في نهاية شهر يناير ، كانت هناك تقارير عن تطورات جديدة في العلوم والتكنولوجيا الروسية. من المصادر الرسمية ، أصبح معروفًا أن أحد المشاريع المحلية لمحرك نفاث واعد من نوع التفجير قد اجتاز بالفعل مرحلة الاختبار. هذا يقترب من لحظة الإنجاز الكامل لجميع الأعمال المطلوبة ، وفقًا للنتائج التي ستتمكن من خلالها الصواريخ الفضائية أو العسكرية ذات التصميم الروسي من الحصول على محطات طاقة جديدة ذات خصائص متزايدة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تجد المبادئ الجديدة لتشغيل المحرك تطبيقًا ليس فقط في مجال الصواريخ ، ولكن أيضًا في مجالات أخرى.
في أواخر كانون الثاني (يناير) ، أخبر نائب رئيس الوزراء ديمتري روجوزين الصحافة المحلية عن آخر نجاحات المنظمات البحثية. من بين الموضوعات الأخرى ، تطرق إلى عملية إنشاء محركات نفاثة باستخدام مبادئ تشغيل جديدة. تم بالفعل اختبار محرك واعد مع احتراق تفجير. وفقًا لنائب رئيس الوزراء ، فإن استخدام المبادئ الجديدة لتشغيل محطة توليد الكهرباء يسمح بزيادة كبيرة في الأداء. بالمقارنة مع هياكل العمارة التقليدية ، لوحظ زيادة في الاتجاه بنحو 30 ٪.
تفجير مخطط محرك الصاروخ
تستخدم محركات الصواريخ الحديثة من مختلف الفئات والأنواع ، والتي تعمل في مختلف المجالات ، ما يسمى بـ. دورة متساوية الضغط أو احتراق الاحتراق. تحافظ غرف الاحتراق على ضغط مستمر يحترق فيه الوقود ببطء. لا يحتاج المحرك الذي يعتمد على مبادئ الاحتراق إلى وحدات متينة بشكل خاص ، ومع ذلك ، فهو محدود في الأداء الأقصى. تبين أن زيادة الخصائص الأساسية ، بدءًا من مستوى معين ، أمر صعب بشكل غير معقول.
بديل لمحرك ذي دورة متساوية الضغط في سياق تحسين الأداء هو نظام به ما يسمى. احتراق التفجير. في هذه الحالة ، يحدث تفاعل أكسدة الوقود خلف موجة الصدمة التي تتحرك بسرعة عالية عبر غرفة الاحتراق. يفرض هذا متطلبات خاصة على تصميم المحرك ، ولكنه يوفر في نفس الوقت مزايا واضحة. فيما يتعلق بكفاءة احتراق الوقود ، فإن الاحتراق بالتفجير أفضل بنسبة 25٪ من احتراق الاحتراق. كما يختلف أيضًا عن الاحتراق مع الضغط المستمر عن طريق زيادة قوة إطلاق الحرارة لكل وحدة مساحة سطح لواجهة التفاعل. من الناحية النظرية ، من الممكن زيادة هذه المعلمة بمقدار ثلاث إلى أربع مرات. نتيجة لذلك ، يمكن زيادة سرعة الغازات التفاعلية 20-25 مرة.
وبالتالي ، فإن محرك التفجير ، بكفاءته المتزايدة ، قادر على تطوير قوة دفع أكبر مع استهلاك أقل للوقود. مزاياها على التصميمات التقليدية واضحة ، ولكن حتى وقت قريب ، ترك التقدم في هذا المجال الكثير مما هو مرغوب فيه. تمت صياغة مبادئ محرك التفجير النفاث في عام 1940 من قبل الفيزيائي السوفيتي Ya. B. Zeldovich ، لكن المنتجات النهائية من هذا النوع لم تصل بعد إلى الاستغلال. الأسباب الرئيسية لعدم النجاح الحقيقي هي مشاكل إنشاء هيكل قوي بما فيه الكفاية ، بالإضافة إلى صعوبة إطلاق موجة صدمة ثم الحفاظ عليها باستخدام الوقود الموجود.
تم إطلاق أحد أحدث المشاريع المحلية في مجال تفجير محركات الصواريخ في عام 2014 ويتم تطويره في NPO Energomash الذي يحمل اسم الأكاديمي ف. غلوشكو. وفقًا للبيانات المتاحة ، كان الهدف من المشروع برمز "Ifrit" هو دراسة المبادئ الأساسية للتكنولوجيا الجديدة مع الإنشاء اللاحق لمحرك صاروخي يعمل بالوقود السائل باستخدام الكيروسين والأكسجين الغازي. المحرك الجديد ، الذي سمي على اسم شياطين النار من الفولكلور العربي ، كان قائمًا على مبدأ احتراق التفجير الدوراني. وبالتالي ، وفقًا للفكرة الرئيسية للمشروع ، يجب أن تتحرك موجة الصدمة باستمرار في دائرة داخل غرفة الاحتراق.
