Kiina on kehittänyt taloudellisen hypersonic ramjet -moottorin
Uuden scramjetin ja jet streamin suutinlaitteisto eri tiloissa. Kuva: ONTU PLA / SCMP
Kiinalaiset tieteelliset organisaatiot ovat aktiivisesti mukana hypersonic-tekniikoissa käytettäväksi ilmailu ja rakettitekniikkaa. Erilaisia tutkimuksia tehdään ja kokeellisia näytteitä teknologian demonstraatioista kehitetään. Äskettäin tuli tunnetuksi uuden hypersonic ramjet-moottorin luomisesta. Se on rakennettu tunnettujen ideoiden ja uusien ratkaisujen pohjalta, ja sille on ominaista lisääntynyt energiatehokkuus ja tehokkuus.
Yliääninen kokeilu
South China Morning Post raportoi kiinalaisten tutkijoiden uudesta kehityksestä 13. helmikuuta viitaten julkaisuun tieteellisessä lehdessä Solid Rocket Technology, joka julkaistiin tammikuun puolivälissä. SCMP antaa yleiskatsauksen uudesta hankkeesta, tehdystä tutkimuksesta ja saavutetuista tuloksista.
Sanotaan, että Changshasta kotoisin olevan Kiinan kansan vapautusarmeijan puolustustieteen ja teknologian yliopiston asiantuntijat ovat kehittäneet hypersonic ramjet -moottorin (scramjet). Työtä tähän suuntaan johti apulaisprofessori Ma Likun.
Osana uutta projektia asiantuntijat ovat suunnitelleet lupaavan kiinteällä (jauhemaisella) polttoaineella toimivan scramjet-moottorin. On huomattava, että se eroaa muista ramjet-moottoreista suuremmalla yksinkertaisuudella ja useilla tärkeillä innovaatioilla. Jälkimmäisten piti varmistaa moottorin toiminta laajalla nopeusalueella vakaalla polttoaineen palamisella. Hankkeen tavoitteena oli myös tehokkuuden lisääminen.
Tämän projektin mukaan valmistettiin kokeellinen scramjet. Sitä testattiin tuulitunnelissa lentosimulaatiolla eri tiloissa. Tällaisen "lennon" nopeus saavutti 6M, korkeus oli n. 25 km. Yleensä moottori vahvisti lasketut ominaisuudet.
Suunnittelukärjellä varustettu DF-17-kompleksi on hypersonicin sarjamalli aseet PLA. Valokuva Telegram / Vatfor
Näiden tutkimusten tulosten perusteella PLA ONTU:n tutkijat raportoivat, että kiinteällä polttoaineella toimivalla scramjet-moottorilla on useita etuja muihin samantyyppisiin malleihin verrattuna. Hankkeen jatkokehityksen myötä kehitystyötä voidaan soveltaa käytännössä osana tiettyjä lentokoneita. On huomionarvoista, että uuden moottorin näkymien yhteydessä SCMP-painos muistutti ennen kaikkea sotilasohjelmista.
Uudet ratkaisut
Avointen tietojen mukaan ONTU:n kokeellinen moottori ei pohjimmiltaan eroa muista nykyaikaisista scramjet-moottoreista ja on rakennettu klassisen kaavan mukaan. Itse asiassa tämä on halkaisijaltaan muuttuva putki, joka on jaettu ilman sisääntuloon, ilmakanavaan, polttokammioon ja suutinlaitteeseen.
Myös yleiset työn periaatteet säilyvät perinteisinä. Virtausnopeuden muodostaman paineen alaisena ilmakehän ilma tulee ilmanottoaukkoon ja sitten polttokammioon. Siellä siihen sekoitetaan polttoainetta. Palaessaan se muodostaa kaasuja, jotka poistuvat suuttimen läpi ja muodostavat työntövoimaa.
Hankkeessa on kaksi pääinnovaatiota ONTU PLA:lta. Ensimmäinen liittyy ilmanottolaitteen ja siihen liittyvien yksiköiden suunnitteluun. Laitteen ja sen takana olevien kanavien erikoiskokoonpanon vuoksi hypersonic-ilmavirta hidastuu aliäänenopeuteen. Muuntyyppisille scramjet-moottoreille on ominaista polttoaineen palaminen yliäänivirtauksessa. Uusi kiinalainen moottori vähentää virtausnopeutta entisestään palamisprosessin optimoimiseksi.
Toinen innovaatio on polttoaine ja sen toimitustapa. Scramjet käyttää polttoaineena booria hienon jauheen muodossa. Polttoaine syötetään erityisten suuttimien kautta polttokammioon, jossa se syttyy ja vapauttaa lämpöenergiaa. Suuttimet ohjataan ja ohjaavat jauheen syöttönopeutta moottoriin. Tästä johtuen palamisen voimakkuutta, energiantuotantoa ja vastaavasti työntövoimaa säädellään.
