Mifumo ya upeperushaji wa anga na makombora huonyesha utendaji wa hali ya juu sana, lakini imekaribia kikomo cha uwezo wao. Ili kuongeza zaidi vigezo vya kutia, ambayo inaunda msingi wa maendeleo ya roketi ya anga na tasnia ya nafasi, injini zingine zinahitajika, ikiwa ni pamoja. na kanuni mpya za kazi. Matumaini makubwa yamebandikwa kwa kile kinachoitwa. injini za kufyatua. Mifumo kama hiyo ya kiwango cha kunde tayari zinajaribiwa katika maabara na kwenye ndege.
Kanuni za mwili
Injini za mafuta za kioevu zilizopo na zinazotumia mwako wa subsonic au uharibifu. Mmenyuko wa kemikali unaojumuisha mafuta na kioksidishaji hutengeneza mbele ambayo inapita kwenye chumba cha mwako kwa kasi ya subsonic. Mwako huu unapunguza kiwango na kasi ya gesi tendaji zinazotoka nje ya bomba. Ipasavyo, msukumo wa kiwango cha juu pia ni mdogo.
Mwako wa mwako ni mbadala. Katika kesi hii, mbele ya mwitikio huenda kwa kasi ya hali ya juu, na kutengeneza wimbi la mshtuko. Njia hii ya mwako huongeza mavuno ya bidhaa za gesi na hutoa kuongezeka kwa mvuto.
Injini ya kufyatua inaweza kutengenezwa kwa matoleo mawili. Wakati huo huo, motisha za msukumo au za kusukuma (IDD / PDD) na zile zinazozunguka / zinazozunguka zinaendelea. Tofauti yao iko katika kanuni za mwako. Injini ya kuzunguka hudumisha athari ya kila wakati, wakati injini ya msukumo inafanya kazi na "milipuko" inayofuatana ya mchanganyiko wa mafuta na kioksidishaji.
Msukumo huunda msukumo
Kwa nadharia, muundo wake sio ngumu zaidi kuliko ramjet ya jadi au injini ya roketi inayotumia kioevu. Inajumuisha chumba cha mwako na mkutano wa bomba, na pia njia za kusambaza mafuta na kioksidishaji. Katika kesi hii, vizuizi maalum vimewekwa kwa nguvu na uimara wa muundo unaohusishwa na upendeleo wa operesheni ya injini.
Wakati wa operesheni, sindano hutoa mafuta kwenye chumba cha mwako; kioksidishaji hutolewa kutoka anga kwa kutumia kifaa cha ulaji hewa. Baada ya kuundwa kwa mchanganyiko, moto hutokea. Kwa sababu ya uteuzi sahihi wa vifaa vya mafuta na idadi ya mchanganyiko, njia bora ya kuwasha na usanidi wa chumba, wimbi la mshtuko linazalishwa ambalo huenda kwa mwelekeo wa bomba la injini. Kiwango cha sasa cha teknolojia inafanya uwezekano wa kupata kasi ya wimbi la hadi 2.5-3 km / s na ongezeko linalolingana la msukumo.
IDD hutumia kanuni ya kupiga moyo. Hii inamaanisha kuwa baada ya kupasuka na kutolewa kwa gesi tendaji, chumba cha mwako kinapigwa nje, kimejazwa tena na mchanganyiko - na "mlipuko" mpya unafuata. Ili kupata msukumo wa juu na thabiti, mzunguko huu lazima ufanyike kwa masafa ya juu, kutoka kwa makumi hadi maelfu ya mara kwa sekunde.
Ugumu na faida
Faida kuu ya IDD ni uwezekano wa kinadharia wa kupata sifa zilizoboreshwa ambazo hutoa ubora kuliko ramjet iliyopo na inayotarajiwa na injini za kushawishi maji. Kwa hivyo, kwa msukumo huo huo, gari ya msukumo inageuka kuwa thabiti zaidi na nyepesi. Ipasavyo, kitengo chenye nguvu zaidi kinaweza kuundwa kwa vipimo sawa. Kwa kuongezea, injini kama hiyo ni rahisi katika muundo, kwani haiitaji sehemu ya vifaa.
IDD inafanya kazi kwa kasi anuwai, kutoka sifuri (mwanzoni mwa roketi) hadi hypersonic. Inaweza kupata matumizi katika roketi na mifumo ya nafasi na katika anga - katika uwanja wa raia na jeshi. Katika hali zote, sifa zake zinawezekana kupata faida fulani juu ya mifumo ya jadi. Kulingana na mahitaji, inawezekana kuunda roketi IDD kutumia kioksidishaji kutoka kwenye tangi, au inayoweza kutumia hewa ambayo inachukua oksijeni kutoka angani.
Walakini, kuna shida kubwa na shida. Kwa hivyo, ili kujua mwelekeo mpya, ni muhimu kufanya tafiti na majaribio anuwai ngumu kwenye makutano ya sayansi na taaluma tofauti. Kanuni maalum ya utendaji hufanya mahitaji maalum juu ya muundo wa injini na vifaa vyake. Bei ya msukumo mkubwa ni mizigo iliyoongezeka ambayo inaweza kuharibu au kuharibu muundo wa injini.
