zadań możesz zrezygnować z oszczędności na rzecz zwiększenia ciągu lub uratować go, zwiększając zasięg lotu.
Сферы применения
Organizacja rozwojowa stojąca za demonstratorem nowej technologii jest przekonana, że nowa klasa silników może być wykorzystywana w szerokim zakresie zastosowań. Możliwości CPDA będą przydatne w dalszym rozwoju lotnictwa, m.in. nad- i naddźwiękowe; mogą być stosowane w nowych systemach lotniczych. Nowy silnik jest postrzegany jako przydatny dodatek do rakietowych i powietrznych systemów napędowych.
PPDD mają przewagę konstrukcyjną i technologiczną nad produktami turbin gazowych o tych samych parametrach. Według OKB im. JESTEM. Kołyski, to także korzyść handlowa i ekonomiczna. Samolot z takim silnikiem będzie miał wysokie parametry techniczne, ale koszt opracowania, produkcji i eksploatacji pozostanie na akceptowalnym poziomie.
Jednocześnie proponowane projekty IDD nie są pozbawione wad. Tak więc, podobnie jak inne silniki strumieniowe, detonacja ma ograniczony zakres prędkości roboczych. Aby rozpocząć, potrzebuje początkowego przyspieszenia - za pomocą innego silnika. W przypadku pocisków rakietowych może to być układ napędowy na paliwo ciekłe lub stałe, a samolot może mieć oddzielny silnik turboodrzutowy do startu, lądowania i przyspieszania.
Ze względu na ograniczenia techniczne i eksploatacyjne kierunek silników strumieniowych był w przeszłości słabo rozwinięty. W efekcie nowe projekty IDD są wciąż na etapie rozwoju i testowania. Pełnoprawne próbki o wysokiej wydajności, nadające się do wdrożenia w rzeczywistych projektach technologii lotniczej lub kosmicznej, nie są jeszcze dostępne.
Do ich pojawienia się konieczna jest dalsza kontynuacja pracy ze stopniowym rozwiązaniem wszystkich kluczowych zadań. Aby osiągnąć poziom nowoczesnych silników turboodrzutowych, wymagany jest wzrost ciągu, zwiększenie zasobów i osiągnięcie wysokiej niezawodności. Tego rodzaju prace trwają właśnie teraz i już przynoszą pewne rezultaty. Ale stworzenie pełnoprawnego IDD / PPDD do praktycznego użytku to wciąż kwestia odległej przyszłości.
Pracuj dla przyszłości
Silnik detonacyjny o przepływie bezpośrednim ma szereg istotnych cech i cieszy się dużym zainteresowaniem w kontekście dalszego rozwoju techniki lotniczej, rakietowej i kosmicznej. Jednak rozwój tego kierunku i opracowanie wykonalnych struktur o wystarczającym poziomie cech okazuje się bardzo złożonym i długotrwałym procesem. Tak więc w ciągu ostatnich 10 lat krajowe PDDD opracowane przez UEC-UMPO wykazały znaczny wzrost wydajności, ale nadal nie osiągnęły punktu wdrożenia.
Jednak praca trwa nadal i daje powody do optymizmu. Najnowszy wiadomości pokazują, że jest zauważalny postęp, a także pozwalają oczekiwać, że w niedalekiej przyszłości branża będzie mogła pochwalić się kolejnymi sukcesami. Tak więc pojawienie się samolotów z silnikami z pulsacyjną detonacją jest wciąż wydarzeniem średnio- lub długoterminowym, ale każdy nowy etap rozwoju i testowania je przybliża.
informacja