A finals de gener, es van informar de nous avenços en ciència i tecnologia russes. Per fonts oficials es va saber que un dels projectes nacionals d’un prometedor motor de reacció tipus detonació ja ha passat la fase de proves. D’aquesta manera s’acosta el moment de la realització completa de tots els treballs necessaris, segons els resultats dels quals els míssils espacials o militars de disseny rus podran obtenir noves centrals elèctriques amb més característiques. A més, els nous principis de funcionament del motor poden aplicar-se no només en el camp dels míssils, sinó també en altres àrees.
A finals de gener, el viceprimer ministre Dmitry Rogozin va comunicar a la premsa nacional els darrers èxits de les organitzacions de recerca. Entre altres temes, va abordar el procés de creació de motors a reacció mitjançant nous principis de funcionament. Un motor prometedor amb combustió per detonació ja s'ha posat a prova. Segons el viceprimer ministre, l’ús de nous principis de funcionament de la central permet un augment significatiu del rendiment. En comparació amb estructures d’arquitectura tradicional, s’observa un augment de l’empenta al voltant del 30%.
Diagrama del motor de coets de detonació
Els motors coets moderns de diferents classes i tipus, operats en diversos camps, utilitzen els anomenats. combustió del cicle isobàric o de la deflagració. Les seves cambres de combustió mantenen una pressió constant a la qual el combustible crema lentament. Un motor basat en principis de deflagració no necessita d'unitats especialment resistents, però té un rendiment màxim limitat. Augmentar les característiques bàsiques, a partir d’un cert nivell, resulta ser excessivament difícil.
Una alternativa a un motor amb un cicle isobàric en el context de millorar el rendiment és un sistema amb els anomenats. combustió de detonació. En aquest cas, la reacció d’oxidació del combustible es produeix darrere de l’ona de xoc que es mou a gran velocitat per la cambra de combustió. Això exigeix exigències especials en el disseny del motor, però al mateix temps ofereix avantatges evidents. En termes d’eficiència en la combustió del combustible, la combustió per detonació és un 25% millor que la combustió per deflagració. També es diferencia de la combustió amb pressió constant per l'augment del poder d'alliberament de calor per unitat de superfície del front de reacció. En teoria, és possible augmentar aquest paràmetre entre tres i quatre ordres de magnitud. Com a conseqüència, la velocitat dels gasos reactius es pot augmentar 20-25 vegades.
Així, el motor de detonació, amb la seva major eficiència, és capaç de desenvolupar més empenta amb menys consum de combustible. Els seus avantatges respecte als dissenys tradicionals són òbvies, però fins fa poc els avenços en aquesta àrea deixaven molt a desitjar. Els principis d’un motor a reacció de detonació van ser formulats el 1940 pel físic soviètic Ya. B. Zeldovich, però els productes acabats d’aquest tipus encara no han arribat a l’explotació. Els principals motius de la manca d’èxit real són els problemes amb la creació d’una estructura prou forta, així com la dificultat de llançar i després mantenir una ona de xoc mitjançant combustibles existents.
Un dels darrers projectes nacionals en el camp dels motors de coets de detonació es va llançar el 2014 i es desenvolupa a NPO Energomash que porta el nom de Acadèmic V. P. Glushko. Segons les dades disponibles, l'objectiu del projecte amb el codi "Ifrit" era estudiar els principis bàsics de la nova tecnologia amb la posterior creació d'un motor coet propulsor líquid que utilitza querosè i oxigen gasós. El nou motor, que porta el nom dels dimonis del foc del folklore àrab, es basava en el principi de la combustió de la detonació de rotació. Així, d'acord amb la idea principal del projecte, l'ona de xoc s'ha de moure contínuament en un cercle dins de la cambra de combustió.
El principal desenvolupador del nou projecte va ser NPO Energomash, o més aviat un laboratori especial creat sobre la seva base. A més, diverses altres organitzacions de recerca i desenvolupament van participar en el treball. El programa va rebre el suport de la Advanced Research Foundation. Mitjançant esforços conjunts, tots els participants del projecte Ifrit van ser capaços de formar un aspecte òptim per a un motor prometedor, així com crear una càmera de combustió model amb nous principis de funcionament.
Per estudiar les perspectives de tota la direcció i les noves idees, un anomenat. model de càmera de combustió de detonació que compleix els requisits del projecte. Un motor tan experimentat amb una configuració reduïda se suposava que utilitzava querosè líquid com a combustible. Es va suggerir l'oxigen gasós com a agent oxidant. L’agost del 2016 es van iniciar les proves d’un prototip de càmera. És important que per primera vegada a la història, un projecte d’aquest tipus es portés a l’etapa de proves de banqueta. Anteriorment, es van desenvolupar motors coets de detonació nacionals i estrangers, però no es van provar.
Durant les proves de la mostra del model, es van obtenir resultats molt interessants que mostren la correcció dels enfocaments utilitzats. Així doncs, a causa de l’ús dels materials i tecnologies adequats, va resultar que la pressió a l’interior de la cambra de combustió va arribar a 40 atmosferes. L'embranzida del producte experimental va arribar a les 2 tones.
Model de cambra en un banc de proves
Es van obtenir certs resultats en el marc del projecte Ifrit, però el motor domèstic de detonació alimentat per líquids encara està lluny de ser una aplicació pràctica completa. Abans d’introduir aquests equips en nous projectes de tecnologia, els dissenyadors i els científics han de resoldre una sèrie de problemes més greus. Només així la indústria espacial i de coets o la indústria de la defensa podran començar a adonar-se del potencial de la nova tecnologia a la pràctica.
