Сверхзвуковые двигатели могут развивать скорость до 16 Маха.

Группа китайских инженеров создала усовершенствованный двухрежимный двигатель, позволяющий самолетам развивать скорость 19 756 км/ч на высоте 30 км.

Роторный двигатель внутреннего сгорания НАСА в процессе испытаний. Фото: НАСА. — Роторный двигатель внутреннего сгорания НАСА в процессе испытаний. Фото: *НАСА.*

Как сообщило издание Interesting Engineering 27 декабря, китайские исследователи гиперзвукового оружия разработали самый мощный в мире роторный взрывной двигатель. Новый роторный взрывной двигатель, описываемый как революционная конструкция, способен разгонять самолеты до высоты 30 км и развивать скорость 16 Маха (19 756 км/ч). При такой скорости межконтинентальный перелет займет всего несколько часов и будет потреблять значительно меньше топлива, чем обычные реактивные двигатели.

Двигатель, разработанный Чжан Инином и его коллегами из Пекинского института машиностроения, был описан в декабрьской статье в китайском журнале «Технология двигателей». Двигатель работает в двух режимах; в первом, при скоростях ниже числа Маха 7 (8643 км/ч), он функционирует как двигатель внутреннего сгорания с непрерывным вращением. Наружный воздух смешивается с топливом и сгорает, создавая ударную волну. Эта ударная волна распространяется внутри кольцевой камеры. Во время вращения ударная волна сжигает больше топлива, что приводит к сильной и непрерывной тяге самолета.

Во втором режиме, когда самолет движется со скоростью выше 7 Маха, ударная волна перестает вращаться и фокусируется на круглой платформе в задней части двигателя. Это помогает поддерживать тягу за счет непрямого взрыва практически линейного характера. Как описывает исследовательская группа, топливо самовоспламеняется по мере приближения к задней платформе из-за высокой скорости поступающего воздуха. Двигатель использует эту детонацию в качестве основной тяги на протяжении всей работы.

Чжан и его коллеги не раскрыли эффективность двигателя в своей научной статье. Однако, основываясь на предыдущих научных оценках, взрывоопасные горючие газы могут преобразовывать почти 80% своей химической энергии в кинетическую. Это значительное улучшение по сравнению с обычными турбовентиляторными двигателями, которые обычно достигают эффективности 20-30%, полагаясь на медленное и плавное сгорание. Исследовательская группа Чжана заявила, что их конструкция сочетает роторную и линейную детонацию на различных скоростях. Это решение предлагает ряд преимуществ, потенциально повышая оптимальную эффективность термодинамического цикла практически в любом диапазоне скоростей.

По мнению ученых, переход на новый двигатель внутреннего сгорания затруднен из-за двух режимов его работы. При скоростях, приближающихся к числу Маха 7, режим роторного зажигания становится менее устойчивым. Поэтому необходимо быстро активировать режим непрямого зажигания. Одним из решений является снижение скорости входящего воздуха с числа Маха 7 до числа Маха 4 (4939 км/ч) или даже ниже. Это позволит топливу достаточно нагреться для самовоспламенения. Другим решением является незначительная корректировка внутренней структуры двигателя, например, изменение диаметра камеры сгорания и угла ударной волны. Такие изменения могут повлиять на общую производительность двигателя. По мнению исследовательской группы, новый двигатель не требует специальных условий эксплуатации и в большинстве случаев может работать эффективно.

Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник