Mwisho wa Januari, kulikuwa na ripoti za maendeleo mapya katika sayansi na teknolojia ya Urusi. Kutoka kwa vyanzo rasmi ilijulikana kuwa moja ya miradi ya ndani ya injini ya ndege ya ndege ya kuahidi tayari imepita hatua ya upimaji. Hii inaleta karibu wakati wa kukamilika kabisa kwa kazi zote zinazohitajika, kulingana na matokeo ambayo nafasi au makombora ya jeshi ya muundo wa Urusi ataweza kupata mitambo mpya ya nguvu na sifa zilizoongezeka. Kwa kuongezea, kanuni mpya za operesheni ya injini zinaweza kupata matumizi sio tu kwenye uwanja wa makombora, lakini pia katika maeneo mengine.
Mwisho wa Januari, Naibu Waziri Mkuu Dmitry Rogozin aliwaambia waandishi wa habari wa ndani juu ya mafanikio ya hivi karibuni ya mashirika ya utafiti. Miongoni mwa mada zingine, aligusia mchakato wa kuunda injini za ndege kwa kutumia kanuni mpya za utendaji. Injini inayoahidi na mwako wa mwako tayari imeletwa kwenye upimaji. Kulingana na Naibu Waziri Mkuu, matumizi ya kanuni mpya za utendaji wa mmea wa umeme huruhusu ongezeko kubwa la utendaji. Kwa kulinganisha na miundo ya usanifu wa jadi, ongezeko la msukumo wa karibu 30% huzingatiwa.
Mchoro wa injini ya roketi
Injini za kisasa za roketi za madarasa na aina tofauti, zinazoendeshwa katika nyanja anuwai, hutumia kinachojulikana. mzunguko wa isobariki au mwako wa uharibifu. Vyumba vyao vya mwako hudumisha shinikizo la kila wakati ambalo mafuta huwaka polepole. Injini kulingana na kanuni za udhalilishaji haiitaji vitengo vya kudumu, hata hivyo, ni mdogo katika utendaji wa hali ya juu. Kuongeza sifa za kimsingi, kuanzia kiwango fulani, inakuwa ngumu sana.
Njia mbadala ya injini iliyo na mzunguko wa isobaric katika muktadha wa kuboresha utendaji ni mfumo na kinachojulikana. mwako wa mwako. Katika kesi hii, mmenyuko wa oksidi ya mafuta hufanyika nyuma ya wimbi la mshtuko unaosonga kwa kasi kubwa kupitia chumba cha mwako. Hii inaweka mahitaji maalum juu ya muundo wa injini, lakini wakati huo huo inatoa faida dhahiri. Kwa upande wa ufanisi wa mwako wa mafuta, mwako wa mwako ni bora kwa 25% kuliko mwako wa mwako. Inatofautiana pia na mwako na shinikizo la kila wakati na nguvu iliyoongezeka ya kutolewa kwa joto kwa kila eneo la uso wa sehemu ya mbele ya majibu. Kwa nadharia, inawezekana kuongeza kigezo hiki kwa maagizo matatu hadi manne ya ukubwa. Kama matokeo, kasi ya gesi tendaji inaweza kuongezeka mara 20-25.
Kwa hivyo, injini ya kufyatua, na ufanisi wake ulioongezeka, ina uwezo wa kukuza msukumo zaidi na matumizi kidogo ya mafuta. Faida zake juu ya muundo wa jadi ni dhahiri, lakini hadi hivi karibuni, maendeleo katika eneo hili hayakuhitajika. Kanuni za injini ya ndege ya kijeshi ziliundwa mnamo 1940 na mwanafizikia wa Soviet Ya. B. Zeldovich, lakini bidhaa za kumaliza za aina hii bado hazijafikia unyonyaji. Sababu kuu za ukosefu wa mafanikio ya kweli ni shida na uundaji wa muundo mzuri wa kutosha, na vile vile ugumu wa kuzindua na kisha kudumisha wimbi la mshtuko kwa kutumia mafuta yaliyopo.
Moja ya miradi ya hivi karibuni ndani ya uwanja wa injini za roketi ilizinduliwa mnamo 2014 na inaendelezwa katika NPO Energomash iliyopewa jina la Mwanafunzi wa V. P. Glushko. Kulingana na data iliyopo, lengo la mradi na nambari "Ifrit" ilikuwa kusoma kanuni za msingi za teknolojia mpya na uundaji uliofuata wa injini ya roketi inayotumia kioevu kwa kutumia mafuta ya taa na oksijeni ya gesi. Injini mpya, iliyopewa jina la pepo za moto kutoka kwa ngano za Kiarabu, ilitokana na kanuni ya mwako wa mkusanyiko wa spin. Kwa hivyo, kulingana na wazo kuu la mradi, wimbi la mshtuko lazima liendelee kuzunguka kwenye duara ndani ya chumba cha mwako.
