China a dezvoltat un motor hipersonic ramjet economic
Aparatul duzei noului scramjet și jet stream în diferite moduri. Fotografie de ONTU PLA / SCMP
Organizațiile științifice chineze sunt implicate activ în tema tehnologiilor hipersonice pentru utilizare în aviaţie și tehnologia rachetelor. Sunt în curs de desfășurare diferite studii și se dezvoltă demonstratori de tehnologie experimentală. Recent a devenit cunoscut despre crearea unui nou motor hipersonic ramjet. Este construit pe baza unor idei cunoscute și soluții noi și se caracterizează prin caracteristici și eficiență energetică sporite.
Experiment hipersonic
Noua dezvoltare a oamenilor de știință chinezi a fost raportată pe 13 februarie de South China Morning Post, citând o publicație în revista științifică Solid Rocket Technology, publicată la mijlocul lunii ianuarie. SCMP oferă informații de bază despre noul proiect, cercetările efectuate și rezultatele obținute.
Se pare că motorul hipersonic ramjet (scramjet) a fost dezvoltat de specialiști de la Universitatea de Știință și Tehnologie a Apărării a Armatei Populare de Eliberare a Chinei din Changsha. Lucrările în această direcție au fost conduse de profesorul asociat Ma Likun.
Ca parte a noului proiect, specialiștii au lucrat la proiectarea unui motor scramjet promițător, folosind combustibil solid (pulbere). Se observă că diferă de alte motoare cu flux direct prin simplitate mai mare și câteva inovații importante. Acestea din urmă trebuiau să asigure funcționarea motorului într-o gamă largă de turații cu ardere stabilă a combustibilului. Proiectul a urmărit, de asemenea, creșterea eficienței.
Un motor scramjet experimental a fost fabricat conform acestui proiect. A fost testat într-un tunel de vânt cu zbor simulat în diferite moduri. Viteza unui astfel de „zbor” a ajuns la 6M, înălțimea a fost de cca. 25 km. În general, motorul a confirmat caracteristicile calculate.
Complexul DF-17 cu un focos planant este un exemplu în serie de hipersonic arme PLA. Foto Telegram / Vatfor
Pe baza rezultatelor acestor studii, oamenii de știință de la PLA ONTU raportează că motorul scramjet cu combustibil solid are o serie de avantaje față de alte modele în scopuri similare. Odată cu dezvoltarea ulterioară a proiectului, evoluțiile se pot aplica în practică ca parte a anumitor aeronave. Este de remarcat faptul că, în contextul perspectivelor pentru noul motor, publicația SCMP a reamintit în primul rând programe militare.
Soluții noi
Conform datelor deschise, motorul experimental de la ONTU nu este fundamental diferit de alte motoare scramjet moderne și este construit după designul clasic. În esență, este o țeavă cu diametru variabil, împărțită într-un dispozitiv de admisie a aerului, o conductă de aer, o cameră de ardere și un aparat de duză.
Principiile generale de funcționare rămân și ele tradiționale. Aerul atmosferic, sub presiune generată de debitul, intră în admisia de aer și apoi intră în camera de ardere. Acolo combustibilul este amestecat cu el. Când este ars, formează gaze care sunt eliberate prin duză și generează forță.
Proiectul de la ONTU PLA conține două inovații principale. Prima se referă la proiectarea dispozitivului de admisie a aerului și a unităților asociate. Datorită configurației speciale a dispozitivului și a canalelor din spatele acestuia, fluxul de aer hipersonic încetinește la viteza subsonică. Alte tipuri de motoare scramjet ard de obicei combustibil într-un flux supersonic. Noul motor chinezesc reduce și mai mult debitul pentru a optimiza procesul de ardere.
A doua inovație este combustibilul și metoda de furnizare a acestuia. Motorul scramjet folosește bor sub formă de pulbere fină drept combustibil. Prin duze speciale, combustibilul este alimentat în camera de ardere, unde se aprinde și eliberează energie termică. Duzele sunt controlate și controlează rata de alimentare cu pulbere în interiorul motorului. Din acest motiv, sunt reglementate intensitatea arderii, producerea de energie și, în consecință, tirajul.
