Вращающийся детонационный двигатель (ВДД) — разрабатываемый двигатель, использующий одну или несколько детонационных волн, непрерывно распространяющихся по кольцевому каналу. При детонации продукты горения расширяются со сверхзвуковой скоростью, что теоретически на 25 % более эффективно, чем обычное дефлаграционное сгорание.

Более высокая эффективность двигателя может обеспечить значительную экономию топлива.

Вычислительное моделирование и результаты экспериментов показали, что такой двигатель имеет потенциальное применение как в транспортной, так и в других областях.

Концепция Основная концепция ВДД — это детонационная волна, которая движется по круговому каналу (кольцу). Топливо и окислитель впрыскиваются в канал, обычно через небольшие отверстия или щели. Детонация инициируется в смеси топлива и окислителя какой-либо формой воспламенителя. После запуска двигателя детонации становятся самоподдерживающимися. Одна детонация зажигает смесь топлива и окислителя, которая выделяет энергию, необходимую для поддержания детонации. Продукты сгорания расширяются и выталкиваются из канала поступающим топливом и окислителем.

Хотя конструкция ВДД аналогична импульсному детонационному двигателю, вращающийся более эффективен, потому что волны непрерывно вращаются вокруг камеры, тогда как импульсный требует продувки камер после каждого импульса.

Развитие Несколько американских организаций работают над вращающимся детонационным двигателем.

ВМС США ВМС США занимаются развитием вращающихся детонационных двигателей . Исследователи из Военно-морской исследовательской лаборатории проявляют особый интерес к детонационным двигателям, так как они позволяют снизить расход топлива в тяжелых транспортных средствах . На пути к созданию рабочего двигателя остаются нерешённые проблемы.

Aerojet Rocketdyne С 2010 года Aerojet Rocketdyne провела более 520 испытаний различных конфигураций.

НАСА Дэниел Пэксон в Исследовательском центре Гленна использовал моделирование в вычислительной гидродинамике (CFD), чтобы оценить детонационную систему отсчета ВДД и сравнить производительность с ИДД. Он обнаружил, что ВДД может работать по крайней мере также действенно, как и ИДД. Кроме того, он обнаружил, что производительность ВДД можно напрямую сравнить с ИДД, поскольку их производительность была практически одинаковой.

Энергомаш По словам вице-премьера России Дмитрия Рогозина, Facebook post, in Russian в середине января 2018 года компания НПО «Энергомаш» завершила начальную фазу испытаний жидкостного ВДД 2-тонного класса и планирует разработать более крупные модели для использования в космических ракетах-носителях.

Университет Центральной Флориды В мае 2020 года группа инженеров-исследователей, связанных с военно-воздушными силами США, заявила, что разработала экспериментальную рабочую модель вращающегося детонационного двигателя, способного производить тягу в 200 фунтов-силы (приблизительно 890 Н), работающую на водородно-кислородной топливной смеси. Хотя проект был описан в целом в положительном выражении, проект пока ещё не проверен и был произведён с использованием двигателя диаметром 3 дюйма, который может сделать масштабирование конструкции двигателя неосуществимым, и для того, чтобы сделать выводы, необходимо провести дополнительные исследования.

Другие исследования Другие эксперименты использовали численные процедуры, чтобы лучше понять поле потока ВДД. В 2020 году в работе исследователей из Университета Вашингтона было исследовано экспериментальное устройство, позволяющее контролировать такие параметры, как размер зазора цилиндра. Используя высокоскоростную камеру, они смогли увидеть, что она работает в очень медленном движении. На основании этого они разработали математическую модель для описания процесса.

Ссылки

См. также

Импульсный детонационный двигатель

Внешние ссылки

Видео, демонстрирующее, как работает RDE Исследовательский документ Даниэля Паксона о его результатах RDE

Категория:Горение Категория:Газотурбинные двигатели