Pada akhir Januari, ada laporan tentang kemajuan baru dalam sains dan teknologi Rusia. Dari sumber resmi diketahui bahwa salah satu proyek domestik mesin jet tipe detonasi yang menjanjikan telah melewati tahap pengujian. Ini membawa lebih dekat saat penyelesaian lengkap dari semua pekerjaan yang diperlukan, dengan hasil yang mana rudal ruang angkasa atau militer desain Rusia akan dapat memperoleh pembangkit listrik baru dengan karakteristik yang meningkat. Selain itu, prinsip-prinsip baru pengoperasian mesin dapat diterapkan tidak hanya di bidang rudal, tetapi juga di bidang lain.
Pada akhir Januari, Wakil Perdana Menteri Dmitry Rogozin mengatakan kepada pers domestik tentang keberhasilan terbaru dari organisasi penelitian. Di antara topik lainnya, ia menyentuh proses pembuatan mesin jet menggunakan prinsip operasi baru. Mesin yang menjanjikan dengan pembakaran detonasi telah diuji. Menurut Wakil Perdana Menteri, penerapan prinsip baru pengoperasian pembangkit listrik memungkinkan peningkatan kinerja yang signifikan. Dibandingkan dengan struktur arsitektur tradisional, peningkatan daya dorong sekitar 30% diamati.
Diagram mesin roket detonasi
Mesin roket modern dari berbagai kelas dan jenis, dioperasikan di berbagai bidang, menggunakan apa yang disebut. siklus isobarik atau pembakaran deflagrasi. Ruang pembakaran mereka mempertahankan tekanan konstan di mana bahan bakar terbakar perlahan. Mesin yang didasarkan pada prinsip deflagrasi tidak memerlukan unit yang tahan lama, namun terbatas pada kinerja maksimum. Meningkatkan karakteristik dasar, mulai dari level tertentu, ternyata sangat sulit.
Sebuah alternatif untuk mesin dengan siklus isobarik dalam konteks meningkatkan kinerja adalah sistem dengan apa yang disebut. pembakaran detonasi. Dalam hal ini, reaksi oksidasi bahan bakar terjadi di belakang gelombang kejut yang bergerak dengan kecepatan tinggi melalui ruang bakar. Ini menempatkan tuntutan khusus pada desain mesin, tetapi pada saat yang sama menawarkan keuntungan yang nyata. Dalam hal efisiensi pembakaran bahan bakar, pembakaran detonasi 25% lebih baik daripada deflagrasi. Ini juga berbeda dari pembakaran dengan tekanan konstan dengan peningkatan daya pelepasan panas per satuan luas permukaan bagian depan reaksi. Secara teori, dimungkinkan untuk meningkatkan parameter ini tiga hingga empat kali lipat. Akibatnya, kecepatan gas reaktif dapat ditingkatkan 20-25 kali.
Dengan demikian, mesin detonasi, dengan peningkatan efisiensinya, mampu mengembangkan lebih banyak daya dorong dengan konsumsi bahan bakar yang lebih sedikit. Keunggulannya dibandingkan desain tradisional sudah jelas, tetapi sampai saat ini, kemajuan di bidang ini masih menyisakan banyak hal yang diinginkan. Prinsip-prinsip mesin jet detonasi dirumuskan kembali pada tahun 1940 oleh fisikawan Soviet Ya. B. Zeldovich, tetapi produk jadi semacam ini belum mencapai eksploitasi. Alasan utama kurangnya keberhasilan nyata adalah masalah dengan menciptakan struktur yang cukup kuat, serta kesulitan meluncurkan dan kemudian mempertahankan gelombang kejut menggunakan bahan bakar yang ada.
Salah satu proyek domestik terbaru di bidang mesin roket detonasi diluncurkan pada tahun 2014 dan sedang dikembangkan di NPO Energomash dinamai Akademisi V. P. Glusko. Menurut data yang tersedia, tujuan proyek dengan kode "Ifrit" adalah untuk mempelajari prinsip-prinsip dasar teknologi baru dengan penciptaan selanjutnya dari mesin roket propelan cair menggunakan minyak tanah dan oksigen gas. Mesin baru, dinamai setan api dari cerita rakyat Arab, didasarkan pada prinsip pembakaran detonasi berputar. Jadi, sesuai dengan ide utama proyek, gelombang kejut harus terus bergerak melingkar di dalam ruang bakar.
