Лого Сделано у нас
148

Российские ученые первыми в мире успешно испытали детонационный жидкостный ракетный двигатель

Россия первой успешно испытала детонационный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) нового поколения на экологически чистом топливе, сообщает Фонд перспективных исследований (ФПИ).

Специализированная лаборатория «Детонационные ЖРД», созданная в 2014 году на базе АО НПО «Энергомаш» — ведущего российского предприятия космической отрасли, провела первые в мире успешные испытания полноразмерного демонстратора детонационного жидкостного ракетного двигателя на топливной паре кислород-керосин. Исследовательские работы проводились учеными совместно с коллегами из Новосибирского института гидродинамики им. М.А.Лаврентьева Сибирского отделения РАН и Московского авиационного института.

Россия является безусловным мировым лидером в разработке и производстве ракетных двигателей. Но на текущий момент классические жидкостные ракетные двигатели вплотную подошли к своему теоретическому пределу по удельным параметрам.

Идея использовать детонационный режим горения, как наиболее термодинамически выгодный способ сжигания топлива, впервые был предложен советскими учеными еще в середине прошлого века. Однако, практически реализовать этот режим удалось только сейчас.

При проведённых в июле-августе текущего года испытаниях двух первых в России полноразмерных демонстраторов детонационного ЖРД впервые в мире были зарегистрированы установившиеся режимы непрерывной спиновой детонации с частотой вращения поперечных детонационных волн около 20 кГц на топливной паре кислород-керосин. В этих испытаниях удалось добиться получения различного количества детонационных волн, уравновешивающих вибрационные и ударные нагрузки друг друга.

Кроме того, кооперации институтов удалось добиться работоспособности демонстраторов в течение нескольких пусков в условиях экстремальных детонационных нагрузок и сверхвысоких температур. Это стало возможным за счет специально разработанных Центром им. М.В.Келдыша для нужд проекта теплозащитных покрытий уникального состава.

«Значение успеха этих испытаний для опережающего развития отечественного двигателестроения трудно переоценить. Мы шли к этому результату два года и, безусловно, удовлетворены им. За ракетными двигателями такого рода будущее», — отметил главный конструктор НПО «Энергомаш» Владимир Чванов.

В настоящее время работы перешли из стадии расчётных исследований и моделирования в стадию огневых испытаний. По результатам проведенной расчетно-теоретической работы созданы три наиболее перспективных варианта компоновочных схем демонстраторов новейших двигателей, теоретически способных существенно превзойти существующие мировые разработки по удельным характеристикам, отмечает ФПИ.

«Полученные результаты имеют поистине общемировое значение и впечатляют своей уникальностью. Мы взялись за сложную задачу — доказать возможность организовать детонацию в кислородно-керосиновых ракетных двигателях. И сейчас мы можем твердо сказать, что это возможно, и мы знаем, как это сделать. Но мы не собираемся останавливаться на достигнутом и надеемся уже в ближайшее время дать практические подтверждения всех остальных заявленных характеристик», — заявил заместитель генерального директора ФПИ Игорь Денисов.

  • 6
    Нет аватара Maggey
    26.08.1618:40:49

    Плюсанул     Добавить нечего.

  • 10
    Нет аватара Инженер2015
    26.08.1618:45:33

    Полученные результаты имеют поистине общемировое значение
    ну главное не разбазарить эти результаты на весь мир, а защитить патент и построить серийный движок. А вот его уже можно продавать на весь мир

  • 10
    Vladimir fon-Leof Vladimir fon-Leof
    26.08.1618:48:53

    Детонационный режим горения был предсказан Циолковским в его фантастических эссе 20-х годов прошлого века.    

  • -1
    Виктор Спрожецкий Виктор Спрожецкий
    26.08.1619:54:34

    а у немцев на фау-1 разве не импульсный детонационный был? или там что-то другое? крылатые которые ракеты были.

  • 9
    Zveruga Zveruga
    26.08.1620:23:46

    www.youtube.com/watch?v=2C4Oj9JTCCI

    Это тот самый двигатель, у которого температура в камере сгорания 6000 °C.

    Отредактировано: Zveruga~22:33 26.08.16
  • 0
    Нет аватара Pavel73
    26.08.1620:41:54

    Какая тяга, какой удельный импульс? Всё, что сказано, это пока ни о чём.

    • 7
      Барс Барс
      26.08.1620:53:33

      Меньше знают наши зарубежные «партнёры» хуже спят.

    • -1
      Данила Романов Данила Романов
      26.08.1621:19:50

      Да, нужны цифры

    • 0
      Михаил Усоцкий Михаил Усоцкий
      26.08.1622:16:12

      Вроде как упоминали в новостях, что они близки к водородным.

    • 1
      Нет аватара Maggey
      27.08.1607:03:30

      Для начала испытывался сам детонационной принцип. Тяга и импульс это потом.

    • 3
      Нет аватара хочу_техники
      27.08.1609:28:50

      Тут, вероятно, решается задача уменьшить температуру выхлопа, желательно до исходной температуры компонент топлива, тогда энергия, выделяющаяся при реакции окисления керосина в кислороде пойдет большей частью на разгон струи, а на нагрев струи не так много. Тогда удельный импульс (в системе единиц СИ — это скорость истечения рабочего тела из двигателя) будет порядка по моим прикидкам 600 сек (в СИ 6000 м/с), у современных движков порядка 300 сек (в СИ 3000 м/с).

