20.09.2015

Детонационный двигатель: российская версия

itmo_engine_0.jpg
Ученые Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) разрабатывают оригинальный детонационный двигатель с низкой стоимостью эксплуатации, повышенным КПД и низким уровнем расхода топлива.

Идея такого двигателя сама по себе не нова, но многие исследователи, занимавшиеся в мире данной темой, так и не создали рабочую модель. Принципиальное отличие такого типа двигателей: вместо привычного сгорания топлива происходит его детонация (горение быстрее скорости звука), а сжатие топлива обеспечивается не поршнем, а именно ударной волной.

Проект в Санкт-Петербурге развивается уже почти 2 года, в основу его легли фундаментальные результаты основоположника отечественной школы ударных волн Владимира Ускова. Российские ученые говорят об определенном прогрессе в своей работе: «Мы поняли, что ударно-волновые структуры, которые используются в известных проектах детонационных двигателей, не оптимальны. Ударно-волновая структура должна создавать максимальное давление в камере сгорания. Но в любом существующем проекте она начинает свободно распространяться по объему камеры сгорания и, как любая термодинамическая система, стремится занять положение с наименьшим уровнем энергии. Это как раз обратно тому, что нам требуется от ракетного реактивного или газотурбинного двигателя. Нам удалось выяснить, что оптимальные ударно-волновые структуры существуют, мы выделили классы этих систем и создали макет газотурбинной установки для проведения экспериментов».

Осенью 2015 года работы в России вышли на этап создания опытного образца, имитирующего работу детонационного двигателя: пока вместо турбины и компрессора используются массогабаритные аналоги. Уже в 2016 году будут завершены все эксперименты, и будет принято решение о возможности постройки тестовых полнофункциональных образцов.

Как сообщает сайт института, «в этой сфере сложилось так, что детонацией и ударными волнами занимаются разные исследователи. Специалисты по горению и взрыву привыкли изучать, с чем взаимодействует и от чего отражается ударная волна, какая энергия должна подводиться, чтобы возникла детонация, а не горение, и так далее; считается, что детонационная волна возникла сама по себе, ученые пытаются ее "оседлать". Есть специалисты в области теории ударных волн, но они никогда не исследовали именно детонацию, то есть горение, возникающее вслед за ударной волной. Поэтому то, чем занимается наша лаборатория, никто раньше не делал. Всплеск интереса к теме возник три года назад, когда в США появилась новость, что их Министерство обороны решило переоснастить все корабельные турбины детонационной камерой сгорания. Замечу, что после этой новости научные статьи по теме в Америке выходить перестали. Я считаю, что они сумели разобраться, что к чему, и наша задача – тоже не отстать» (Павел Булат, руководитель международной лаборатории Университета ИТМО «Новые материалы и нанопленки для компонентной базы силовой, СВЧ электроники и микросенсорики»).

Добавим, что такие двигатели в случае успешного завершения проекта будут использованы для ракетостроения, микроспутников и вспомогательных силовых установок летательных аппаратов, а также в наземной энергетике. Только за 8 месяцев 2015 года была опубликована 41 работа по теме проекта; с их списком можно ознакомиться на сайте лаборатории. По оценке Павла Булата, работать над созданием новой технологии еще предстоит как минимум два года. Исследование ведется при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ.

Нравятся наши материалы? Вы можете помочь проекту!

1