Chiny opracowały ekonomiczny hipersoniczny silnik strumieniowy
Aparat dyszowy nowego strumienia strumieniowego i strumieniowego w różnych trybach. Zdjęcie autorstwa ONTU PLA / SCMP
Chińskie organizacje naukowe aktywnie angażują się w tematykę technologii hipersonicznych do wykorzystania w lotnictwo i technologii rakietowej. Prowadzone są różne badania i opracowywane są eksperymentalne próbki demonstratorów technologii. Niedawno dowiedział się o stworzeniu nowego hipersonicznego silnika strumieniowego. Jest zbudowany w oparciu o znane pomysły i nowe rozwiązania i charakteryzuje się podwyższoną wydajnością energetyczną i efektywnością.
Eksperyment hipersoniczny
O nowym rozwoju chińskich naukowców poinformował 13 lutego South China Morning Post, powołując się na publikację w czasopiśmie naukowym Solid Rocket Technology, opublikowaną w połowie stycznia. SCMP zawiera przegląd nowego projektu, przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników.
Podobno hipersoniczny silnik strumieniowy (scramjet) został opracowany przez specjalistów z Uniwersytetu Nauki i Technologii Obronnej Chińskiej Armii Ludowo-Wyzwoleńczej z Changsha. Pracami w tym kierunku kierował profesor nadzwyczajny Ma Likun.
W ramach nowego projektu specjaliści opracowali projekt obiecującego silnika typu scramjet na paliwo stałe (sproszkowane). Należy zauważyć, że różni się od innych silników strumieniowych większą prostotą i kilkoma ważnymi innowacjami. Te ostatnie miały zapewnić pracę silnika w szerokim zakresie prędkości przy stabilnym spalaniu paliwa. Celem projektu było również zwiększenie efektywności.
Według tego projektu wyprodukowano eksperymentalny odrzutowiec typu scramjet. Został przetestowany w tunelu aerodynamicznym z symulacją lotu w różnych trybach. Prędkość takiego „lotu” dochodziła do 6M, wysokość ok. 25 km. Ogólnie silnik potwierdził obliczone właściwości.
Kompleks DF-17 z planującą głowicą jest seryjnym modelem hipersonicznego broń PLA. Fototelegram / Vatfor
Na podstawie wyników tych badań naukowcy z PLA ONTU donoszą, że silnik odrzutowy na paliwo stałe ma szereg zalet w stosunku do innych konstrukcji o podobnym przeznaczeniu. Wraz z dalszym rozwojem projektu, zmiany mogą być stosowane w praktyce jako część niektórych statków powietrznych. Warto zauważyć, że w kontekście perspektyw nowego silnika edycja SCMP przede wszystkim przypominała programy wojskowe.
Nowe rozwiązania
Według otwartych danych eksperymentalny silnik ONTU zasadniczo nie różni się od innych nowoczesnych silników typu scramjet i jest zbudowany według klasycznego schematu. W rzeczywistości jest to rura o zmiennej średnicy, podzielona na wlot powietrza, kanał powietrzny, komorę spalania i aparat dyszowy.
Tradycyjne pozostają również ogólne zasady pracy. Powietrze atmosferyczne pod ciśnieniem wytworzonym przez prędkość przepływu wchodzi do wlotu powietrza, a następnie do komory spalania. Tam miesza się z nim paliwo. Płonąc, tworzy gazy do wyrzucania przez dyszę i tworzenia ciągu.
Istnieją dwie główne innowacje w projekcie ONTU PLA. Pierwszy dotyczy konstrukcji urządzenia wlotu powietrza i związanych z nim zespołów. Dzięki specjalnej konfiguracji urządzenia i znajdujących się za nim kanałów, hipersoniczny przepływ powietrza spowalnia do prędkości poddźwiękowej. Inne typy silników typu scramjet charakteryzują się spalaniem paliwa w przepływie naddźwiękowym. Nowy chiński silnik dodatkowo zmniejsza natężenie przepływu, aby zoptymalizować proces spalania.
Drugą innowacją jest paliwo i sposób jego podawania. Scramjet wykorzystuje jako paliwo bor w postaci drobnego proszku. Poprzez specjalne dysze paliwo jest podawane do komory spalania, gdzie zapala się i uwalnia energię cieplną. Dysze są sterowane i sterują szybkością dostarczania proszku do silnika. Dzięki temu regulowana jest intensywność spalania, produkcja energii i odpowiednio ciąg.
