Aby bola vytvorená technologická rezerva pre ďalší rozvoj letectva, raketovej techniky a astronautiky, prebieha u nás rozpracovaných niekoľko perspektívnych projektov, vč. zásadne nový motor. Nedávno bolo oznámené dokončenie testov rampového pulzujúceho detonačného motora. V stánku bol zatiaľ testovaný iba demonštrátor technológie, ale aj ten ukazuje výrazný nárast hlavných charakteristík.
Najnovšie správy
9. apríla informovala tlačová služba podniku UEC-UMPO (súčasť spoločností United Engine Corporation a Rostec) o najnovších úspechoch v oblasti výroby motorov. OKB im. A. M. Kolísky z UEC-UMPO úspešne vykonali prvú fázu testovania demonštrátora nového motora.
Pulzačný detonačný motor s priamym prietokom (PPDD) s blokom plynových dynamických rezonátorov v demonštračnej verzii potvrdil možnosť získať vysoké technické vlastnosti. Ťah výrobku dosiahol 1600 kg. V niektorých režimoch motor vykazoval zvýšenie špecifického ťahu až o 50% v porovnaní s výrobkami iných existujúcich schém. Podľa toho sa znížila aj špecifická spotreba paliva.
Použitie motorov s takýmito charakteristikami výrazne zvýši základné parametre a možnosti lietadiel. Maximálny dosah a užitočné zaťaženie je možné zvýšiť 1, 3-1, 5 krát. Zvýšenie pomeru ťahu k hmotnosti tiež zlepší manévrovateľnosť a dynamiku letu.
Je potrebné poznamenať, že vývoj domáceho detonačného motora ramjet bol zahájený už dávno. Prvé správy o tomto projekte, vypracované na OKB im. Kolísky sa objavili už v roku 2011. Už v roku 2013 bol testovaný jeden z prvých experimentálnych motorov. Vytvoril ťah iba 100 kg, ale ukázal prudký nárast účinnosti a ďalších parametrov.
V budúcnosti bol dizajn vylepšený a zväčšený, pričom došlo k súčasnému zvýšeniu kľúčových charakteristík. Doteraz mal demonštračný motor ťah 1600 kg - 16 -krát viac ako úplne prvý prototyp. Očakáva sa, že sa vyvinie súčasný projekt, a vďaka tomu sa objaví ešte silnejší motor.
Technologické základy
Koncept RPA alebo pulzného detonačného motora (PDE) sa v posledných krajinách aktívne vyvíjal v posledných niekoľkých desaťročiach. V podmienkach laboratórií a skúšobných lavíc už boli získané celkom zaujímavé výsledky, ale ani jeden motor novej triedy ešte nedosiahol implementáciu v praxi.
K dnešnému dňu bolo vyvinutých a testovaných niekoľko základných návrhov IDD. Najjednoduchší z nich zahŕňa vytvorenie produktu, ktorý obsahuje zariadenie na prívod vzduchu, tzv. trakčná stena a detonačná rúrková komora. Keď horí zmes vzduchu a paliva, vytvorí sa detonačná vlna, ktorá zasiahne trakčnú stenu a vytvorí ťah. Na základe takýchto zariadení je možné vytvoriť viacvrstvové motory.
Zložitejší, ale účinnejší je PDD s vysokofrekvenčným rezonátorom. Jeho konštrukcia sa vyznačuje prítomnosťou reaktora a rezonátora. Reaktor je špeciálne zariadenie, ktoré poskytuje úplnejšie spaľovanie zmesi vzduchu a paliva. Rezonátor umožňuje efektívnejšie využívať energiu detonačných vĺn. Takýto motor je možné použiť ako samostatný výrobok alebo ako účinnejšiu náhradu „tradičného“prídavného spaľovania prúdového motora.
OKB im. Cradle presne vyvíja a testuje obvod s blokom plynových dynamických rezonátorov. Jeho vysoký potenciál bol opakovane potvrdzovaný testami rôznych prototypov a teraz sa testuje ďalší podobný výrobok.