Msanidi programu mkuu wa mradi huo alikuwa NPO Energomash, au tuseme maabara maalum iliyoundwa kwa msingi wake. Kwa kuongezea, mashirika mengine kadhaa ya utafiti na maendeleo walihusika katika kazi hiyo. Mpango huo ulipokea msaada kutoka kwa Taasisi ya Utafiti wa Juu. Kwa juhudi za pamoja, washiriki wote wa mradi wa Ifrit waliweza kuunda muonekano mzuri wa injini inayoahidi, na vile vile kuunda chumba cha mwako cha mfano na kanuni mpya za utendaji.
Ili kusoma matarajio ya mwelekeo mzima na maoni mapya, kinachojulikana. chumba cha mwako cha mfano kinachokidhi mahitaji ya mradi. Injini kama hiyo iliyo na muundo uliopunguzwa ilitakiwa kutumia mafuta ya taa kama mafuta. Gesi ya oksijeni ilipendekezwa kama wakala wa vioksidishaji. Mnamo Agosti 2016, upimaji wa kamera ya mfano ulianza. Ni muhimu kwamba kwa mara ya kwanza katika historia, mradi wa aina hii uliletwa kwenye hatua ya majaribio ya benchi. Hapo awali, injini za roketi za ndani na nje zilitengenezwa, lakini hazijaribiwa.
Wakati wa majaribio ya sampuli ya mfano, matokeo ya kupendeza sana yalipatikana, ikionyesha usahihi wa njia zilizotumiwa. Kwa hivyo, kwa sababu ya utumiaji wa vifaa na teknolojia sahihi, iliibuka kuleta shinikizo ndani ya chumba cha mwako kwa anga 40. Msukumo wa bidhaa ya majaribio ulifikia tani 2.
Chumba cha mfano kwenye benchi la majaribio
Matokeo fulani yalipatikana ndani ya mfumo wa mradi wa Ifrit, lakini injini ya kufutwa ya kioevu ya ndani bado iko mbali na matumizi kamili ya vitendo. Kabla ya kuletwa kwa vifaa kama hivi katika miradi mpya ya teknolojia, wabunifu na wanasayansi wanapaswa kutatua shida kadhaa mbaya zaidi. Hapo tu ndipo tasnia ya roketi na nafasi au tasnia ya ulinzi itaweza kuanza kutambua uwezo wa teknolojia mpya kwa vitendo.
Katikati ya Januari, Rossiyskaya Gazeta ilichapisha mahojiano na mbuni mkuu wa NPO Energomash, Petr Levochkin, juu ya hali ya sasa ya mambo na matarajio ya injini za kulipua. Mwakilishi wa kampuni ya msanidi programu alikumbuka vifungu kuu vya mradi huo, na pia akagusia mada ya mafanikio yaliyopatikana. Kwa kuongezea, alizungumzia juu ya maeneo yanayowezekana ya matumizi ya "Ifrit" na miundo kama hiyo.
Kwa mfano, injini za kufyatua zinaweza kutumika katika ndege za hypersonic. P. Lyovochkin alikumbuka kwamba injini zilizopendekezwa sasa kutumika kwa vifaa kama hivyo hutumia mwako wa subsonic. Kwa kasi ya hypersonic ya vifaa vya kukimbia, hewa inayoingia kwenye injini lazima ipunguzwe kwa hali ya sauti. Walakini, nishati ya kusimama lazima iongoze kwa mizigo ya ziada ya mafuta kwenye fremu ya hewa. Katika injini za kuzuia, kiwango cha kuchoma mafuta kinafikia angalau M = 2, 5. Hii inafanya uwezekano wa kuongeza kasi ya kukimbia kwa ndege. Mashine kama hiyo iliyo na injini ya aina ya mkusanyiko itaweza kuharakisha kasi mara nane ya kasi ya sauti.
Walakini, matarajio halisi ya injini za aina ya roketi bado sio kubwa sana. Kulingana na P. Lyovochkin, sisi "tulifungua tu mlango wa eneo la mwako wa mwako." Wanasayansi na wabuni watalazimika kusoma maswala mengi, na tu baada ya hapo itawezekana kuunda miundo na uwezo wa kiutendaji. Kwa sababu ya hii, tasnia ya nafasi italazimika kutumia injini za jadi za kusafirisha kioevu kwa muda mrefu, ambayo, hata hivyo, haionyeshi uwezekano wa kuboreshwa zaidi.
Ukweli wa kupendeza ni kwamba kanuni ya mwako hutumika sio tu kwenye uwanja wa injini za roketi. Tayari kuna mradi wa ndani wa mfumo wa anga na chumba cha mwako cha aina ya mwako kinachofanya kazi kwa kanuni ya kunde. Mfano wa aina hii ulifikishwa kwenye mtihani, na katika siku zijazo inaweza kutoa mwongozo mpya. Injini mpya zilizo na mwako wa kubisha zinaweza kupata matumizi katika maeneo anuwai na kuchukua nafasi ya turbine ya jadi ya gesi au injini za turbojet.
