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
Песков подтвердил новые даты второго раунда переговоров в Абу-Даби
Минобрнауки предписало вузам и НИИ согласовывать командировки сотрудников в недружественные страны
ФСБ запретила вносить в «белый список» приложения банков, не установивших системы хранения переписки
Великобритания высылает сотрудника российского посольства
В Таиланде задержали двух россиян по делу об убийстве петербуржца Михаила Емельянова
Бог дал, бог взял: легкоатлетка Дарья Клишина лишилась квартиры в Твери и стала по сути бомжом в России
Ксения Алферова и Егор Бероев больше не вместе?
Наши публикации
Что известно об "энергетическом перемирии" и взаимной приостановке ударов до 1-го февраля
Чего испугался Зеленский, отказывающийся ехать для встречи с президентом России в Москву?
Загадочная эпопея с триллионным «Домодедово» завершилась продажей за 66 миллиардов
Евросоюз ввел санкции против Дмитрия Губерниева, Павла Зарубина и Екатерины Андреевой
Песков: рассуждения о переговорах с Зеленским не в Москве неуместны
Появилась пока еще неподтвержденная информация об энергетическом перемирии с Украиной
Явка в Рыбинск обязательна!
Слухи, скандалы, сплетни
Ксения Собчак об осужденных сотрудниках: "Я страшно мучаюсь на эту тему"
Егор Бероев о Ксении Алферовой: "Я расстался с ней в 2022 году"
Ксения Алферова и Егор Бероев больше не вместе?
Тимур Родригез добился отмены выплат на содержание бывшей жены
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Ученые зафиксировали самый сильный солнечно-протонный шторм за последнее десятилетие
Экипаж Crew-11 досрочно вернулся на Землю из-за болезни одного из участников миссии
Миссию Crew-11 вернут с МКС на Землю раньше срока из-за проблем со здоровьем одного из астронавтов
Первый запуск ракеты-носителя «Союз-5» перенесли
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
Россияне смогут въехать в Иорданию без визы с 13 декабря
АТОР опровергла информацию об «урезании» Италией шенгенских виз для россиян
В Европе готовятся запустить новую систему пограничного контроля - контроль за пребыванием ужесточится
Песков: В Кремле не видят новизны в заявлениях Трампа
Спорт
Экс-футболист ЦСКА Лайонел Адамс скончался в возрасте 31 года
Бразильский игрок мини-футбольной команды «Норникель» Алекс Фелипе умер в аэропорту Ухты
Олег Дерипаска избран на пост президента Федерации хоккея с мячом России
Олег Малышев покинул пост гендиректора "Спартака"
Станислав Черчесов стал главным тренером грозненского «Ахмата»
Дегтяреву неловко называться президентом и он просит себя переименовать
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


Депутаты-единороссы предложили ввести уголовное наказание за отрицание геноцида советского народа
Axios: Уиткофф примет участие в переговорах по Украине в Абу-Даби
В Прокопьевске задержаны владельцы сауны, где погибли пятеро подростков
Ксения Собчак об осужденных сотрудниках: "Я страшно мучаюсь на эту тему"