Otáčky za minútu a IDD všetkých schém majú určité výhody oproti schémam s plynovými turbínami. V prvom rade je to menej zložitý dizajn. V IDD nie sú žiadne pohyblivé diely, ktoré by sa ťažko vyrábali a majú vysoké mechanické a tepelné zaťaženie. Navyše takýto motor má nižšie požiadavky na parametre dráhy toku. Vďaka tomu môže byť detonačný motor vyrobený s využitím existujúcich technológií a materiálov.
V dôsledku odlišného termodynamického cyklu sa znižuje špecifická spotreba paliva, čo je možné použiť na zlepšenie určitých charakteristík lietadla. V závislosti od stanovených úloh môžete ekonomiku opustiť v prospech zvyšovania ťahu alebo ju udržať zvýšením doletu.
Aplikácie
Organizátor, vývojár demonštrácie novej technológie, verí, že motory novej triedy môžu byť široko používané v rôznych oblastiach. Dopravné pravidlá budú užitočné pri ďalšom rozvoji letectva, vč. super- a hypersonické; môžu byť použité v nových leteckých systémoch. Nový motor je považovaný za užitočný doplnok raketových a prúdových pohonných systémov.
RPME majú konštrukčné a technologické výhody oproti výrobkom s plynovými turbínami s rovnakými parametrami. Podľa OKB ich. A. M. Kočíky, to je tiež obchodná a ekonomická výhoda. Lietadlo s takýmto motorom bude mať vysoké technické vlastnosti, ale náklady na vývoj, výrobu a prevádzku zostanú na prijateľnej úrovni.
Navrhované návrhy IDD zároveň nie sú bez nevýhod. Rovnako ako ostatné ramjetové motory má detonácia obmedzený rozsah prevádzkových rýchlostí. Na štart potrebuje počiatočné zrýchlenie - s pomocou iného motora. V prípade rakiet to môže byť pohonný systém na kvapalné alebo tuhé palivo a lietadlo môže mať samostatný prúdový motor pre režimy vzletu a pristátia a zrýchlenia.
Z dôvodu technických a prevádzkových obmedzení bol smer pulzujúcich motorov s prúdovým prúdom v minulosti nedostatočne rozvinutý. Výsledkom je, že nové projekty IDD sú stále vo fáze vývoja a testovania. Stále neexistujú plnohodnotné vysokovýkonné vzorky vhodné na implementáciu v skutočných projektoch leteckej alebo vesmírnej technológie.
Pre ich vzhľad je potrebné ďalšie pokračovanie v práci s postupným riešením všetkých kľúčových úloh. Na dosiahnutie úrovne moderných prúdových motorov je potrebné zvýšenie ťahu, zvýšenie zdrojov a dosiahnutie vysokej spoľahlivosti. Práce tohto druhu práve prebiehajú a už prinášajú určité výsledky. Ale vytvorenie plnohodnotného IDD / PDAA pre praktické využitie je stále otázkou ďalekej budúcnosti.
Práca pre budúcnosť
Pulzačný detonačný motor s priamym prietokom má množstvo dôležitých vlastností a je predmetom veľkého záujmu v kontexte ďalšieho vývoja leteckej, raketovej a vesmírnej technológie. Rozvoj tohto smeru a vývoj funkčných štruktúr s dostatočnou úrovňou charakteristík sa však ukazuje ako veľmi náročný a časovo náročný proces. Za posledných 10 rokov teda vnútroštátne dopravné pravidlá a predpisy vyvinuté spoločnosťou UEC-UMPO vykazovali výrazný nárast výkonu, ale zatiaľ nedosiahli implementáciu v praxi.
Napriek tomu práca pokračuje a je dôvodom na optimizmus. Najnovšie správy ukazujú značný pokrok a tiež naznačujú, že sa priemysel v blízkej budúcnosti môže pochváliť novými úspechmi. Vzhľad lietadiel s pulzujúcimi detonačnými motormi je teda stále udalosťou strednej alebo dlhodobej budúcnosti, ale každá nová etapa vývoja a testovania ho približuje.
