Что такое детонационный ракетный двигатель
Что такое детонационный ракетный двигатель
- О Фонде
- Органы управления
- Правление
- Попечительский совет
- Научно-технический совет
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
- Направления
- Предложить проект
- Вакансии
- Партнеры
- Проекты
- Конкурсы
- Контакты
- Пресс-центр
- О Фонде
- Цели и задачи
- Органы управления
- Генеральный директор
- Правление
- Попечительский совет
- Научно-технический совет
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
- Проекты
- Все проекты
- Физико-технические исследования
- Химико-биологические
и медицинские исследования - Информационные исследования
- Конкурсы
- Все
- Завершенные
- Сотрудничество
- Направления
- Предложить проект
- Вакансии
- Партнеры
- Пресс-центр
- Новости Фонда
- СМИ о нас
- События
- Контакты
- Цели и задачи
- Органы управления
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
Проезд от ст. м. «Киевская»
автобусы №7, 17, 34 до остановки
«Патентное ведомство»Совместный проект Фонда перспективных исследований и АО «НПО Энергомаш имени академика В.П.Глушко»
Лаборатория «Детонационные ЖРД» создана Фондом перспективных исследований в 2014 году на базе АО «НПО Энергомаш».
АО «НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко» – ведущее российское предприятие по разработке мощных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Ракетные двигатели, разработанные в НПО Энергомаш, вывели и выводят в космос практически все отечественные космические аппараты. В их числе – первый искусственный спутник Земли, первый космический корабль с человеком на борту, орбитальная станция «Мир» и космический корабль «Буран».
В НПО Энергомаш созданы самые мощные в мире жидкостные ракетные двигатели РД-170 и РД-171 для ракет-носителей «Энергия» и «Зенит», двигатели РД-264 и РД-268 для боевых ракет Р-36М и МР-УР-100, двигатель РД-180 для американских ракет-носителей «Атлас III» и «Атлас-V», двигатель РД-191 для семейства российских ракет-носителей «Ангара».
Огромный опыт создания жидкостных ракетных двигателей и владение уникальными технологиями обеспечили основу сотрудничества предприятия с авиакосмическими организациями и компаниями всего мира.
Работа лаборатории «Детонационные ЖРД» ведётся в кооперации с ФГБОУ ВПО МАИ (НИУ) и ФГБОУ ИГиЛ СО РАН, в рамках этой работы создан и успешно испытан демонстратор жидкостного ракетного двигателя, работающего в режиме непрерывной спиновой детонации. В ходе реализации данного проекта изучены возможности повышения тягово-экономических характеристик двигателя путем организации детонационного горения, а также способы обеспечения работоспособности конструкции двигателя при высочайших температурах и параметрах давления внутри камеры сгорания, возникающих при работе в детонационном режиме при отсутствии охлаждения пристеночного слоя.
Новизна данных исследований определена применением принципиально новых способов организации рабочего процесса в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя и использованием для создания его конструкции не имеющих аналогов высокотемпературных теплозащитных покрытий со специфическими свойствами. Эти покрытия позволяют обеспечить работоспособность стенки камеры сгорания без системы охлаждения в течение заданного времени. Более того исследования позволят получить понимание о возможностях и пределах детонации топливной пары кислород-керосин.
Особое место в проекте было отведено исследованиям процесса смесеобразования топлива и поиску новых подходов в конструкции смесительных головок, позволяющих получать капли топливной смеси необходимого размера, состава и концентрации.
В результате реализации проекта создан демонстратор нового ракетного двигателя, который ляжет в основу нового класса ракет-носителей. Кроме того, в ходе реализации проекта разработан ряд уникальных технологий, математических моделей и программных продуктов, которые могут быть использованы для других перспективных работ.
В настоящее время в составе лаборатории работают девять человек. Это ведущие сотрудники конструкторского бюро АО «НПО Энергомаш», которые имеют уникальный опыт расчетов и разработки конструкций ЖРД, а также проведения научно-исследовательских работ в области создания перспективных инновационных ракетных двигателей.
В России испытали детонационный двигатель тягой две тонны
Испытания детонационного двигателя
Фонд перспективных исследований
Научно-производственное объединение «Энергомаш» провело испытания модельной камеры жидкостного детонационного ракетного двигателя, тяга которого составила две тонны. Об этом в интервью «Российской газете» заявил главный конструктор «Энергомаша» Петр Левочкин. По его словам, эта модель работала на керосине и газообразном кислороде.
Детонацией называется такое горение какого-либо вещества, в котором фронт горения распространяется быстрее скорости звука. При этом по веществу распространяется ударная волна, за которой следует химическая реакция с выделением большого количества тепла. В современных ракетных двигателях сгорание топлива происходит с дозвуковой скоростью; такой процесс называется дефлаграцией.
