В НПО «Энергомаш» были проведены испытания первого в мире детонационного жидкостного ракетного двигателя. Лаборатория «Детонационные ЖРД» на базе НПО «Энергомаш» осуществила несколько пусков полноразмерного демонстратора детонационного жидкостного ракетного двигателя на топливной паре кислород - керосин, сообщает ТАСС.
В обычном двигателе топливо и окислитель горят путём так называемой дефлаграции с дозвуковой скоростью. Горение топлива при помощи взрыва более эффективно, так как взрыв быстрее сжимает и нагревает горючую смесь практически без изменения объёма.
Детонационные двигатели изучаются уже более семидесяти лет, но пока никому не удавалось создать рабочий образец, который мог быть использован в ракетостроении. Специалисты "Энергомаша" утверждают, что им удалось добиться работоспособности полноразмерных макетов двигателя в течение нескольких пусков. Правда, никаких технических деталей проведенных испытаний не приводится.
Дефлаграция — процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаяся зона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит преимущественно за счет конвективной теплопередачи. Принципиально отличается от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет разогрева от внутреннего трения в веществе при прохождении через него продольной волны (ударная волна в детонационном процессе).
Первые подобные работы были начаты в Германии в 1940-х годах. Вернеру фон Брауну не удалось создать работающего прототипа детонационного двигателя, но под его руководством были разработаны пульсирующие воздушно-реактивные двигатели, которые ставились на ракеты «Фау-1».
В пульсирующих воздушно-реактивных двигателях топливо сгорало с дозвуковой скоростью, то есть в режиме дефлаграции. Топливо и окислитель подавались в камеру сгорания небольшими порциями через равные промежутки времени.
Коренное отличие «Фау-1» от испытанного энергомашевцами двигателя состоит в том, что двигатель ракеты фон Брауна был не жидкостным, а воздушно-реактивным. В отличие от ЖРД двигатель «Фау-1» не вез окислитель, а использовал кислород воздуха. Для случая массовых одноразовых ракет важны именно простота и легкость конструкции.
Что же касается жидкостных ракетных двигателей, то в течение долгих десятков лет их создатели боролись с детонацией, даже ценой ухудшения параметров двигателя, использования ядовитых компонентов (например, гептила) и т.д. Это в какой-то степени очевидно, так как любые детонации, то есть взрывы, если и не разрушают, но неприемлемо изнашивают двигатель.
Разработчики ракет вернулись к детонационным системам в силу того, что были исчерпаны практически все способы незатратного увеличения КПД их двигателей. Скажем, увеличение КПД ракетного двигателя на 3-4 процента повышает его стоимость на 30-40 процентов.
Поэтому конструкторы стали исследовать двигатели, использующие термодинамический цикл детонационного горения, который гораздо эффективней циклов Брайтона (горение при постоянном давлении) и Хамфри (горение при постоянном объеме). А главным преимуществом импульсно-детонационного двигателя является конструктивная простота.
Вопрос об использовании детонационного горения в энергетике и реактивных двигателях впервые был поставлен советским академиком Я. Зельдовичем еще в 1940 году. Он доказал, что прямоточные воздушно-реактивные двигатели, использующие детонационное сгорание топлива, должны иметь максимально возможную термодинамическую эффективность.
Оценки Я.Зельдовича подтвердились - детонационный двигатель действительно один из лучших в плане термодинамики. Благодаря тому, что в нем сжигание топлива происходит в ударных волнах примерно в 100 раз быстрее, чем при обычном медленном горении, он имеет теоретически рекордную мощность с единицы объема камеры сгорания по сравнению со всеми другими типами тепловых двигателей.
Следует отметить, что реализация термодинамического превосходства цикла детонационного горения требует увеличения частоты следования ударных волн или перехода от импульсного к непрерывному детонационному горению. Из чего следует, что конструкторы «Энергомаша» находятся пока что в самом начале своего творческого пути, так как на показанном Фондом перспективных исследований видеоролике видно, что промежутки между детонациями довольно велики и ни о каком непрерывном детонационном горении речь пока не идет.
Работы по созданию детонационного двигателя ведутся и в США, но не НАСА, а Научно-исследовательской лабораторией ВМС. Американцы предполагают использовать их на надводных кораблях вместо газотурбинных двигателей.