      Для перехода из измерения удельного импульса в секундах на СИ, нужно умножить на ускорение свободного падения у поверхности Земли (9.8 м/с^2, т. е. почти на 10). Это получается локально (т.е. в каждом микрообъеме) топливо сжимается, быстро сгорает, затем адиабатически расширяется (ну как в дизеле).

      Механическая работа (это кинэнергия газов) при этом будет составлять, почти как в цикле Карно долю от выделившейся энергии, определяемую выражением «(Температура_нагрева — Температура_расширившегося_газа) / Температура_нагрева». Так как Температура_нагрева сильно больше, чем Температура_расширившегося_газа, то это выражение будет близко к единице и, соответственно, скорость истечения будет намного выше.

      Мысленно (мысленный эксперимент) можно представить себе такой движок: окисляем водород в кислороде, используя топливный элемент (к.п.д. близко к 1). Энергию топливного элемента аккуратно используем для разгона воды, образовавшейся при окислении, тогда получим максимально возможный удельный импульс для пары водород-кислород (закон сохранения энергии не обойти не перепрыгнуть). Прикидывал удельный импульс порядка 5000м/c или (/ 9.8) порядка 500сек. Но такой двигун вряд ли можно сделать с большой тягой (можно использовать в невесомости?).

      Правильно я мыслю?

      • 0
        Нет аватара Petr-2000
        27.08.1621:23:20

        Тогда удельный импульс (в системе единиц СИ — это скорость истечения рабочего тела из двигателя) будет порядка по моим прикидкам 600 сек (в СИ 6000 м/с), у современных движков порядка 300 сек (в СИ 3000 м/с).

        В данном экземпляре, по неподтвержденным данным с форума «Новости космонавтики», на паре керосин-кислород достигнут прирост: «УИ ок 10-15% болле от сегодняшних керосиновых двигатели». Это примерно как на традиционных «медленного горения» водород-кислород.

        При этом:

        «В качестве примера можно для оценки преимуществ ИДД использовать параметры маршевых ЖРД Спейс Шаттла. Давление за ТНА жидкого водорода около 500 атм. Давление в камере сгорания 210 атм. Чтобы обеспечить аналогичные условия сжигания топлива в ИДД, компоненты нужно подавать под давлением не более 10 атм.

        Таким образом основным преимуществом использования детонационного горения в

        ЖРД нужно признать не потенциальное увеличение КПД и удельного импульса, а радикальное снижение стоимости двигателя.»

  • 0
    Нет аватара КТ835
    27.08.1604:48:14

    Безусловно плюс. Но пока только опытный экземпляр, как я понимаю?

    • 1
      Zveruga Zveruga
      28.08.1608:17:00

      Это первый полноразмерный опытный экземпляр. До этого были испытания на лабораторных моделях.

  • Комментарий удален
    • 5
      Нет аватара Maggey
      27.08.1607:11:14

      Не истери. Запуски с обычными ещё никто не отменял. Ещё не известно сколько стоит. Можно предположить что если и стоит дороже то не намного обычных движков, но зато значительно полезная нагрузка возрастает то есть с детонационная вам надо будет один запуск, а с обычным два так что по стоимости все хорошо.

    • 6
      igorborisov Борисов igorborisov Борисов
      27.08.1607:21:06

      Я смотрю, вы даже специально зарегистрировались, чтобы комментарий в этой теме оставить.

      Вы статью вообще читали? Во-первых, ещё ничего не известно, это только первые огневые испытания, proof of concept, как говорят наши зарубежные партнёры. В любом случае, это отработка новой технологии. Во-вторых, и в статье это написано, у него по расчётам должны быть существенно лучшие удельные характеристики. То есть, грубо говоря, для вывода на орбиту килограмма груза придётся потратить не 300 килограммов топлива, а 250, что даст заметную экономию.

      Детали будут известны уже ближе к началу реальных пусков с этим типом двигателей. Зачем сразу же поливать грязью, даже не разобравшись толком?

  • 0
    Нет аватара Curiouscat
    27.08.1610:01:27

    Это в два раза быстрее в невесомости чтобы летать? Помню в детстве читал идеи что до других звёзд нужно добираться используя атомные взрывы ) то есть идея не нова, но к реализации только подбираться стали.

    • 1
      Zveruga Zveruga
      28.08.1608:19:09

      Эта технология позволит нам освоить Солнечную систему. Детонационные двигатели совершат точно такую же революцию, которую когда-то совершили сначала паровой двигатель, а затем дизельный.

      • 1
        Нет аватара Curiouscat
        28.08.1618:26:56

        Zveruga, осталось дождаться, чтобы увидеть своими глазами. Надеюсь, на моем веку «полетит "

  • Комментарий удален
  • Комментарий удален
  • 2
    Дэн Могилевич Дэн Могилевич
    27.08.1611:56:52

    Давно наблюдаю за ФПИ, вторым венчурным фондом после Роснано, и могу сказать, что очень эффективная организация. К счастью, идея венчурных фондов в РФ не была дискредитирована Роснано и это радует.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,