Гиперзвуковые летательные аппараты иногда действуют за пределами атмосферы или в чрезвычайно разреженном воздухе, что не позволяет им использовать атмосферный кислород, как в воздушно-реактивных двигателях. Следовательно, им приходится нести на борту как окислитель, так и топливо.
К традиционным видам топлива для гиперзвуковых аппаратов относится жидкий кислород с керосином и жидкий водород с жидким кислородом. Первый прототип двигателя «Фейтянь», созданный и испытанный недавно учеными и студентами Северо-Западного университета, доказал, что в качестве топлива для двигательной установки можно использовать керосин, сообщает SCMP.
Двигатель «Фэйтянь-2» — наследник первого прототипа, который был испытан в 2022 году и продемонстрировал способность к стабильным переходам на различных скоростях. Он продолжает выбранную траекторию развития и использует в качестве топлива керосин и перекись водорода. Хотя эта смесь менее эффективно преобразует топливо в тягу, чем жидкий водород, она устраняет необходимость в сложных криогенных системах. Такую гиперзвуковую ракету можно будет заправлять заранее, а не только непосредственно перед стартом. Внешний вид «Фэйтянь-2» по сравнению с первым прототипом был изменен. В головной части ракеты появились крылья, также инженеры увеличили размер хвостового оперения.
Ракетный двигатель комбинированного цикла — реализация идеи объединения преимуществ традиционных ракетных двигателей и воздушно-реактивных прямоточных двигателей в одной системе. Его основная цель — максимально использовать атмосферный кислород в качестве окислителя во время полета в атмосфере, что значительно снижает массу окислителя в баках аппарата. Тем самым значительно увеличивается грузоподъемность и топливная эффективность ракеты.
Фундаментальная проблема двигателей комбинированного цикла — достижение плавного перехода между режимами работы, в частности, из режима эжектора, в котором ракета обеспечивает начальную тягу, в режим прямоточного воздушно-реактивного двигателя, в котором тяга от эжекторной ракеты уменьшается прежде, чем прямоточный воздушно-реактивный двигатель полностью даст достаточную тягу. «Ускорение с переменной тягой», упомянутое в этом описании эксперимента, предполагает, что исследователи нашли способ преодолеть этот разрыв, обеспечив плавное и непрерывное ускорение.
Кроме того, летные испытания «Фэйтянь-2» проверили эффективность воздухозаборника с изменяемой геометрией, который позволит двигателю на ходу подстраиваться под меняющиеся условия полета. А «автономный полет с изменяемым углом атаки» позволит аппарату автономно регулировать свой угол атаки в зависимости от условий полета и требований миссии для оптимизации производительности.
Испанский стартап объявил о серии успешных испытательных запусков двигательной системы DARK на борту космического корабля D-Orbit ION, который был запущен на околоземную орбиту в марте этого года. Двигатель с тягой в пять ньютонов выполнил как сотни очень коротких зажиганий, на несколько десятков миллисекунд, так и более продолжительные, до пяти секунд. В качестве топлива DARK использует перекись водорода.
