Американский ВПК разрабатывает революционный вращающийся детонационный двигатель

Часто в авиационной технике, например вертолетах, самолетах, беспилотниках, крылатых ракетах, применяют так называемые газотурбинные двигатели. Однако такие установки имеют ряд недостатков: 

— Они состоят из множества подвижных элементов, сборка и обслуживание которых обходится весьма дорого;

 — Этим установкам требуются «экзотические» жаростойкие материалы, а также специальные системы охлаждения наиболее высокотемпературных частей. Чтобы двигатель давал высокий КПД, начальная температура газа перед турбиной должна быть 550 градусов Цельсия или выше. Эту температуру нужно уметь «укротить», что может создать определенные трудности при разработке таких установок;

— Газотурбинные двигатели тяжелые и дорогие.

Одно дело, когда эта установка стоит на самолете, который может летать на протяжении нескольких лет. Другое — когда такой двигатель ставят на крылатую ракету, рассчитанную на одноразовое применение; он ограничивает дальность ее полета. 

В последнее время в качестве альтернативы газотурбинным двигателям рассматривают вращающиеся детонационные двигатели. В них предусмотрена закольцованная камера сгорания, расположенная между двумя цилиндрами, находящимися один внутри другого. В этой камере генерируется тяга посредством ударной волны, удерживающейся в бесконечной петле.

Через форсунки в камеру подаются газообразное топливо и окислитель, затем они поджигаются. Происходит первая детонация, в результате которой испускается сверхзвуковая ударная волна, которая проходит по закольцованной камере сгорания. Сделав один оборот и вернувшись к форсункам, она поджигает следующую партию топлива и окислителя: взрыв создает еще одну сверхзвуковую волну, потом еще и еще. В результате серии взрывов появляется тяга.

Такой тип двигателя имеет ряд преимуществ:

— Эти установки просты в конструкции, поскольку лишены подвижных частей;

— Они легкие и компактные;

— Их производство обходится гораздо дешевле производства газотурбинных двигателей;

— Их сложно вывести из строя;

— Для их производства не требуются «экзотические» материалы;

— Вращающийся детонационный двигатель можно использовать в тандеме с реактивным или газотурбинным. Необходимо лишь создать опытный образец. 

Идея вращающихся детонационных двигателей появилась в середине XX века. На сегодня разработаны только их экспериментальные модели. Созданием этих установок занимаются США, Австралия, Россия.

На днях стало известно, что Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA подписало контракт с военно-промышленной компанией Raytheon на создание рабочей версии воздушного вращающегося детонационного двигателя под названием Gambit. Он не будет иметь подвижных элементов и сможет обеспечить более высокий КПД, чем обычные ракетные двигатели. 

«Сперва мы должны спроектировать двигатель, затем построить прототип и испытывать до тех пор, пока не будет разработан полноценный рабочий вариант», — говорится в пресс-релизе американской военно-промышленной компании.

В будущем Gambit планируют использовать на крылатых ракетах, предназначенных для истребителей четвертого поколения. В Raytheon отметили, что новая установка сможет существенно увеличить скорость и дальность полета крылатых ракет по сравнению с нынешними системами. В результате Raytheon планирует стать первой в мире компанией, которой удастся создать полноценную рабочую версию вращающегося детонационного двигателя.