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
Конкуренты по борьбе за думские кресла активно требуют снять "Яблоко" с выборов
Минтранс предложил снизить требования к качеству авиакеросина
Где родился, там не пригодился: Дональд Трамп подписал новый указ по борьбе с "родильным туризмом"
Великобритания ввела санкции против Озон банка и еще пяти банков из РФ
США попросили Россию освободить осужденного бывшего морпеха, не принявшего в колонии наших правил и норм
«Веселый молочник» Джастас Уолкер в ужасе - он получил уведомление ФМС о депортации из России
Губернатор Подмосковья на «Дне поля» пообещал аграриям сохранить все субсидии
Наши публикации
Вопреки злопыхателям и критикам, "Колобок" установил рекорд по сборам уже в день премьеры
Выпускники все чаще стали выбирать для поступления иностранные вузы или российские колледжи
Министр обороны Индии закрыл вопрос о приобретении Су-57: истребитель покупать не планируют
Нетаньяху заявил, что Израиль не соглашался с планом трамповского "Совета мира" по разоружению ХАМАС
ФАС возбудила дело против давно ушедшей из РФ Apple из-за непредустановки RuStore и Max
Операторы перестали пропускать звонки без маркировки, но платить за них все равно приходится
Росфинмониторинг: ограничения против террориста и экстремиста Дурова не распространяются на Telegram
Слухи, скандалы, сплетни
Омаров обратился за помощью к Бастрыкину в деле своей супруги
FIFA заявила о поддержке Инфантино и отказалась от проекта о продаже прав на чемпионаты частным инвесторам
"Ведомости": МВД проводит проверку теперь уже экс-ректора ГИТИСа Заславского
Олег Газманов попросил отпустить его экс-продюсера из СИЗО после выплаты 12 млн
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Вопреки прогнозам скептиков, Россия продолжит участие в работе МКС - пока до 2030 года
«Роскосмос» планирует запуск двух ракет «Союз-5» летом 2027 года
На российском сегменте МКС обнаружили два места утечки воздуха
Ракета компании Безоса взорвалась во время испытаний
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
Власти Черногории объявили о введении виз для граждан России и ряда других стран с 1 ноября
Китай продлил безвизовый режим для граждан России до конца 2027 года
Словакия остановила выдачу шенгенских виз туристам из России: а кто вообще дает?
Венгрия приостановила прием заявлений на визы в Казани, Самаре и Уфе
Спорт
Зинедин Зидан стал главным тренером сборной Франции по футболу
Глава FIDE Дворкович временно покинул должность из-за санкций ЕС
Девять стран призвали лишить МОК финансирования ЕС из-за допуска россиян, но они очевидно в меньшинстве
Всероссийская федерация легкой атлетики оспорила в CAS продление отстранения
FIFA обсудит допуск российских команд на турниры
МОК "приостановил приостановление" участия российских спортсменов в соревнованиях, получив нужные ему гарантии
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


В Екатеринбурге загорелся логистический объект Wildberries после атаки ВСУ
Шадаев: Мессенджер Max остается в жизни россиян навсегда
Министр по физкультуре и спорту Чечни Ахмат Кадыров удостоен звания Героя республики
Вопреки злопыхателям и критикам, "Колобок" установил рекорд по сборам уже в день премьеры