Mradi wa ndani wa injini ya ndege ya kikosi inakua katika OKB im. A. M. Utoto. Habari kuhusu mradi huu iliwasilishwa kwa mara ya kwanza katika mkutano wa kiufundi wa kijeshi wa kiufundi wa mwaka jana "Jeshi-2017". Katika stendi ya mtengenezaji wa kampuni kulikuwa na vifaa kwenye injini anuwai, zote za serial na zinazoendelea. Miongoni mwa mwisho kulikuwa na sampuli ya kuahidi ya kikosi.
Kiini cha pendekezo jipya ni kutumia chumba kisicho kawaida cha mwako kinachoweza kuwaka mwako wa mafuta kwenye anga ya anga. Katika kesi hii, masafa ya "milipuko" ndani ya injini lazima ifikie 15-20 kHz. Katika siku zijazo, inawezekana kuongeza zaidi parameter hii, kama matokeo ambayo kelele ya injini itaenda zaidi ya anuwai inayojulikana na sikio la mwanadamu. Vipengele vile vya injini vinaweza kuvutia.
Uzinduzi wa kwanza wa bidhaa ya majaribio "Ifrit"
Walakini, faida kuu za mmea mpya wa umeme zinahusishwa na utendaji ulioboreshwa. Uchunguzi wa benchi wa prototypes umeonyesha kuwa wanazidi injini za kitamaduni za gesi kwa karibu 30% katika viashiria maalum. Wakati wa onyesho la kwanza la umma la vifaa kwenye injini OKB im. A. M. Watoto walifanikiwa kupata sifa za hali ya juu kabisa. Injini yenye uzoefu wa aina mpya iliweza kufanya kazi kwa dakika 10 bila usumbufu. Wakati wote wa kufanya kazi wa bidhaa hii kwenye stendi wakati huo ulizidi masaa 100.
Wawakilishi wa kampuni ya maendeleo walionyesha kuwa tayari inawezekana kuunda injini mpya ya mkusanyiko na mkusanyiko wa tani 2-2.5, inayofaa kusanikishwa kwenye ndege nyepesi au magari ya angani yasiyopangwa. Katika muundo wa injini kama hiyo, inapendekezwa kutumia kinachojulikana. vifaa vya resonator vinavyohusika na kozi sahihi ya mwako wa mafuta. Faida muhimu ya mradi huo mpya ni uwezekano wa kimsingi wa kusanikisha vifaa kama hivyo mahali popote kwenye safu ya hewa.
Wataalam wa OKB yao. A. M. Wazazi hao wamekuwa wakifanya kazi kwenye injini za ndege na mwako wa mwako wa msukumo kwa zaidi ya miongo mitatu, lakini hadi sasa mradi haujaacha hatua ya utafiti na hauna matarajio halisi. Sababu kuu ni ukosefu wa agizo na ufadhili unaohitajika. Ikiwa mradi utapata msaada unaohitajika, basi katika siku za usoni injini ya sampuli inaweza kuundwa, inayofaa kutumiwa kwenye vifaa anuwai.
Hadi sasa, wanasayansi na wabunifu wa Urusi wameweza kuonyesha matokeo ya kushangaza sana kwenye uwanja wa injini za ndege kwa kutumia kanuni mpya za uendeshaji. Kuna miradi kadhaa mara moja inayofaa kutumika katika nafasi ya roketi na maeneo ya hypersonic. Kwa kuongezea, injini mpya zinaweza pia kutumika katika anga "ya jadi". Miradi mingine bado iko katika hatua za mwanzo na bado haiko tayari kwa ukaguzi na kazi zingine, wakati katika maeneo mengine matokeo ya kushangaza tayari yamepatikana.
Kuchunguza mada ya injini za mwako wa mwako, wataalamu wa Urusi waliweza kuunda mfano wa benchi ya chumba cha mwako na sifa zinazohitajika. Bidhaa ya majaribio "Ifrit" tayari imepitisha vipimo, wakati ambapo idadi kubwa ya habari anuwai ilikusanywa. Kwa msaada wa data iliyopatikana, ukuzaji wa mwelekeo utaendelea.
Kubadilisha mwelekeo mpya na kutafsiri maoni katika fomu inayofaa itachukua muda mwingi, na kwa sababu hii, katika siku za usoni, roketi za anga na jeshi katika siku za usoni zitatekelezwa tu na injini za jadi zinazotumia kioevu. Walakini, kazi tayari imeacha hatua ya kinadharia, na sasa kila uzinduzi wa jaribio la injini ya majaribio huleta karibu wakati wa kujenga makombora kamili na mitambo mpya ya umeme.
