Главная проблема сверхзвуковых ПВРД заключается в том, что горение топлива должно происходить за доли миллисекунды на сверхзвуковых скоростях (от 5 Махов и выше). В таких условиях воздух ведет себя необычным образом: молекулы распадаются, температура резко растет, возникает ионизация — система далека от равновесного состояния, что делает традиционные модели неточными.

Новый подход, разработанный командой из Китайской академии наук, не пытается моделировать все подряд с одинаковой детализацией. Вместо этого программное обеспечение сосредотачивает вычислительные ресурсы на критических зонах — там, где происходит горение. Вся модель двигателя разбита на 221 миллион микроскопических трехмерных «ячеек», каждая из которых независимо рассчитывает температуру, давление, скорость и химические реакции.

Такая архитектура обеспечивает высокую точность там, где это действительно нужно, и позволяет выполнять расчеты на суперкомпьютерах за 7–14 дней вместо прежних лет.

Новая модель уже показала, что реальная эффективность сгорания ниже ожидаемой, а тяга — до 21,6% меньше, чем предсказывали предыдущие, упрощенные модели, пишет SCMP.

Хотя разработка пока ограничена рамками компьютерного моделирования и не является готовым двигателем, ее значение трудно переоценить: конструкторы реактивных двигателей смогут быстрее и реалистичнее оценивать новые конфигурации, что в перспективе может привести к созданию более эффективных гиперзвуковых двигателей. Сам факт того, что прежние расчеты были чрезмерно оптимистичными, уже является важным открытием для инженеров.

Технологию, которую десятки лет назад забраковали американские военные, с успехом испытали в Китае. Группа инженеров из ведущих аэрокосмических исследовательских центров страны достигла прорыва в разработке гиперзвукового двигателя с косой ударной волной, работающего на обычном жидком топливе.