كان المطور الرئيسي للمشروع الجديد هو NPO Energomash ، أو بالأحرى مختبر خاص تم إنشاؤه على أساسه. بالإضافة إلى ذلك ، شاركت العديد من منظمات البحث والتطوير الأخرى في العمل. تلقى البرنامج دعمًا من مؤسسة الأبحاث المتقدمة. من خلال الجهود المشتركة ، تمكن جميع المشاركين في مشروع Ifrit من تشكيل مظهر مثالي لمحرك واعد ، بالإضافة إلى إنشاء غرفة احتراق نموذجية بمبادئ تشغيل جديدة.
لدراسة آفاق الاتجاه بأكمله والأفكار الجديدة ، ما يسمى ب. نموذج غرفة الاحتراق التفجيرية التي تلبي متطلبات المشروع. كان من المفترض أن يستخدم هذا المحرك المتمرس ذو التكوين المنخفض الكيروسين السائل كوقود. تم اقتراح غاز الأكسجين كعامل مؤكسد. في أغسطس 2016 ، بدأ اختبار نموذج أولي للكاميرا. من المهم أنه لأول مرة في التاريخ ، تم إحضار مشروع من هذا النوع إلى مرحلة اختبارات مقاعد البدلاء. في وقت سابق ، تم تطوير محركات صواريخ التفجير المحلية والأجنبية ، ولكن لم يتم اختبارها.
خلال اختبارات العينة النموذجية ، تم الحصول على نتائج مثيرة للاهتمام للغاية ، مما يدل على صحة الأساليب المستخدمة. لذلك ، نظرًا لاستخدام المواد والتقنيات المناسبة ، اتضح أن الضغط داخل غرفة الاحتراق يصل إلى 40 جوًا. وصل حجم المنتج التجريبي إلى 2 طن.
غرفة نموذجية على مقعد اختبار
تم الحصول على نتائج معينة في إطار مشروع Ifrit ، لكن محرك التفجير المحلي الذي يعمل بالوقود السائل لا يزال بعيدًا عن التطبيق العملي الكامل. قبل إدخال هذه المعدات في مشاريع التكنولوجيا الجديدة ، يتعين على المصممين والعلماء حل عدد من أكثر المشاكل خطورة. عندها فقط ستتمكن صناعة الصواريخ والفضاء أو صناعة الدفاع من البدء في إدراك إمكانات التكنولوجيا الجديدة في الممارسة العملية.
في منتصف كانون الثاني (يناير) ، نشر روسيسكايا غازيتا مقابلة مع كبير مصممي شركة إن بي أو إنيرغوماش ، بيتر ليفوشكين ، حول الوضع الحالي والآفاق المحتملة لمحركات التفجير. واستذكر ممثل الشركة المطورة الأحكام الرئيسية للمشروع ، كما تطرق إلى موضوع النجاحات المحققة. بالإضافة إلى ذلك ، تحدث عن المجالات المحتملة لتطبيق "Ifrit" والهياكل المماثلة.
على سبيل المثال ، يمكن استخدام محركات التفجير في الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ذكر P. Lyovochkin أن المحركات المقترحة الآن للاستخدام في مثل هذه المعدات تستخدم الاحتراق دون سرعة الصوت. عند السرعة فوق الصوتية لجهاز الطيران ، يجب إبطاء الهواء الداخل للمحرك إلى وضع الصوت. ومع ذلك ، يجب أن تؤدي طاقة الكبح إلى أحمال حرارية إضافية على هيكل الطائرة. في محركات التفجير ، يصل معدل احتراق الوقود على الأقل M = 2 ، 5. وهذا يجعل من الممكن زيادة سرعة طيران الطائرة. مثل هذه الآلة ذات المحرك من نوع التفجير ستكون قادرة على التسارع إلى ثمانية أضعاف سرعة الصوت.
ومع ذلك ، فإن الاحتمالات الحقيقية لمحركات الصواريخ من نوع التفجير ليست كبيرة بعد. وفقًا لـ P.ليفوتشكين ، "لقد فتحنا باب منطقة الاحتراق بالتفجير". سيتعين على العلماء والمصممين دراسة العديد من القضايا ، وبعد ذلك فقط سيكون من الممكن إنشاء هياكل ذات إمكانات عملية. لهذا السبب ، سيتعين على صناعة الفضاء استخدام المحركات التقليدية التي تعمل بالوقود السائل لفترة طويلة ، والتي ، مع ذلك ، لا تلغي إمكانية تحسينها بشكل أكبر.
حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن مبدأ التفجير للاحتراق لا يستخدم فقط في مجال محركات الصواريخ. يوجد بالفعل مشروع محلي لنظام طيران به غرفة احتراق من نوع التفجير تعمل على مبدأ النبض. تم اختبار نموذج أولي من هذا النوع ، ويمكن أن يعطي بداية لاتجاه جديد في المستقبل. يمكن أن تجد المحركات الجديدة ذات الاحتراق الطرقي تطبيقًا في مجموعة متنوعة من المجالات وتستبدل جزئيًا التوربينات الغازية التقليدية أو المحركات التوربينية.