Независимо от предназначения разрабатываемых детонационных двигателей их конструкторам придется решать проблему гашения вибрации. В свое время Сергей Королев и Валентин Глушко нашли способы борьбы с колоссальной тряской двигателей космических кораблей. Представляется, что путь к решению этой проблемы лежит по большей части в использовании новых конструкционных материалов. Хотя и без оригинальных технологических решений не обойтись. Все это требует максимальной кооперации со множеством смежных КБ и НИИ (и не только российских), так как разработки такой сложности не под силу одиночному НПО, даже столь востребованному и авторитетному, как «Энергомаш». Если такую кооперацию удастся наладить, то полеты в дальний космос станут реальностью и отечественная космонавтика сделает большой шаг вперед, чего в постсоветские годы пока что не наблюдалось.
Автор: Владимир Прохватилов, президент Фонда реальной политики (Realpolitik), эксперт Академии военных наук
Добавляйте CСб в свои источники дзен
Картина дня
Бизнесу разрешили закупать крупнокалиберное вооружение для собственной ПВО
Решетников заявил, что ограничения импорта товаров из Армении не повлияют на цены в РФ
Лидеры четырех стран ЕАЭС выступили за проведение референдума в Армении
Румыния обвинила Россию в запуске дрона, который попал в многоэтажку в Галаце
Экс-сенатора Василия Думу арестовали по делу о мошенничестве
МакSим о скандальном концерте в Сочи: "В хламину вышла на сцену"
Глеб Калюжный вернулся со срочной службы и заявил, что армия - школа жизни
Наши публикации
Продавцы ожидают роста цен на электронику на 15-20% из-за ограничений параллельного импорта
С судовладельцев хотят взять до 2030-го года дополнительно 210 млрд на новый флот: тарифы и сборы вырастут
Никому не нужное «Южуралзолото» будет продано с третьей попытки
Если военные сдержат слово, "Сармат" поставят на боевое дежурство до конца 2026 года
Перемирие - дело России, а достижение мира - решение Украины
Срок сдачи «города» для получения водительских прав теперь сокращен до 60 дней - и в чем смысл?
Выступление на Венецианским биеннале Александра Сокурова сорвали российские активисты-эмигранты
Слухи, скандалы, сплетни
Личный помощник Мэттью Перри признан виновным в его смерти
Аврора Киба открестилась от слов о Боне - что будет делать ее защита?
МакSим о скандальном концерте в Сочи: "В хламину вышла на сцену"
Задержанного в Чехии митрополита Илариона отпустили без предъявления обвинения
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Ракета компании Безоса взорвалась во время испытаний
«Роскосмос» начал размещать рекламу на ракетах
Ракета «Союз-5» впервые стартовала с Байконура
Миссия «Artemis II» успешно завершила облет Луны и возвращается на Землю
Хайтек
В сеть утекли 16 млрд паролей от аккаунтов Apple, Google и других сервисов
Разработчики ПО для российской ОС «Аврора» подали заявление о банкротстве
В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"
Ъ: В российских кнопочных телефонах обнаружили уязвимость, которая позволяет управлять телефоном посторонним
Туризм
Китай продлевает безвизовый режим для россиян до конца 2027 года
Правительство Таиланда одобрило сокращение срока безвиза, в том числе для россиян
АТОР: россиянам доступны прямые перелеты в меньшее число стран, чем в СССР во времена «железного занавеса»
Италия закрыла подачу на визы через посредников
Спорт
Евгений Плющенко подтвердил, что его сын будет выступать за Азербайджан
Дегтярев подписал приказ об изменении лимита на легионеров в РПЛ
WADA начало расследование в отношении главы РУСАДА Логиновой
Гондурас отказался от товарищеского матча со сборной России
Михаил Дегтярев продолжает искать варианты санкций за «вероломную смену спортивного гражданства»
Дегтярев призвал запретить въезд в Россию сменившим гражданство спортсменам
Вкусный раздел
Юлия Дианова: Не просто завтрак
Дарья Близнюк: «Заготовки от Даши. Вкусно, как ни «крути»!
Анна Аксёнова: Муссовые торты. Легче легкого!
Софи Дюпюи-Голье: Мир хлеба. 100 лучших рецептов домашнего хлеба со всего мира


Пожары произошли из-за БПЛА на химпредприятии и объектах ТЭК Волгоградской области и в морском порту Темрюка
После инцидента с БПЛА Румыния закрывает российское консульство в Констанце
Ракета компании Безоса взорвалась во время испытаний
Детский омбудсмен Москвы предложила снизить возраст трудоустройства до 12 лет