Kepala pengembang proyek baru adalah NPO Energomash, atau lebih tepatnya laboratorium khusus yang dibuat atas dasar itu. Selain itu, beberapa organisasi penelitian dan desain lainnya terlibat dalam pekerjaan tersebut. Program ini mendapat dukungan dari Advanced Research Foundation. Dengan upaya bersama, semua peserta proyek Ifrit mampu membentuk tampilan optimal untuk mesin yang menjanjikan, serta membuat model ruang bakar dengan prinsip operasi baru.
Untuk mempelajari prospek seluruh arah dan ide-ide baru, yang disebut. ruang bakar detonasi model yang memenuhi persyaratan proyek. Mesin berpengalaman seperti itu dengan konfigurasi yang dikurangi seharusnya menggunakan minyak tanah cair sebagai bahan bakar. Gas oksigen disarankan sebagai agen pengoksidasi. Pada Agustus 2016, pengujian kamera prototipe dimulai. Adalah penting bahwa untuk pertama kalinya dalam sejarah, proyek semacam ini dibawa ke tahap tes bangku. Sebelumnya, mesin roket detonasi domestik dan asing dikembangkan, tetapi tidak diuji.
Selama pengujian sampel model, hasil yang sangat menarik diperoleh, menunjukkan kebenaran pendekatan yang digunakan. Jadi, berkat penggunaan bahan dan teknologi yang tepat, ternyata membawa tekanan di dalam ruang bakar menjadi 40 atmosfer. Daya dorong produk percobaan mencapai 2 ton.
Ruang model di bangku tes
Hasil tertentu diperoleh dalam kerangka proyek Ifrit, tetapi mesin detonasi berbahan bakar cair dalam negeri masih jauh dari aplikasi praktis penuh. Sebelum pengenalan peralatan tersebut ke dalam proyek teknologi baru, desainer dan ilmuwan harus memecahkan sejumlah masalah yang paling serius. Hanya dengan begitu industri roket dan luar angkasa atau industri pertahanan dapat mulai menyadari potensi teknologi baru dalam praktiknya.
Pada pertengahan Januari, Rossiyskaya Gazeta menerbitkan wawancara dengan kepala desainer NPO Energomash, Pyotr Lyovochkin, tentang keadaan saat ini dan prospek mesin detonasi. Perwakilan dari perusahaan-pengembang mengingat ketentuan utama proyek, dan juga menyinggung topik keberhasilan yang dicapai. Selain itu, ia berbicara tentang kemungkinan area penerapan "Ifrit" dan struktur serupa.
Misalnya, mesin detonasi dapat digunakan di pesawat hipersonik. P. Lyovochkin ingat bahwa mesin yang sekarang diusulkan untuk digunakan pada peralatan tersebut menggunakan pembakaran subsonik. Pada kecepatan hipersonik peralatan penerbangan, udara yang masuk ke mesin harus diperlambat ke mode suara. Namun, energi pengereman harus menyebabkan beban termal tambahan pada badan pesawat. Pada mesin detonasi, laju pembakaran bahan bakar setidaknya mencapai M = 2, 5. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan kecepatan terbang pesawat. Mesin seperti itu dengan mesin tipe detonasi akan mampu berakselerasi hingga kecepatan delapan kali kecepatan suara.
Namun, prospek sebenarnya untuk mesin roket tipe detonasi belum terlalu besar. Menurut PLyovochkin, kami "baru saja membuka pintu ke area pembakaran detonasi." Ilmuwan dan perancang harus mempelajari banyak masalah, dan hanya setelah itu dimungkinkan untuk membuat struktur dengan potensi praktis. Karena itu, industri luar angkasa harus menggunakan mesin propelan cair tradisional untuk waktu yang lama, yang, bagaimanapun, tidak meniadakan kemungkinan perbaikan lebih lanjut.
Fakta yang menarik adalah bahwa prinsip pembakaran detonasi digunakan tidak hanya di bidang mesin roket. Sudah ada proyek domestik untuk sistem penerbangan dengan ruang bakar tipe detonasi yang beroperasi berdasarkan prinsip pulsa. Prototipe semacam ini dibawa ke pengujian, dan di masa depan dapat memberikan awal ke arah yang baru. Mesin baru dengan pembakaran ketukan dapat menemukan aplikasi di berbagai bidang dan menggantikan sebagian mesin turbin gas atau turbojet tradisional.