Changamoto ni kuhakikisha kiwango cha juu cha mafuta na uwasilishaji wa vioksidishaji, unaolingana na masafa ya mpasuko unaohitajika, na pia kusafisha kabla ya uwasilishaji wa mafuta. Kwa kuongezea, shida tofauti ya uhandisi ni uzinduzi wa wimbi la mshtuko katika kila mzunguko wa operesheni.
Ikumbukwe kwamba hadi leo, IDD, licha ya juhudi zote za wanasayansi na wabunifu, hawako tayari kupita zaidi ya maabara na tovuti za majaribio. Miundo na teknolojia zinahitaji maendeleo zaidi. Kwa hivyo, bado sio lazima kuzungumza juu ya kuanzishwa kwa injini mpya katika mazoezi.
Historia ya teknolojia
Inashangaza kwamba kanuni ya injini ya kupasuka ya pulsed ilipendekezwa kwanza sio na wanasayansi, bali na waandishi wa uwongo wa sayansi. Kwa mfano, manowari "Pioneer" kutoka kwa riwaya ya G. Adamov "Siri ya Bahari mbili" ilitumia IDD kwenye mchanganyiko wa gesi ya oksijeni-oksijeni. Mawazo kama hayo yalionekana katika kazi zingine za sanaa.
Utafiti wa kisayansi juu ya mada ya injini za kufyatua risasi ulianza baadaye kidogo, katika arobaini, na waanzilishi wa mwelekeo walikuwa wanasayansi wa Soviet. Katika siku zijazo, katika nchi tofauti, majaribio yalifanywa mara kwa mara kuunda IDD iliyo na uzoefu, lakini mafanikio yao yalizuiliwa sana na ukosefu wa teknolojia na vifaa muhimu.
Mnamo Januari 31, 2008, wakala wa DARPA wa Idara ya Ulinzi ya Amerika na Maabara ya Jeshi la Anga walianza kujaribu maabara ya kwanza inayoruka na IDD ya kupumua hewa. Injini ya asili ilikuwa imewekwa kwenye ndege iliyobadilishwa ya Long-EZ kutoka kwa Scale Composites. Kiwanda cha umeme kilijumuisha vyumba vinne vya mwako vyenye ugavi wa kioevu na ulaji wa hewa kutoka angani. Katika mzunguko wa mkusanyiko wa Hz 80, msukumo wa takriban. 90 kgf, ambayo ilitosha tu kwa ndege nyepesi.
Majaribio haya yalionyesha kufaa kwa kimsingi kwa IDD kwa matumizi ya anga, na pia ilionyesha hitaji la kuboresha muundo na kuongeza tabia zao. Mnamo mwaka huo huo wa 2008, ndege ya mfano ilipelekwa kwenye jumba la kumbukumbu, na DARPA na mashirika yanayohusiana yakaendelea kufanya kazi. Iliripotiwa juu ya uwezekano wa kutumia IDD katika mifumo ya makombora inayoahidi - lakini hadi sasa haijatengenezwa.
Katika nchi yetu, mada ya IDD ilisomwa katika kiwango cha nadharia na mazoezi. Kwa mfano, mnamo 2017, nakala kuhusu majaribio ya injini ya ramon ya detonation inayotumia haidrojeni ya gesi ilitokea katika jarida la Combustion and Explosion. Pia, kazi inaendelea kwenye injini za kuzunguka za rotary. Injini ya roketi inayotumia kioevu, inayofaa kutumiwa kwenye makombora, imetengenezwa na kupimwa. Suala la kutumia teknolojia kama hizo katika injini za ndege linajifunza. Katika kesi hii, chumba cha mwako wa mkusanyiko umejumuishwa kwenye injini ya turbojet.
Mitazamo ya Teknolojia
Injini za kupuuza zinavutia sana kutoka kwa mtazamo wa matumizi yao katika nyanja na uwanja anuwai. Kwa sababu ya kuongezeka kwa sifa kuu, wanaweza, angalau, kubana mifumo ya madarasa yaliyopo. Walakini, ugumu wa maendeleo ya kinadharia na vitendo bado hauwaruhusu kuanza kutumika katika mazoezi.
Walakini, mwenendo mzuri umeonekana katika miaka ya hivi karibuni. Injini za kujitolea kwa ujumla, ikiwa ni pamoja na. pulsed, inazidi kuonekana katika habari kutoka kwa maabara. Uendelezaji wa mwelekeo huu unaendelea, na katika siku zijazo utaweza kutoa matokeo unayotaka, ingawa wakati wa kuonekana kwa sampuli zinazoahidi, tabia zao na maeneo ya maombi bado yanaulizwa. Walakini, jumbe za miaka ya hivi karibuni zinaturuhusu kutazama siku za usoni na matumaini.
