Создание эффективных двигателей с детонационным горением будет равносильно революции в космонавтике, считают эксперты
Фонд Перспективных исследований (ФПИ) начал финансирование работ по созданию двигателей с детонационным горением. В случае успеха Россия сможет совершить прорыв сразу в двух областях: в космическом ракетостроении и создании гиперзвуковых летательных аппаратов.
— На сегодняшний день теоретические расчеты позволяют нам говорить о перспективности данного направления, — заявил «Известиям» заместитель гендиректора и председатель научно-технического совета ФПИ Виталий Давыдов. — Мы рассчитываем, что в ближайшее время сможем на практике подтвердить реализуемость и эффективность этого метода и что это нам удастся сделать как в области создания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, так и в области двигателя ракетного.
Давыдов не сообщил деталей, однако, по информации «Известий», ФПИ уже выделил на данный проект около 760 млн рублей, а на следующем этапе готов выделить еще 1,3 млрд.
Среди получателей средств на научно-исследовательские работы (НИР) по данной теме: НПО «Энергомаш», Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ), лыткаринское КБ «Союз» и другие научные центры.
Используемые сегодня двигатели внутреннего сгорания работают по циклу Брайтона: его суть в последовательном смешивании топлива и окислителя, сжатии смеси, ее поджоге и горении расширением разогретых продуктов горения. Реакция происходит на дозвуковой скорости. В детонационных двигателях предполагается взрывное горение топливной смеси — реакция распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью. При этом по веществу распространяется ударная волна, за которой следует химическая реакция в топливной смеси с выделением большого количества тепла.
— Теоретически детонационные двигатели могут в 50–60 раз превосходить существующие по объемной мощности, — говорит Павел Булат из петербургского КБ «Динамика». — Другое их преимущество — относительная дешевизна. Уже сейчас есть возможность сделать двигатель с детонационным горением. И если по КПД он пока не будет выигрывать у существующих, то по ценовому параметру будет в разы дешевле. Потому что давление подачи топлива маленькое — топливная смесь сжимается ударной волной. Камеры сгорания можно делать неохлаждаемыми, поскольку время горения небольшое.
Источник в руководстве НПО «Энергомаш» рассказал «Известиям», что на работы по детонационному горению ФПИ предприятию выделил 225 млн рублей на три года:
— За эти 225 млн мы должны создать модельный образец детонационной камеры для жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и испытать ее. У нас два смежника: Новосибирский институт гидродинамики имени Лаврентьева и МАИ. Это глубокая НИР, результаты на практике гарантировать сложно. Но если ведущие страны этой темой занимаются, а по информации от американцев у них первая крылатая ракета с детонационным двигателем полетит через четыре года, нам стоит над этим работать.
Освоение технологий детонационного горения сулит прорыв в плане совершенствования гиперзвуковых летательных аппаратов. По словам собеседника в «Энергомаше», ЦИАМ на средства ФПИ планирует создавать аппарат, развивающий скорость до 8 мах (т.е. в 8 раз быстрее звука. — «Известия»):
— Когда ты летишь на скорости 5 мах, используя обычный двигатель, то чтобы топливо сгорало, нужно в камеру двигателя подводить дозвуковой поток, то есть с 5 мах затормозить до 1 мах. Соответственно тепловые нагрузки получаются высокими. Поэтому сегодня 5 с небольшим мах считаются практическим пределом скорости полета гиперзвукового летательного аппарата. А детонационное горение оно уже сверхзвуковое — распространяется со скоростью 2,5–3 мах. То есть если ты летишь со скоростью 5 мах, то ты тормозишь всего лишь до 3. Следовательно, тепловые нагрузки меньше и ты можешь увеличить скорость при тех же материалах.
По информации от источника в Роскосмосе, КБ «Союз» на средства ФПИ займется созданием малогабаритного двигателя для беспилотного летательного аппарата. Получить комментарии в «Союзе» не удалось.
— Потенциально это переворот, технологическая революция, — говорит Андрей Ионин, член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского. — Нет гарантий, что результат здесь достижим, ученые спорят — кто-то говорит, что это невозможно, другие говорят — возможно. Это тонкие материи. Тот, кто это сделает, изменит лицо космонавтики. Безусловно, надо финансировать некоторые проекты, которые выходят за текущее понимание каких-то физических принципов. Как говорил Альберт Эйнштейн, если тебе твоя мысль не кажется сумасшедшей, то она, скорее всего, неправильна. Так что, если есть команда разработчиков и какой-то бэкграунд, то финансирование таких направлений целесообразно.
Иван Чеберко
