Незатухающая детонация
Международная группа исследователей планирует возродить проект по разработке ротационных детонационных двигателей (RDE). Ранее многие инженеры пытались вывести технологию на рынок, но она так и не получила распространения. Команда экспертов во главе с учеными из Университета Сиднея (Австралия) надеется, что ей удастся решить проблему.
Разработка функционального RDE в перспективе позволит снизить себестоимость ракет и сократить расходы на запуски. При этом по эффективности аппараты не будут уступать традиционным аналогам.
В обычных двигателях топливо и окислитель сгорают в процессе дефлаграции — медленного дозвукового горения. Ротационный детонационный двигатель, как понятно по названию, использует принцип детонации. В процессе работы фронт горения распространяется быстрее скорости звука, а по рабочему веществу распространяется ударная волна, вызывающая химическую реакцию с очень большим выделением теплоты.
Существуют различные виды детонационных двигателей. Особенность ротационной установки заключается в непрерывном процессе, при котором в кольцевой камере сгорания происходит постоянная незатухающая детонация.
RDE требует регулярного впрыскивания смеси топлива и кислорода. Это и запускает ударную волну, которая преследует саму себя в кольцевой камере, вызывая все новые и новые взрывы.
Как поясняет New Atlas, главная особенность такого типа двигателя — это адаптивность. Система позволяет летательному аппарату переключаться между разными режимами и функционировать как самолет или как ракета в зависимости от ситуации.
Дешевые и легкие ракеты
Адаптивность означает, что двигатель может поддерживать процесс горения на различных скоростях, включая гиперзвуковые. Также RDE позволяет строить ракеты меньшего размера и массы.
При серийном производстве установки будут дешевле, чем традиционные двигатели, утверждают специалисты. А значит, стоимость космических запусков снизится.
Группа инженеров уже запустила несколько компьютерных гидроаэродинамических симуляций для оценки RDE. Первые эксперименты доказали эффективность технологии. В ближайшее время исследователи приступят к наземным испытаниям прототипов.
Эксперты также планируют разработать систему, которая позволит ракете самостоятельно извлекать кислород из атмосферы в процессе взлета. В этом случае брать запасы кислорода на борт не придется, а значит, останется больше места для полезной нагрузки. В ближайшее время инженеры протестируют эту «дыхательную» функцию с помощью симуляции.
Ученые надеются, что разработка RDE превратит Австралию в космическую державу, которая сможет заняться доставкой спутников на орбиту наравне со SpaceX.
Изучением ротационных детонационных двигателей занимаются исследователи по всему миру. Предполагается, что RDE изменят не только космическую отрасль, но и сферу авиации.