Lansarea rachetei DF-17. Tot dintr-un reportaj TV chinezesc
În timpul testelor în diferite moduri și modificări ale diferiților parametri, a fost posibil să se determine parametrii maximi ai motorului experimental. Astfel, temperatura din camera de ardere a fost ridicată la 3000°C. Aceasta este cu aproximativ 50% mai mare decât cea a majorității motoarelor ramjet moderne.
În același timp, se obține o eficiență ridicată. Reducerea vitezei de admisie a aerului la subsonic asigură arderea mai eficientă a combustibilului. Datorită acesteia, eficiența consumului de combustibil a motoarelor scramjet a fost crescută cu 79%.
Din păcate, caracteristicile exacte ale motorului prototip nu au fost încă dezvăluite. Dimensiunile și greutatea acestuia, forța atinsă și consumul specific de combustibil rămân necunoscute. De asemenea, nu este clar cât de mult a progresat proiectul: dacă noul scramjet este pur experimental sau dacă poate fi pus în practică într-un timp rezonabil.
Сферы применения
Scopurile și obiectivele exacte ale noului proiect chinezesc nu au fost menționate. Cu toate acestea, nu este greu de ghicit în ce scop universitatea PLA studiază motoarele hipersonice ramjet. Este evident că experimentele au fost efectuate în interesul forțelor armate chineze, iar în viitor ele pot găsi aplicații în proiecte reale de arme hipersonice.
Proiecte moderne de motoare hipersonice ramjet sunt dezvoltate pentru a fi utilizate ca parte a armelor avansate de rachete. Un astfel de motor face posibilă crearea unei rachete de luptă cu cele mai înalte caracteristici de performanță de zbor și capacități speciale de luptă. Scramjet-ul oferă un segment activ de zbor mare și oferă viteză maximă pentru o lungă perioadă de timp. În același timp, racheta este capabilă să manevreze, iar motorul compensează pierderea de energie și viteză.
Probabil, zborul unei rachete hipersonice experimentale deasupra unei zone populate, toamna anului 2021. Foto Telegram / ChDambiev
Judecând după datele dezvăluite, noul motor de la ONTU PLA prezintă interes din punct de vedere al utilizării în proiecte reale de rachete. Capacitățile declarate ale unui astfel de motor scramjet vor îmbunătăți caracteristicile unei rachete ipotetice și vor îmbunătăți capacitățile sale de luptă.
În primul rând, ar trebui să acordați atenție eficienței noului motor. Consumul mai mic vă permite să reduceți aprovizionarea cu combustibil la bordul rachetei fără a pierde viteza și raza de acțiune, sau să o mențineți și să măriți raza de luptă. În plus, există probabil o oportunitate de a crește tracțiunea și viteza fără a afecta alți parametri.
Se presupune că motorul experimental nu numai că arată performanțe ridicate, ci are și un design simplificat. În consecință, o rachetă cu un astfel de motor scramjet va fi mai simplă și mai ieftină. În plus, reducerea cantității de combustibil de la bord va permite optimizarea aspectului rachetei - de exemplu, creșterea focosului.
Trebuie remarcat faptul că noul proiect se poate dezvolta nu numai în contextul armelor de rachete. Este destul de capabil să devină baza pentru noi dezvoltări teoretice și experimentale. Motorul scramjet de la ONTU a arătat o operabilitate fundamentală și un potențial mare pentru soluții noi. Toate acestea ar trebui acum dezvoltate. Acest lucru va duce la noi configurații de dispozitive de admisie și camere de ardere, precum și compoziții mai avansate de combustibil pulbere.
Perspective excelente
China a lucrat la hipersonică de mult timp și deja demonstrează rezultate reale. Astfel, în urmă cu câțiva ani, complexul DF-17 cu un focos planant hipersonic a intrat în serviciu. Există rapoarte neconfirmate despre dezvoltarea altor sisteme de rachete cu caracteristici speciale de viteză. Este posibil ca acestea să fie deja testate și vor fi puse în funcțiune în viitorul apropiat.
Este evident că oamenii de știință și inginerii chinezi vor continua să dezvolte tehnologia hipersonică. Proiectele pentru viitorul îndepărtat se vor baza pe evoluțiile actuale din domeniul motoarelor, materialelor, sistemelor de control etc. Prin urmare, experimentele recent finalizate în PLA ONTU în domeniul motoarelor sunt de mare importanță și ar trebui să li se acorde atenție.
informații