Aby byla vytvořena technologická rezerva pro další rozvoj letectví, raketové techniky a kosmonautiky, je u nás vyvíjeno několik slibných projektů vč. zcela nový motor. Nedávno bylo oznámeno dokončení testů rázového pulzačního detonačního motoru. Na stánku byl zatím testován pouze demonstrátor technologie, ale i ten vykazuje výrazný nárůst hlavních charakteristik.
Poslední zprávy
9. dubna informovala tisková služba podniku UEC-UMPO (součást společností United Engine Corporation a Rostec) o nejnovějších úspěších v oblasti výroby motorů. OKB im. DOPOLEDNE. Kolébky z UEC-UMPO úspěšně provedly první fázi testování demonstrátoru nového motoru.
Pulzující detonační motor s přímým průtokem (PPDD) s blokem plynových dynamických rezonátorů v demonstrační verzi potvrdil možnost získání vysokých technických charakteristik. Tah výrobku dosáhl 1600 kg. V některých režimech motor vykazoval nárůst specifického tahu až o 50% ve srovnání s produkty jiných stávajících schémat. Podle toho byla snížena měrná spotřeba paliva.
Použití motorů s takovými charakteristikami výrazně zvýší základní parametry a schopnosti letadel. Maximální dosah a užitečné zatížení lze zvýšit o 1, 3-1, 5krát. Zvýšení poměru tahu k hmotnosti také zlepší ovladatelnost a dynamiku letu.
Je třeba poznamenat, že vývoj domácího náporového detonačního motoru začal již velmi dávno. První zprávy o tomto projektu, vyvinuté na OKB im. Kolébky se objevily už v roce 2011. Už v roce 2013 byl testován jeden z prvních experimentálních motorů. Vytvořil tah pouhých 100 kg, ale ukázal prudký nárůst účinnosti a dalších parametrů.
V budoucnu byl design vylepšen a zvětšen, přičemž současně došlo ke zvýšení klíčových charakteristik. Motor demonstrátoru má k dnešnímu dni tah 1600 kg - 16krát více než úplně první prototyp. Očekává se, že bude vyvíjen současný projekt, a díky tomu se objeví ještě výkonnější motor.
Technologické základy
Koncept RPA neboli pulsního detonačního motoru (PDE) byl v posledních několika desetiletích aktivně vyvíjen v různých zemích. V podmínkách laboratoří a zkušebních lavic již byly získány docela zajímavé výsledky, ale ani jeden motor nové třídy zatím nedosáhl implementace v praxi.
K dnešnímu dni bylo vyvinuto a testováno několik základních návrhů IDD. Nejjednodušší zahrnuje vytvoření produktu, který obsahuje zařízení pro přívod vzduchu, tzv. trakční stěna a detonační trubková komora. Když směs vzduchu a paliva hoří, vytvoří se detonační vlna, která zasáhne trakční stěnu a vytvoří tah. Na základě takových zařízení lze vytvořit víceúrovňové motory.
Složitější, ale účinnější je PDD s vysokofrekvenčním rezonátorem. Jeho konstrukce se vyznačuje přítomností reaktoru a rezonátoru. Reaktor je speciální zařízení, které zajišťuje úplnější spalování směsi vzduch-palivo. Rezonátor umožňuje efektivnější využití energie detonačních vln. Takový motor může být použit jako samostatný produkt nebo jako účinnější náhrada za „tradiční“přídavné spalování proudového motoru.
OKB im. Cradle vyvíjí a testuje přesně obvod s blokem plynových dynamických rezonátorů. Jeho vysoký potenciál byl opakovaně potvrzován testy různých prototypů a nyní se testuje další podobný produkt.
RPM a IDD všech schémat mají určité výhody oproti těm s plynovými turbínami. Předně je to méně složitý design. V IDD neexistují žádné pohyblivé součásti, které by bylo obtížné vyrobit a které mají vysoké mechanické a tepelné zatížení. Takový motor má navíc nižší požadavky na parametry průtokové cesty. Díky tomu lze detonační motor vyrobit pomocí stávajících technologií a materiálů.
V důsledku odlišného termodynamického cyklu se snižuje specifická spotřeba paliva, což lze použít ke zlepšení určitých charakteristik letadla. V závislosti na stanovených úkolech můžete ekonomiku opustit ve prospěch zvýšení tahu nebo ji udržet zvýšením doletu.
Aplikace
Organizace, která vyvíjí demonstraci nových technologií, věří, že motory nové třídy mohou být široce používány v různých oblastech. Dopravní pravidla budou užitečná při dalším rozvoji letectví vč. super- a hypersonické; mohou být použity v nových leteckých systémech. Nový motor je považován za užitečný doplněk raketových a proudových pohonných systémů.
RPME mají konstrukční a technologické výhody oproti produktům s plynovými turbínami se stejnými parametry. Podle OKB je. DOPOLEDNE. Carrycots, to je také obchodní a ekonomická výhoda. Letoun s takovým motorem bude mít vysoké technické vlastnosti, ale náklady na vývoj, výrobu a provoz zůstanou na přijatelné úrovni.
Navrhované návrhy IDD přitom nejsou bez nevýhod. Detonace má tedy, stejně jako ostatní ramjetové motory, omezený rozsah provozních rychlostí. Ke startu potřebuje počáteční zrychlení - s pomocí jiného motoru. V případě raket to může být pohonný systém na kapalné nebo tuhé palivo a letoun může mít samostatný proudový motor pro režimy vzletu a přistání a zrychlení.
Vzhledem k technickým a provozním omezením byl směr ramjetových pulzujících motorů v minulosti nedostatečně rozvinutý. V důsledku toho jsou nové projekty IDD stále ve fázi vývoje a testování. Stále neexistují žádné plnohodnotné vysoce výkonné vzorky vhodné pro implementaci ve skutečných projektech letecké nebo kosmické technologie.
Pro jejich vzhled je nutné další pokračování práce s postupným řešením všech klíčových úkolů. K dosažení úrovně moderních proudových motorů je zapotřebí zvýšení tahu, zvýšení zdrojů a dosažení vysoké spolehlivosti. Práce tohoto druhu právě probíhají a již přinášejí určité výsledky. Ale vytvoření plnohodnotného IDD / PDAA pro praktické použití je stále otázkou vzdálené budoucnosti.
Práce pro budoucnost
Pulzující detonační motor s přímým tokem má řadu důležitých vlastností a je velmi zajímavý v kontextu dalšího vývoje letecké, raketové a vesmírné technologie. Vývoj tohoto směru a vývoj fungujících struktur s dostatečnou úrovní charakteristik se však ukazuje jako velmi obtížný a časově náročný proces. Za posledních 10 let tedy domácí dopravní předpisy a předpisy vyvinuté společností UEC-UMPO vykázaly výrazný nárůst výkonu, ale zatím nedosáhly implementace v praxi.
Práce nicméně pokračuje a dává důvod k optimismu. Nejnovější zprávy ukazují značný pokrok a také naznačují, že se průmysl bude v blízké budoucnosti chlubit novými úspěchy. Vzhled letadel s pulzujícími detonačními motory je tedy stále událostí střední nebo dlouhodobé budoucnosti, ale každá nová fáze vývoje a testování jej přibližuje.