Wystrzelenie rakiety DF-17. Kadr z chińskiego reportażu telewizyjnego
Podczas testów w różnych trybach i zmianach różnych parametrów możliwe było wyznaczenie maksymalnych parametrów eksperymentalnego silnika. W ten sposób temperatura w komorze spalania została podniesiona do 3000°C. To o około 50% więcej niż w przypadku większości nowoczesnych silników strumieniowych.
Jednocześnie osiąga się wysoką wydajność. Zmniejszenie prędkości powietrza wlotowego do prędkości poddźwiękowej zapewnia bardziej wydajne spalanie paliwa. Dzięki temu wydajność paliwowa silnika typu scramjet została zwiększona o 79%.
Niestety, dokładna charakterystyka eksperymentalnego silnika nie została jeszcze ujawniona. Jego wymiary i masa, osiągany ciąg i jednostkowe zużycie paliwa pozostają nieznane. Nie jest również jasne, jak daleko posunął się projekt: czy nowy scramjet jest czysto eksperymentalny, czy może zostać wprowadzony do praktycznego użytku w rozsądnym czasie.
Сферы применения
Dokładne cele i zadania nowego chińskiego projektu nie zostały nazwane. Nietrudno jednak zgadnąć, w jakim celu uczelnia podlegająca PLA bada hipersoniczne silniki strumieniowe. Oczywiście eksperymenty i eksperymenty były przeprowadzane w interesie sił zbrojnych chrl, aw przyszłości mogą być wykorzystane w prawdziwych projektach broni hipersonicznej.
Opracowywane są nowoczesne projekty hipersonicznych silników strumieniowych do wykorzystania jako część zaawansowanej broni rakietowej. Taki silnik umożliwia stworzenie pocisku bojowego o najwyższych osiągach lotu i specjalnych zdolnościach bojowych. Scramjet daje duży aktywny przekrój lotu i zapewnia maksymalną prędkość przez długi czas. Jednocześnie rakieta jest w stanie manewrować, a silnik kompensuje utratę energii i prędkości.
Przypuszczalnie lot eksperymentalnego pocisku hipersonicznego nad zaludnionym obszarem, jesień 2021 r. Foto Telegram / ChDambiev
Sądząc po ujawnionych danych, nowy silnik firmy ONTU PLA jest interesujący z punktu widzenia wykorzystania w rzeczywistych projektach technologii rakietowej. Deklarowane możliwości takiego Scramjeta poprawią charakterystykę hipotetycznej rakiety i poprawią jej zdolności bojowe.
Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na wydajność nowego silnika. Niższe zużycie pozwala na zmniejszenie zapasu paliwa na pokładzie pocisku bez utraty prędkości i zasięgu lub zaoszczędzenie go i zwiększenie promienia bojowego. Ponadto jest prawdopodobne, że istnieje możliwość zwiększenia przyczepności i prędkości bez szkody dla innych parametrów.
Jak stwierdzono, eksperymentalny silnik nie tylko wykazuje wysokie osiągi, ale także ma uproszczoną konstrukcję. W związku z tym rakieta z takim odrzutowcem będzie prostsza i tańsza. Ponadto zmniejszenie ilości paliwa na pokładzie zoptymalizuje układ rakiety – na przykład zwiększy głowicę.
Należy zauważyć, że nowy projekt może rozwijać się nie tylko w kontekście broni rakietowej. Jest w stanie stać się podstawą nowych teoretycznych i eksperymentalnych odkryć. Silnik scramjet firmy ONTU pokazał fundamentalne osiągi i ogromny potencjał nowych rozwiązań. Teraz wszystkie powinny zostać opracowane. W efekcie pojawią się nowe konfiguracje urządzeń dolotowych i komór spalania, a także bardziej zaawansowane składy sproszkowanych paliw.
Świetne perspektywy
Chiny od dawna zajmują się hipersonicznym kierunkiem i już pokazują rzeczywiste wyniki. Tak, kilka lat temu na uzbrojenie wszedł kompleks DF-17 z planującą głowicą hipersoniczną. Istnieją niepotwierdzone doniesienia o rozwoju innych systemów rakietowych o specjalnych właściwościach prędkości. Można je już przetestować, aw niedalekiej przyszłości zostaną przyjęte.
Jest oczywiste, że chińscy naukowcy i inżynierowie będą nadal rozwijać hipersoniczny kierunek. Projekty dalekiej przyszłości będą oparte na aktualnych osiągnięciach w dziedzinie silników, materiałów, systemów sterowania itp. Dlatego też niedawno zakończone eksperymenty w ONTU ALW w zakresie silników mają ogromne znaczenie i należy na nie zwrócić uwagę.
informacja