США испытали детонационный двигатель для расширения радиуса действия гиперзвуковых ракет
В рамках демонстрации перспективных технологий, проведенной 14 января, компании GE Aerospace и Lockheed Martin представили результаты испытаний новой силовой установки, способной существенно повлиять на развитие гиперзвуковых систем. Речь идет о жидкостном прямоточном воздушно-реактивном двигателе с вращающейся детонацией, интегрированном со специально разработанным тактическим воздухозаборником. Эта комбинация направлена на решение ключевой проблемы гиперзвуковых аппаратов — падения эффективности на скоростях выше Mach 5 (свыше 6100 км/ч).
Гиперзвуковой полет, хотя и сулит радикальное сокращение времени полета к цели, сталкивается со значительными техническими барьерами. Традиционные прямоточные двигатели для начала устойчивого горения требуют предварительного разгона до скоростей около Mach 3, для чего применяются крупные и тяжелые ракетные ускорители. Это ограничивает дальность, увеличивает стоимость и снижает гибкость применения гиперзвуковых ракет.
Новый двигатель GE Aerospace предлагает инновационный принцип работы. Вместо обычного горения в его камере сгорания создается непрерывная сверхзвуковая детонационная волна, движущаяся по кольцевому каналу. Этот процесс, поддерживаемый подачей топлива и воды, обеспечивает более высокое давление и, как утверждается, на 25% эффективнее обычного сгорания. Кроме того, такая конструкция компактнее и легче, а главное — способна работать на более низких скоростях, что снижает требования к стартовым ускорителям. Один и тот же двигатель может функционировать как обычный ПВРД на сверхзвуке и как гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) на гиперзвуковых скоростях.
Воздухозаборник от Lockheed Martin, созданный для двухрежимной работы, является критически важным дополнением. Он динамически управляет потоком набегающего воздуха на разных скоростях и высотах, обеспечивая стабильную работу детонационного ядра в изменяющихся условиях. Это решает распространенную проблему таких двигателей — чувствительность к перепадам высоты. Разработка воздухозаборника велась с применением передового компьютерного моделирования газодинамических процессов для управления сложной картиной скачков уплотнения на гиперзвуковых скоростях.
По словам Рэнди Крайтса, вице-президента и генерального менеджера Lockheed Martin Advanced Programs, продемонстрированная технология является результатом двухлетних внутренних инвестиций и сотрудничества, нацеленного на создание доступных возможностей для вооруженных сил. Компактность новой двигательной установки, необходимость в меньших ускорителях и сокращение количества деталей открывают путь к более масштабному и экономичному производству гиперзвуковых систем следующего поколения с увеличенной дальностью действия.