Випробування детонаційного двигуна
Спеціалізована лабораторія «Детонаційні ЖРД» науково-виробничого об'єднання «Енергомаш» провела випробування перших в світі повнорозмірних демонстраторів технологій детонаційного рідинного ракетного двигуна. Як повідомляє ТАСС, нові силові установки працюють на паливній парі кисень-гас.
Новий двигун, на відміну від інших силових установок, що працюють за принципом внутрішнього згоряння, функціонує за рахунок детонації палива. Детонацією називається надзвукове горіння певної речовини, в даному випадку паливної суміші. При цьому по суміші поширюється ударна хвиля, за якою слідує хімічна реакція з виділенням великої кількості тепла.
Вивчення принципів роботи і розробка детонаційних двигунів ведеться в деяких країнах світу вже більше 70 років. Перші такі роботи почалися ще в Німеччині в 1940-х роках. Правда тоді працюючого прототипу детонаційного двигуна дослідникам створити не вдалося, але були розроблені і серійно випускалися пульсуючі повітряно-реактивні двигуни. Вони ставилися на ракети «Фау-1».
В пульсуючих повітряно-реактивних двигунах паливо згорали з дозвуковій швидкістю. Таке горіння називається дефлаграція. Пульсуючим двигун називається тому, що в його камеру згоряння паливо і окислювач подавалися невеликими порціями через рівні проміжки часу.
Карта тиску в камері згоряння ротаційного детонаційного двигуна. A - детонаційна хвиля; B - задній фронт ударної хвилі; C - зона змішування свіжих і старих продуктів горіння; D - область заповнення паливної сумішшю; E - область несдетоніровавшей згорілої паливної суміші; F - зона розширення зі здетонували згорілої паливної сумішшю
Детонаційні двигуни сьогодні діляться на два основних типи: імпульсні і ротаційні. Останні ще називають спінові. Принцип роботи імпульсних двигунів схожий з таким у пульсуючих повітряно-реактивних двигунів. Основна відмінність полягає в детонаційному горінні паливної суміші в камері згоряння.
У ротаційних детонаційних двигунах використовується кільцева камера згоряння, в якій паливна суміш подається послідовно через радіально розташовані клапани. У таких силових установках детонація загасало - детонаційна хвиля «оббігає» кільцеву камеру згоряння, паливна суміш за нею встигає оновитися. Ротаційний двигун вперше почали вивчати в СРСР в 1950-х роках.
Детонаційні двигуни здатні працювати в широкому межі швидкостей польоту - від нуля до п'яти чисел Маха (0-6,2 тисячі кілометрів на годину). Вважається, що такі силові установки можуть видавати велику потужність, споживаючи палива менше, ніж звичайні реактивні двигуни. При цьому конструкція детонаційних двигунів відносно проста: в них відсутній компресор і багато рухомі частини.
Все детонаційні двигуни, які відчувають до цих пір, розроблялися для експериментальних літаків. Випробувана в Росії така силова установка є першою, призначеної для установки на ракету. Який саме тип детонаційного двигуна пройшов випробування, не уточнюється.
Завдяки встановленню нових двигунів на кораблі ВМС США розраховують вивільнити більше місця на них, а також підвищити ефективність енергетичних систем. Сьогодні до складу американський флот використовує 430 газотурбінних двигунів на 129 кораблях. Щорічно ці силові установки споживають палива майже на три мільярди доларів.
В американському ротаційному детонаційному двигуні використовується стехіометрична суміш водню і повітря. Стехиометрической називається така паливна суміш, в якій окислювача міститься рівно стільки, скільки необхідно для повного згоряння пального. Суміш водню і кисню вважається найбільш зручною для вивчення спиновой, незгасаючої, детонації.