A mitjan gener, Rossiyskaya Gazeta va publicar una entrevista amb el dissenyador en cap de NPO Energomash, Petr Levochkin, sobre l'estat actual de les coses i les perspectives dels motors de detonació. El representant de l'empresa desenvolupadora va recordar les principals disposicions del projecte i també va tractar el tema dels èxits assolits. A més, va parlar sobre les possibles àrees d'aplicació de "Ifrit" i estructures similars.
Per exemple, els motors de detonació es poden utilitzar en avions hipersònics. P. Lyovochkin va recordar que els motors proposats ara per al seu ús en aquest equip fan servir combustió subsònica. A la velocitat hipersònica de l’aparell de vol, l’aire que entra al motor s’ha de desaccelerar fins al mode de so. No obstant això, l’energia de frenada ha de provocar càrregues tèrmiques addicionals a la cèl·lula. En els motors de detonació, la taxa de combustió arriba com a mínim a M = 2, 5. Això fa possible augmentar la velocitat de vol de l'avió. Aquesta màquina amb un motor tipus detonació serà capaç d’accelerar a velocitats vuit vegades la velocitat del so.
Tot i això, les perspectives reals dels motors coets tipus detonació encara no són molt grans. Segons P. Lyovochkin, "acabem d'obrir la porta a l'àrea de combustió de detonació". Els científics i els dissenyadors hauran d’estudiar moltes qüestions i només després serà possible crear estructures amb potencial pràctic. Per aquest motiu, la indústria espacial haurà d’utilitzar motors tradicionals de combustible líquid durant molt de temps, cosa que, no obstant això, no nega la possibilitat de millorar-los.
Un fet interessant és que el principi de detonació de la combustió no s’utilitza només en el camp dels motors coets. Ja hi ha un projecte domèstic per a un sistema d'aviació amb una cambra de combustió tipus detonació que funcioni segons un principi de pols. Es va posar a prova un prototip d’aquest tipus i, en el futur, pot donar inici a una nova direcció. Els motors nous amb combustió per cops poden aplicar-se en una àmplia varietat d’àrees i substituir parcialment els motors tradicionals de turbina de gas o turborreactors.
El projecte nacional d’un motor d’avions de detonació s’està desenvolupant a l’OKB im. A. M. Bressol. La informació sobre aquest projecte es va presentar per primera vegada al fòrum militar i tècnic internacional "Army-2017" de l'any passat. A l'estand de l'empresa desenvolupadora hi havia materials en diversos motors, tant en sèrie com en desenvolupament. Entre aquests darrers hi havia una prometedora mostra de detonació.
L’essència de la nova proposta és utilitzar una càmera de combustió no estàndard capaç de produir una combustió de combustible en una atmosfera d’aire per detonació pulsada. En aquest cas, la freqüència d '"explosions" a l'interior del motor ha d'arribar a 15-20 kHz. En el futur, és possible augmentar encara més aquest paràmetre, per la qual cosa el soroll del motor anirà més enllà del rang percebut per l’oïda humana. Aquestes funcions del motor poden ser d’interès.
Primer llançament del producte experimental "Ifrit"
No obstant això, els principals avantatges de la nova central elèctrica s’associen a un rendiment millorat. Les proves de prototips en bancs han demostrat que superen els motors tradicionals de turbina de gas en un 30% aproximadament en indicadors específics. En el moment de la primera demostració pública de materials al motor OKB im. A. M. Els bressols van aconseguir unes característiques de rendiment força elevades. Un motor experimentat d’un nou tipus va poder funcionar durant 10 minuts sense interrupcions. El temps total de funcionament d’aquest producte a l’estand superava les 100 hores.
Representants de la companyia de desenvolupament van indicar que ja és possible crear un nou motor de detonació amb una empenta de 2 a 2,5 tones, adequat per a la instal·lació en avions lleugers o vehicles aeris no tripulats. En el disseny d'aquest motor, es proposa utilitzar l'anomenat. dispositius de ressonadors responsables del correcte curs de la combustió del combustible. Un avantatge important del nou projecte és la possibilitat fonamental d’instal·lar aquests dispositius a qualsevol lloc de la cèl·lula.
Els experts de l'OKB ells. A. M. Els bressols han estat treballant en motors d’avions amb combustió per detonació d’impuls des de fa més de tres dècades, però fins ara el projecte no ha abandonat l’etapa d’investigació i no té perspectives reals. El motiu principal és la manca d’una ordre i el finançament necessari. Si el projecte rep el suport necessari, en un futur previsible es pot crear un motor de mostra adequat per a l’ús en diversos equips.
Fins ara, científics i dissenyadors russos han aconseguit mostrar resultats molt notables en el camp dels motors a reacció utilitzant nous principis de funcionament. Hi ha diversos projectes alhora adequats per a l’ús a l’espai de coets i a les zones hipersòniques. A més, els nous motors també es poden utilitzar en aviació "tradicional". Alguns projectes encara es troben en fases inicials i encara no estan preparats per a inspeccions i altres treballs, mentre que en altres àrees ja s’han obtingut els resultats més notables.
Investigant el tema dels motors de reacció de combustió per detonació, els especialistes russos van ser capaços de crear un model de model de banc d'una cambra de combustió amb les característiques desitjades. El producte experimental "Ifrit" ja ha superat proves, durant les quals es va recollir una gran quantitat de diversa informació. Amb l'ajut de les dades obtingudes, es continuarà desenvolupant la direcció.
Dominar una nova direcció i traduir les idees en una forma pràcticament aplicable trigarà molt de temps i, per aquest motiu, en un futur previsible, els coets espacials i de l’exèrcit en un futur previsible només estaran equipats amb motors tradicionals de propulsió líquida. Tot i això, el treball ja ha abandonat l’etapa purament teòrica i ara cada llançament de proves d’un motor experimental apropa el moment de construir míssils de ple dret amb noves centrals elèctriques.
