В 2004 году экспериментальный беспилотник NASA под кодовым названием Х-43А стал вехой в эре развития самолетов с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ГПВРД), установив рекорд скорости в 9,6 числа Маха (11 850 км/ч). Несмотря на доказанную работоспособность концепции, технология Х-43А была далека от практически применимой: управление двигателем давалось с трудом, поскольку система была спроектирована на основе устаревших датчиков. Однако в июне этого года появился шанс возродить проект, пишет Space Daily.
«Одним из приоритетов национальной аэрокосмической отрасли с 1960-х было строительство одноступенчатого орбитального самолета, взлетающего с горизонтальной полосы как обычный самолет и приземляющегося как обычный самолет, — сказал профессор Кристофер Гойн, директор лаборатории, в которой проводилось исследование. — На сегодня самый современный космический корабль — SpaceX Starship. У него две ступени и вертикальный взлет и посадка. Но для большей безопасности, удобства и повторяемости аэрокосмическое сообщество должно построить что-то вроде [Боинга-]737».
Профессор Гойн и его команда считают, что отчасти решить проблему управляемости прямоточным ракетным двигателем могут оптические датчики, способные работать со скоростью ближе к скорости света, чем звука.
Агентство NASA давно ищет способы предотвращения так называемого «незапуска», или внезапного изменения воздушного, потока который часто происходит в ГПВРД. Это приводит к снижению тяги и снижению скорости полета до дозвуковых показателей. Повторный запуск двигателя может не получиться.
Датчики воздушного давления должны вовремя сообщать о потенциальной угрозе незапуска, но учитывая сверхзвуковые скорости, времени на обработку данных не очень много. Гойл и его коллеги предложили наблюдать не за воздухом, а за свойствами пламени двигателя. И использовать для этого оптические спектрометры. Они могут детектировать мельчайшие изменения внутри двигателя и в траектории потока. Этот инструмент анализирует объем света, излучаемого источником — в данном случае, вступающие в реакцию газы — а также другие факторы.
Испытания в аэродинамической трубе показали, что такая система управления двигателем отличается предсказуемостью и адаптивностью и позволяет без труда переходить из режима работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя в режим ГПВРД.
Авиакосмическое подразделение General Electric собирается разработать первый в мире гиперзвуковой двухрежимный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (DMRJ) с использованием детонационных волн. Такая конструкция позволит отказаться от носителя для полета ракеты на сверхзвуковых скоростях.
