Детонация Жидкостный ракетный двигатель

Я слышал о трех типах аэрокосмических детонационных двигателей, один из которых — воздушно-реактивный.

Первый — это вариант прямоточного воздушно-реактивного двигателя с ударно-индуцированным сгоранием, или Shcramjet (и да, я также читал Sch ramjet первые три раза), названный двигателем косой детонации (ODWE) . ГПВРД — это вариант гиперзвукового ГПВРД, в котором топливо H2 впрыскивается во впускное отверстие перед двигателем для перемешивания перед воспламенением. В частности, в ОДВТ ударные фронты объединяются таким образом, чтобы создать в камере постоянный фронт детонации для сжигания топлива вместе с воздухом.

Как и ГПВРД, он предназначен для гиперзвуковых полетов, и его характеристики ниже скорости звука, вероятно, будут ужасными, если он вообще сможет работать. Похоже, что в настоящее время он изучается на предмет его повышенных характеристик на очень высокой гиперзвуковой скорости (7-15 Маха), где он может быть более эффективным, чем обычный ГПВРД. Некоторые военно-воздушные силы, похоже, заинтересованы, а также вечно оптимистичные энтузиасты Single Stage To Orbit (SSTO).

Это наверное не то, что здесь упоминается, так как это воздушно-реактивный двигатель, а в статье речь идет о ракетном двигателе.

Следующие два двигателя могут работать как с воздухом, так и с внутренним окислителем, поэтому я ожидаю, что в статье будет ссылка на один из них.

Второй — это поворот старой идеи. Импульсный реактивный двигатель был первым реактивным двигателем, вышедшим за пределы стадии прототипа, что печально известно на жужжащих бомбах Фау-1. Он чрезвычайно прост по замыслу, однако его топливная экономичность ужасна, и он очень громкий, поэтому от него отказались как от тупика для самолетов.

Одним из вариантов повышения эффективности является замена (дозвуковой) дефлаграции в двигателе гораздо более эффективной (сверхзвуковой) детонацией. На этом основан импульсно-детонационный двигатель (ИПД) . Было запущено несколько прототипов (Википедия упоминает об испытательном полете в 2008 году в США), и, похоже, он обещает: его топливная экономичность хороша, и как только вы справились с (значительными) усилиями по его проектированию и тонкой настройке, его основа принципы просты, потенциально давая вам механически простой, (надеюсь) дешевый реактивный двигатель.

Однако основным недостатком является то, что он ужасно громкий , что делает его непригодным для коммерческого использования.

Следующим является вращающийся детонационный двигатель . Кажется, это более сложная эволюция PDE. Вместо того, чтобы иметь относительно неэффективный цикл «заполнение камеры - детонация - опорожнение камеры», его камера представляет собой кольцо, по которому непрерывно распространяются волны детонации. Одна из сторон (плоская, круглая) кольца имеет форсунки, подающие топливо и окислитель в нужный момент, другая сторона открыта для выхода продуктов детонации из камеры.

Самая ранняя ссылка, которую я смог найти, была статья 2007 года от инженеров MBDA, которые в то время собирались начать ее прототипирование. Они предложили использовать его с аэродинамической насадкой и ожидали, что он будет значительно дешевле, легче и с лучшими характеристиками.$I_{SP}$чем обычные ракеты внутреннего сгорания. Более того, контролируя количество детонационных волн одновременно или создавая дополнительные волны только на одной стороне кольца и гася их до того, как они достигнут другой стороны, вы получаете встроенное дросселирование и вектор тяги. Основным недостатком (помимо значительной сложности его проектирования в первую очередь) является повышенный нагрев.

Конечно, они далеко не единственные, кто его разрабатывает. У него большой потенциал не только в ракетах (что означает лучшие ракеты, а покупатели ракет имеют доступ к большим деньгам), но и в камерах сгорания реактивных двигателей и газовых турбин. Так что, если предположить, что они имеют в виду именно это, когда говорят «революционный», я ожидаю, что речь идет о двигателе.

Если это так, то предполагаемое использование, вероятно, для ракет. Я ожидаю, что пройдет некоторое время, прежде чем более консервативная индустрия орбитальных ускорителей начнет его использовать. Даже SpaceX в своем стремлении к эффективности не сказал ни слова об этом, как и любой другой актер, о котором я слышал. Но я не удивлюсь, увидев большой переход на них через несколько десятилетий…

Объедините Shcramjet и RDE, и кто знает? Может быть, на этот раз SSTE, как коммерческий синтез, действительно сработает…