يجري تطوير المشروع المحلي لمحرك تفجير طائرة في OKB im. صباحا. مهد الحضارة. تم تقديم المعلومات حول هذا المشروع لأول مرة في المنتدى العسكري التقني الدولي "Army-2017" العام الماضي. في جناح الشركة المطورة ، كانت هناك مواد على محركات مختلفة ، سواء كانت متسلسلة أو قيد التطوير. وكان من بين هذه الأخيرة عينة تفجير واعدة.
يتمثل جوهر الاقتراح الجديد في استخدام غرفة احتراق غير قياسية قادرة على احتراق الوقود بالتفجير النبضي في الغلاف الجوي. في هذه الحالة ، يجب أن يصل تواتر "الانفجارات" داخل المحرك إلى 15-20 كيلو هرتز. في المستقبل ، من الممكن زيادة هذه المعلمة ، ونتيجة لذلك ستتجاوز ضوضاء المحرك النطاق الذي تدركه الأذن البشرية. قد تكون ميزات المحرك هذه ذات أهمية.
أول إطلاق للمنتج التجريبي "Ifrit"
ومع ذلك ، ترتبط المزايا الرئيسية لمحطة الطاقة الجديدة بتحسين الأداء. أظهرت اختبارات مقاعد البدلاء للنماذج الأولية أنها تتجاوز محركات التوربينات الغازية التقليدية بحوالي 30٪ في مؤشرات محددة. بحلول وقت أول عرض عام للمواد على محرك OKB im. صباحا. كانت المهد قادرة على الحصول على خصائص أداء عالية جدًا. كان المحرك ذو الخبرة من النوع الجديد قادرًا على العمل لمدة 10 دقائق دون انقطاع. تجاوز إجمالي وقت تشغيل هذا المنتج في الحامل في ذلك الوقت 100 ساعة.
أشار ممثلو شركة التطوير إلى أنه من الممكن بالفعل إنشاء محرك تفجير جديد بقوة دفع 2-2.5 طن ، ومناسب للتركيب على الطائرات الخفيفة أو المركبات الجوية غير المأهولة. في تصميم مثل هذا المحرك ، يُقترح استخدام ما يسمى ب. أجهزة الرنان المسؤولة عن المسار الصحيح لاحتراق الوقود. من المزايا المهمة للمشروع الجديد الإمكانية الأساسية لتركيب مثل هذه الأجهزة في أي مكان في هيكل الطائرة.
خبراء OKB لهم. صباحا. تعمل المهدات على محركات الطائرات ذات الاحتراق التفجيري النبضي لأكثر من ثلاثة عقود ، لكن حتى الآن لم يخرج المشروع من مرحلة البحث وليس له آفاق حقيقية. السبب الرئيسي هو عدم وجود أمر والتمويل اللازم. إذا تلقى المشروع الدعم اللازم ، فيمكن في المستقبل المنظور إنشاء محرك عينة ، مناسب للاستخدام على معدات مختلفة.
حتى الآن ، تمكن العلماء والمصممين الروس من إظهار نتائج رائعة للغاية في مجال المحركات النفاثة باستخدام مبادئ تشغيل جديدة. هناك عدة مشاريع في آن واحد مناسبة للاستخدام في الفضاء الصاروخي والمناطق التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام المحركات الجديدة في الطيران "التقليدي".لا تزال بعض المشاريع في مراحلها الأولى وليست جاهزة بعد لعمليات التفتيش وغيرها من الأعمال ، بينما تم بالفعل الحصول على نتائج ملحوظة في مناطق أخرى.
عند التحقيق في موضوع المحركات النفاثة الاحتراق التفجيرية ، تمكن المتخصصون الروس من إنشاء نموذج نموذجي لغرفة الاحتراق بالخصائص المرغوبة. اجتاز المنتج التجريبي "Ifrit" بالفعل اختبارات تم خلالها جمع كمية كبيرة من المعلومات المختلفة. بمساعدة البيانات التي تم الحصول عليها ، سيستمر تطوير الاتجاه.
سيستغرق إتقان اتجاه جديد وترجمة الأفكار إلى شكل قابل للتطبيق عمليًا الكثير من الوقت ، ولهذا السبب ، في المستقبل المنظور ، لن يتم تجهيز صواريخ الفضاء والجيش في المستقبل المنظور إلا بمحركات تقليدية تعمل بالوقود السائل. ومع ذلك ، فقد ترك العمل بالفعل المرحلة النظرية البحتة ، والآن يقترب كل إطلاق تجريبي لمحرك تجريبي من لحظة بناء صواريخ كاملة مع محطات طاقة جديدة.