Proyek domestik mesin pesawat detonasi sedang dikembangkan di OKB im. NS. Buaian. Informasi tentang proyek ini pertama kali dipresentasikan pada forum teknis militer internasional tahun lalu "Army-2017". Di stand perusahaan-pengembang ada materi tentang berbagai mesin, baik seri maupun dalam pengembangan. Di antara yang terakhir adalah sampel ledakan yang menjanjikan.
Inti dari proposal baru adalah menggunakan ruang bakar non-standar yang mampu melakukan pembakaran bahan bakar detonasi berdenyut di atmosfer udara. Dalam hal ini, frekuensi "ledakan" di dalam mesin harus mencapai 15-20 kHz. Di masa depan, dimungkinkan untuk lebih meningkatkan parameter ini, sebagai akibatnya kebisingan mesin akan melampaui jangkauan yang dirasakan oleh telinga manusia. Fitur mesin seperti itu mungkin menarik.
Peluncuran pertama produk eksperimental "Ifrit"
Namun, keuntungan utama dari pembangkit listrik baru terkait dengan peningkatan kinerja. Bench test dari prototipe telah menunjukkan bahwa mereka melebihi mesin turbin gas tradisional sekitar 30% dalam indikator tertentu. Pada saat demonstrasi publik pertama bahan pada mesin OKB im. NS. Cradles bisa mendapatkan karakteristik kinerja yang cukup tinggi. Mesin tipe baru yang berpengalaman mampu bekerja selama 10 menit tanpa gangguan. Total waktu pengoperasian produk ini di stand pada saat itu melebihi 100 jam.
Perwakilan dari perusahaan pengembangan menunjukkan bahwa sudah dimungkinkan untuk membuat mesin detonasi baru dengan daya dorong 2-2,5 ton, cocok untuk dipasang pada pesawat ringan atau kendaraan udara tak berawak. Dalam desain mesin seperti itu, diusulkan untuk menggunakan apa yang disebut. perangkat resonator yang bertanggung jawab atas jalannya pembakaran bahan bakar yang benar. Keuntungan penting dari proyek baru ini adalah kemungkinan mendasar untuk memasang perangkat semacam itu di mana saja di badan pesawat.
Para ahli dari OKB mereka. NS. Cradle telah bekerja pada mesin pesawat dengan pembakaran detonasi impuls selama lebih dari tiga dekade, tetapi sejauh ini proyek tersebut belum meninggalkan tahap penelitian dan tidak memiliki prospek nyata. Alasan utamanya adalah kurangnya pesanan dan dana yang diperlukan. Jika proyek menerima dukungan yang diperlukan, maka di masa mendatang mesin sampel dapat dibuat, cocok untuk digunakan pada berbagai peralatan.
Sampai saat ini, para ilmuwan dan desainer Rusia telah berhasil menunjukkan hasil yang sangat luar biasa di bidang mesin jet menggunakan prinsip operasi baru. Ada beberapa proyek sekaligus, cocok untuk digunakan di ruang roket dan area hipersonik. Selain itu, mesin baru dapat digunakan dalam penerbangan "tradisional". Beberapa proyek masih dalam tahap awal dan belum siap untuk inspeksi dan pekerjaan lainnya, sementara di daerah lain telah diperoleh hasil yang paling luar biasa.
Menyelidiki topik mesin jet pembakaran detonasi, spesialis Rusia dapat membuat model bangku model ruang bakar dengan karakteristik yang diinginkan. Produk eksperimental "Ifrit" telah lulus tes, di mana sejumlah besar berbagai informasi dikumpulkan. Dengan bantuan data yang diperoleh, pengembangan arah akan terus berlanjut.
Menguasai arah baru dan menerjemahkan ide-ide ke dalam bentuk yang dapat diterapkan secara praktis akan memakan banyak waktu, dan untuk alasan ini, di masa mendatang, roket ruang angkasa dan tentara di masa mendatang hanya akan dilengkapi dengan mesin propelan cair tradisional. Namun demikian, pekerjaan tersebut telah meninggalkan tahap teoretis murni, dan sekarang setiap peluncuran uji coba mesin eksperimental mendekatkan momen membangun rudal lengkap dengan pembangkit listrik baru.