Детонационные двигатели сегодня делятся на два основных типа: импульсные и ротационные. Последние еще называют спиновыми. В импульсных двигателях происходят короткие взрывы по мере сгорания небольших порций топливо-воздушной смеси. В ротационных же горение смеси происходит постоянно без остановки.
В таких силовых установках используется кольцевая камера сгорания, в которой топливная смесь подается последовательно через радиально расположенные клапаны. В таких силовых установках детонация не затухает — детонационная волна «обегает» кольцевую камеру сгорания, топливная смесь за ней успевает обновиться. Ротационный двигатель впервые начали изучать в СССР в 1950-х годах.
Детонационные двигатели способны работать в широком пределе скоростей полета — от нуля до пяти чисел Маха (0-6,2 тысячи километров в час). Считается, что такие силовые установки могут выдавать большую мощность, потребляя топлива меньше, чем обычные реактивные двигатели. При этом конструкция детонационных двигателей относительно проста: в них отсутствует компрессор и многие движущиеся части.
Новый российский жидкостный детонационный двигатель разрабатывается совместно несколькими институтами, включая МАИ, Институт гидродинамики имени Лаврентьева, «Центр Келдыша», Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова и Механико-математический факультет МГУ. Разработку курирует Фонд перспективных исследований.
По словам Левочкина, во время испытаний давление в камере сгорания детонационного двигателя составило 40 атмосфер. При этом установка надежно работала без сложных систем охлаждения. Одной из задач испытаний было подтверждение возможности детонационного горения кислородно-керосиновой топливной смеси. Ранее сообщалось, что частота детонации в новом российском двигателе составляет 20 килогерц.
Первые испытания жидкостного детонационного ракетного двигателя состоялись летом 2016 года. Испытывался ли с тех пор двигатель еще раз, неизвестно.
В конце декабря 2016 года американская компания Aerojet Rocketdyne получила контракт Национальной лаборатории энергетических технологий США на разработку новой газотурбинной энергетической установки на базе ротационного детонационного двигателя. Работы, по итогам которых будет создан прототип новой установки, планируется завершить к середине 2019 года.
По предварительной оценке, газотурбинный двигатель нового типа будет иметь по меньшей мере на пять процентов лучшие характеристики, чем обычные такие установки. При этом сами установки можно будет сделать компактнее.
Новости
В ПАО «ОДК-УМПО» завершен первый этап испытаний демонстратора пульсирующего детонационного двигателя
По итогам испытаний двигателя-демонстратора получена тяга 1600 кг, на отдельных режимах зафиксировано увеличение удельной тяги до 50% (в сравнении с двигателями традиционных схем) с соответствующим снижением удельного расхода топлива. В перспективе это позволит в 1,3-1,5 раза увеличить максимальную дальность и массу полезной нагрузки летательных аппаратов, оснащенных пульсирующими детонационными двигателями, а также улучшить динамику полета и их маневренные характеристики за счет увеличения тяговооруженности.
Пульсирующий детонационный двигатель – новый тип двигателя для авиации. В нем реализуется термодинамический цикл, близкий к циклу со сгоранием топлива при постоянном объеме, а потому более экономичный, чем используемый в существующих газотурбинных двигателях. Как отмечает генеральный конструктор-директор ОКБ имени А. Люльки Евгений Марчуков, простота конструкции и относительно низкие требования к значениям величин газодинамических параметров по всей проточной части изделия позволяют применять при его создании технологии, отработанные на предыдущих поколениях двигателей. Это дает колоссальное коммерческое и экономическое преимущество по сравнению с разрабатываемыми перспективными двигателями традиционных схем.
Диапазон возможного применения пульсирующих детонационных двигателей широк: сверх- и гиперзвуковые летательные аппараты, семейство ракет различного назначения, космические летательные аппараты, воздушно-космические самолеты и перспективные ракетно-космические системы и др. Этот тип двигателя может быть предложен как потенциально эффективное дополнение и развитие традиционных ракетных и воздушно-реактивных двигателей.
В ОКБ им. А. Люльки — филиале ПАО «ОДК-УМПО» сформировано отдельное направление по разработке пульсирующих детонационных двигателей.
В 2016 году авторский коллектив проекта «Пульсирующий детонационный двигатель» стал победителем конкурса «Лучший инновационный проект по направлениям критических технологий в РФ» в Сколково. Макет пульсирующего детонационного двигателя впервые был представлен на Международном военно-техническом форуме «Армия-2017».
ПАО «ОДК-УМПО» – разработчик и крупнейший производитель авиационных двигателей в России. Основными видами деятельности являются разработка, производство, сервисное обслуживание и ремонт турбореактивных авиационных двигателей и газоперекачивающих агрегатов, производство и ремонт узлов вертолетной техники. Расположено в г. Уфе. Входит в АО «Объединенная двигателестроительная корпорация».
АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (входит в Госкорпорацию Ростех) – интегрированная структура, специализирующаяся на разработке, серийном изготовлении и сервисном обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и военно-морского флота, а также нефтегазовой промышленности и энергетики.
Госкорпорация Ростех – одна из крупнейших промышленных компаний России. Объединяет более 800 научных и производственных организаций в 60 регионах страны. Ключевые направления деятельности – авиастроение, радиоэлектроника, медицинские технологии, инновационные материалы и др. В портфель корпорации входят такие известные бренды, как АВТОВАЗ, КАМАЗ, Концерн Калашников, «Вертолеты России», ОДК, Уралвагонзавод, «Швабе» и др. Ростех активно участвует в реализации всех 12 национальных проектов. Компания является ключевым поставщиком технологий «Умного города», занимается цифровизацией государственного управления, промышленности, социальных отраслей, разрабатывает планы развития технологий беспроводной связи 5G, промышленного интернета вещей, больших данных и блокчейн-систем. Ростех выступает партнером ведущих мировых производителей, таких как Boeing, Airbus, Daimler, Pirelli, Renault и др. Продукция корпорации поставляется более чем в 100 стран мира. Почти треть выручки компании обеспечивает экспорт высокотехнологичной продукции.
Для крылатой ракеты «Циркон» создадут детонационный двигатель
Гиперзвуковыми противокорабельными крылатыми ракетами (ПКР) «Циркон» будут оснащены два тяжелых атомных ракетных крейсера (ТАРКР) «Петр Великий» и «Адмирал Нахимов», а также перспективные подводные атомоходы проекта 885М «Ясень-М» и подлодки пятого поколения «Хаски», сообщает сайт «Новости ВПК». О том, что в России ведется разработка гиперзвукового оружия, замминистра обороны России Юрий Борисов сообщил еще в конце ноября прошлого года.
По сведениям из открытых источников, ракетный комплекс с «Цирконом» — новейшая разработка военно-промышленной корпорации «НПО машиностроения» (входит в корпорацию «Тактическое ракетное вооружение»). Работы по проекту носят закрытый характер. Известно лишь, что ракета, длина которой составляет от восьми до десяти метров, будет способна разогнаться до 5–10 Махов и поражать цели на дальностях 300–500 километров.
Сегодня на вооружении ВМФ России стоят ПКР со скоростями максимум 2–2,5 Маха. Скорость 2,5 Маха — предельная для современных средств ПВО вероятного противника. Таким образом, «Циркон» способен беспрепятственно достигать цели, опережая средства ПВО. Странам НАТО придется модернизировать противоракетную оборону под огромные скорости нашей ракеты.
Герой Труда России и Герой Социалистического Труда СССР Герберт Ефремов(советник главы ВПК «НПО машиностроения» по науке) считает, что для длительного движения объекта в атмосфере на гиперзвуке необходимы прямоточные двигатели. В уже существующих не удается обеспечить устойчивую работу камер сгорания. И неизвестно, удастся ли решить эти проблемы в ближайшее время. Другие типы двигателей, в частности турбо-прямоточные, создаются уже более полувека, но безуспешно.
Однако надежда уже появилась. Вице-премьер Дмитрий Рогозин недавно сообщил: в России успешно испытан так называемый детонационный ракетный двигатель (ДРД). Новинка разработана НПО «Энергомаш» им. академика В. П. Глушко в рамках программы Фонда перспективных исследований. Детонационный ракетный двигатель — один из путей создания гиперзвуковых летательных аппаратов, способных достигать скорости 4–6 Махов. На базе таких двигателей возможно создание гиперзвукового оружия. Эффект заключается в том, что детонационный двигатель при значительно меньших габаритах и массе топлива может дать ту же тягу, что и огромный современный жидкостной ракетный двигатель.
Проблема в том, чтобы сделать взрыв контролируемым и управляемым, то есть добиться, чтобы горючее и окислитель ракетного двигателя не горели, как сейчас, а взрывались, не разрушая камеру сгорания. В качестве горючего специалисты «Энергомаша» предложили керосин, в качестве окислителя — газообразный кислород. Горение такого топлива в детонационном двигателе — сверхзвуковое, речь идет уже не о 5, а о 8 Махах.
Испытательный пуск российского крылатого «Циркона» в апреле прошлого года показал: скорость звука превышена в восемь раз — до 9800 км/ч. Эксперты утверждают, что это не предел, ракета может достичь и скорости 10 Махов. Ракета поражает любую цель в радиусе 500 км, она маневренна, значительно быстрее любой современной американской противоракеты, а для ее пуска используются универсальные корабельные установки вертикального пуска — те же, что и для «Калибров».
«Циркон» может быть готов к установке на корабли уже в нынешнем году. Он заменит тяжелую ПКР П-700 «Гранит».
