Китайските ракетни учени започнаха 2024 г. със сензационна новина. Те създадоха най-мощния двигател на Земята. Подобно смело откритие стана възможно, защото новата ракета комбинира две технологии, които преди това изглеждаха напълно несъвместими.

Реактивен двигател теоретично би могъл да издигне самолет от писта на повече от 30 км в стратосферата и непрекъснато да го ускорява до скорост 16 пъти по-висока от скоростта на звука (т. е. 16 маха).

С това дори най-дългите междуконтинентални полети могат да отнемат само от 1 до 2 часа, а самолетите ще консумират по-малко гориво в сравнение с конвенционалните.

Китайците дори не се замислиха да класифицират откритието си. Освен това дизайнът на новия двигател е описан подробно в статия в китайското научно списание Propulsion Technology. Двигателят е разработен от инженери, ръководени от Чжан Инин от Пекинския институт по енергетика.

Откритието предизвика сензация. Дори бившият командир на Обединения началник-щаб на САЩ, генерал Марк Мили, каза, че китайският тест за хиперзвуков двигател „е привлякъл цялото ни внимание“.

Първият в света двигател с продължителна детонация е разработен от съветските учени по време на Студената война, но остава само лабораторен прототип. А през последните години Китай и САЩ влязоха в жестока конкуренция в областта на хиперзвуковите двигатели.

Китайският двигател чудо е четири пъти по-ефективен от турбореактивен. Той може да работи в два различни режима. При скорости под 7 маха той функционира като непрекъснато въртящ се детонатор.

Двигателят разчита на високата скорост на превозното средство, за да компресира силно входящия въздух. Всмукан отвън, той се смесва с горивото и детонира, създавайки ударната вълна, която се разпространява в пръстеновидната камера. Ударната вълна запалва повече гориво, докато се върти, осигурявайки на самолета мощна и непрекъсната тяга.

Но при скорости над 7 маха ударната вълна спира да се върти и се фокусира върху кръгла платформа в задната част на двигателя, поддържайки тягата в почти линейна наклонена детонация. Горивото автоматично детонира, когато достигне задната платформа поради много високата скорост на входящия въздух.

Чжан и колегите му не разкриват ефективността на новия двигател в своята статия. Въпреки това, въз основа на предишни научни оценки, експлозията на запалимите газове може да преобразува почти 80% от химическата енергия в кинетична енергия. Конвенционалните турбореактивни двигатели, които се основават на бавното изгаряне на горивото, имат ефективност не повече от 20-30%.

Екипът на Чжан каза, че дизайнът на двигателя е уникален в света, защото съчетава два вида детонация - ротационна и линейна.

„Нашето дизайнерско решение ще подобри оптималната ефективност на термодинамичния цикъл във всички скоростни диапазони, което ще доведе до революционни промени в космическата индустрия“, се казва в проучването.

Атлантическият океан ще може да се прекосява шест пъти на ден. Хиперзвуковите ракети на Китай сега се задвижват предимно от правоточни двигатели. И те са по-малко ефективни поради необходимостта да пренасят кислород, докато двигателите с въздух изискват превозното средство да се ускори до скорости над 4 маха. Но по-близо до 10 маха има рязко намаляване на тягата.

Изобретението на Чжан Инин решава всички тези проблеми. Това означава, че новият двигател може да се използва не само в хиперзвуковите ракети, но и в хиперзвуковия транспорт. Сега много страни разработват проекти за създаването на самолети, използващи криогенно гориво, които могат да летят със скорост от 7 до 10 маха на надморска височина над 20-30 км.

Големите корпорации, например Boeing, имат такива проекти. През 2018 г. Boeing представи концепцията за хиперзвуков пътнически самолет, който може да пресече Атлантика за 2 часа и Тихия океан за 3.

Това би позволило обратните презокеански полети да се извършват в същия ден. Такъв лайнер може да пресича Атлантическия океан от 4 до 5 пъти на ден (свръхзвуковият Concorde не може да направи това повече от 2 пъти).

При създаването на концепцията инженерите на Boeing обърнаха внимание на отсъствието на работещ хиперзвуков двигател, който би му позволил да има два режима на работа: ротационен и правоточен реактивен. Boeing искаше да създаде комбиниран двигател с осево симетрично пръстеновидно разположение с един вход и дюза и охлаждане с течен метан.
Концепцията на Boeing обаче остава на хартия, а китайският двигател работи.

Чжан Инин каза, че при разработването на новия двигател най-трудното нещо е бил преходът между двата режима на работа. Когато скоростта се приближи до 7 маха, режимът на въртяща се детонация става нестабилен. Авторите на изследването казаха, че възможните решения на проблема включват намаляване на скоростта на въздуха от 7 маха до 4 маха или по-ниска, за да се позволи на горивото да стане достатъчно горещо, за да се запали спонтанно.

Няма съмнение, че новият двигател след всички модификации ще влезе в производство. В края на краищата както военните, така и цивилните проекти за хиперзвуковите авиолайнери имат остра нужда от нови системи за задвижване, за да постигнат по-голям полезен товар и обхват на полета при по-ниски разходи.

Пекинският институт по енергетика, където работят Чжан Инин и съавторите, е най-големият китайски производител на реактивни двигатели (включително за хиперзвукови ракети). В новата разработка активно се включи поделение No 93160 на НОАК с щаб в Пекин, което е едно от най-секретните в армията, за което няма публично достъпна информация.

Източник: Труд, превод: Павел Павлов

Следете актуалните новини с БЛИЦ и в Telegram. Присъединете се в канала тук