Группа китайских инженеров создала усовершенствованный двигатель, работающий в двух режимах, что позволяет самолету развивать скорость 19 756 км/ч на высоте 30 км.
Роторный двигатель NASA в действии во время испытания. Фото: NASA
Китайские исследователи гиперзвукового оружия разработали самый мощный в мире роторный двигатель, сообщило издание Interesting Engineering 27 декабря. Новый роторный двигатель, описанный как революционная конструкция, может поднять самолет на высоту 30 км и развивать скорость 16 Махов (19 756 км/ч). На этой скорости межконтинентальный полет займет всего несколько часов и потребит гораздо меньше топлива, чем обычный реактивный двигатель.
Разработанный Чжан Инином и его коллегами из Пекинского института машиностроения, двигатель был представлен в статье, опубликованной в китайском журнале Propulsion Technology в декабре. Двигатель работает в двух режимах: первый — на скорости ниже 7 Маха (8643 км/ч), работая как вращающийся двигатель непрерывного сгорания (RDE). Наружный воздух смешивается с топливом и сгорает, создавая ударную волну. Эта ударная волна распространяется в кольцевой камере. 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 Махов, ударная волна прекращает вращение и фокусируется на круглой платформе в задней части двигателя. Это помогает поддерживать тягу за счет почти прямолинейной непрямой модели детонации. Как описывает команда, топливо самодетонирует по мере приближения к задней платформе из-за высокой скорости входящего воздуха. Двигатель полагается на детонацию как на свою основную тягу на протяжении всей своей работы.
Чжан и его коллеги не раскрыли эффективность своего двигателя в своей исследовательской работе. Однако, основываясь на предыдущих научных оценках, детонация горючего газа может преобразовать почти 80% химической энергии в кинетическую энергию. Это значительное улучшение по сравнению с обычными турбовентиляторными двигателями, которые обычно достигают эффективности 20-30% и полагаются на медленное, мягкое сгорание. Команда Чжана говорит, что их конструкция сочетает вращательную детонацию и линейную детонацию на нескольких скоростях. Этот подход имеет много преимуществ и может повысить эффективность оптимального термодинамического цикла практически в каждом диапазоне скоростей.
По словам ученых, переход на новый двигатель внутреннего сгорания затруднен из-за двух режимов работы. По мере приближения скорости к 7 Махам режим роторной детонации становится нестабильным. Поэтому режим непрямой детонации необходимо запускать быстро. Одним из решений является снижение скорости впуска воздуха с 7 Маха до 4 Маха (4939 км/ч) или даже ниже. Это позволит топливу достаточно нагреться для самовоспламенения. Другое решение — внести небольшие изменения во внутреннюю структуру двигателя, например, изменить диаметр круглого основания и угол ударной волны. Такие изменения могут повлиять на общую производительность двигателя. По словам исследовательской группы, новый двигатель не требует специальных условий эксплуатации и может работать эффективно в большинстве случаев.
Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )
Ссылка на источник
Комментарий (0)