DF-17-raketin laukaisu. Kehys kiinalaisesta TV-raportista
Testien aikana eri moodeissa ja eri parametrien muutoksissa pystyttiin määrittämään koemoottorin maksimiparametrit. Näin ollen polttokammion lämpötila nostettiin 3000°C:een. Tämä on noin 50 % korkeampi kuin suurin osa nykyaikaisista ramjet-moottoreista.
Samalla saavutetaan korkea hyötysuhde. Tuloilman nopeuden pienentäminen aliääninopeudeksi parantaa polttoaineen palamista. Sen ansiosta scramjet-moottorin polttoainetehokkuus parani 79 %.
Valitettavasti koemoottorin tarkkoja ominaisuuksia ei ole vielä paljastettu. Sen mitat ja massa, saavutettu työntövoima ja ominaiskulutus ovat edelleen tuntemattomia. On myös epäselvää, kuinka pitkälle projekti on edennyt: onko uusi scramjet puhtaasti kokeellinen vai voidaanko se ottaa käytännön käyttöön kohtuullisessa ajassa.
Сферы применения
Kiinan uuden hankkeen tarkkoja tavoitteita ja tavoitteita ei ole nimetty. Ei ole kuitenkaan vaikea arvata, mihin tarkoitukseen PLA:n alainen yliopisto tutkii hypersonic ramjet -moottoreita. Ilmeisesti kokeita ja kokeita tehtiin Kiinan asevoimien etujen mukaisesti, ja tulevaisuudessa niitä voidaan käyttää todellisissa hypersonic-aseiden projekteissa.
Nykyaikaisia hypersonic ramjet -moottoreita kehitetään käytettäväksi osana kehittyneitä ohjusaseita. Tällainen moottori mahdollistaa taisteluohjuksen luomisen, jolla on korkein lentosuorituskyky ja erityiset taisteluominaisuudet. Scramjet antaa suuren aktiivisen lentoosan ja tarjoaa maksiminopeuden pitkäksi aikaa. Samalla raketti pystyy ohjaamaan, ja moottori kompensoi energian ja nopeuden menetystä.
Oletettavasti kokeellisen hypersonic-ohjuksen lento asutun alueen yli, syksy 2021. Photo Telegram / ChDambiev
Ilmoitettujen tietojen perusteella ONTU PLA:n uusi moottori on kiinnostava todellisissa rakettiteknologiaprojekteissa käytön kannalta. Tällaisen scramjetin ilmoitetut ominaisuudet parantavat hypoteettisen ohjuksen ominaisuuksia ja parantavat sen taistelukykyä.
Ensinnäkin sinun tulee kiinnittää huomiota uuden moottorin tehokkuuteen. Pienempi kulutus mahdollistaa ohjuksen polttoaineen määrän vähentämisen ilman nopeuden ja kantaman menetystä, tai säästää sitä ja lisätä taistelusädettä. Lisäksi on todennäköistä, että on mahdollisuus lisätä pitoa ja nopeutta vahingoittamatta muita parametreja.
Kuten todettiin, kokeellinen moottori ei ainoastaan osoita korkeaa suorituskykyä, vaan sillä on myös yksinkertaistettu rakenne. Näin ollen raketti, jossa on tällainen scramjet, on yksinkertaisempi ja halvempi. Lisäksi aluksella olevan polttoaineen määrän vähentäminen optimoi raketin asettelun - esimerkiksi lisää taistelukärkeä.
On huomattava, että uutta hanketta voidaan kehittää paitsi ohjusaseiden yhteydessä. Se voi hyvinkin toimia perustana uudelle teoreettiselle ja kokeelliselle kehitykselle. ONTUn scramjet-moottori osoitti uusien ratkaisujen perustavanlaatuisen suorituskyvyn ja suuren potentiaalin. Niitä kaikkia pitäisi nyt kehittää. Seurauksena on, että ilmaan tulee uusia imulaitteiden ja polttokammioiden kokoonpanoja sekä kehittyneempiä jauhemaisen polttoaineen koostumuksia.
Upeat näkymät
Kiina on pitkään harjoittanut hypersonic-suuntausta ja näyttää jo todellisia tuloksia. Joten muutama vuosi sitten DF-17-kompleksi, jossa oli suunnitteleva hypersonic-kärki, otettiin käyttöön. On olemassa vahvistamattomia raportteja muiden ohjusjärjestelmien kehittämisestä, joilla on erityisiä nopeusominaisuuksia. Niitä voidaan jo testata, ja lähitulevaisuudessa ne otetaan käyttöön.
On selvää, että kiinalaiset tiedemiehet ja insinöörit jatkavat hypersonic-suunnan kehittämistä. Kaukaisen tulevaisuuden projektit perustuvat nykyiseen kehitykseen moottoreiden, materiaalien, ohjausjärjestelmien jne. Siksi PLA:n ONTU:ssa äskettäin valmistuneet kokeet moottoreiden alalla ovat erittäin tärkeitä, ja niihin tulisi kiinnittää huomiota.
tiedot