Применение ударной волны может обеспечить эффективное смешивание окислителя и топлива в сверхзвуковых двигателях, что позволит путешествовать на скоростях в несколько раз превышающих скорость звука. Ученые из американского Университета Южной Калифорнии экспериментально подтвердили идею управления процессом смешивания воздуха и топлива с использованием ударных волн.
Процесс смешивания окислителя (воздуха) является основной проблемой при разработке гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД или скрамджет). До решения этой задачи полеты возможны при скоростях от 6 до 9 Мах, в то время как расчетная скорость позволяет перемещаться при скоростях свыше 20 Мах.
Конструкция двигателей типа скрамджет не предусматривает наличия баков для окислителей, так как в качестве окислителей используется атмосферный воздух, подаваемый в двигатель на огромной скорости при полете объекта. Процесс сгорания топливно-воздушной смеси идет на скорости в несколько раз превышающей скорость звука. Система работает в непрерывном режиме, а летательный аппарат должен передвигаться со скоростью превышающей некоторое пороговое значение. Главной проблемой является эффективное смешивание воздуха и топлива, которое происходит непосредственно перед сгоранием.
В воздухозаборниках двигателей типа скрамджет нет никаких движущихся механизмов, так как в устройстве возникают гигантские перегрузки, способные вывести механизмы из строя. Такая конструкция боле безопасна и проста, что и является главным преимуществом ГПВРД перед турбореактивными двигателями. Для воздействия на воздушный поток, поступающий в двигатель, ученые предложили использовать ударную волну.
В ходе испытаний было доказано, что ударная волна сможет разбивать поток воздуха, тормозя его движение, что и позволит создать систему впрыска топлива для эффективного получения необходимой для работы скрамджет воздушно-топливной смеси. В настоящее время ведется разработка камеры сгорания, в которой и будет использована новая технология.
Leave a Reply