Австралийские инженеры сообщили об успешном тестировании опытного образца реактивного двигателя принципиально нового типа — вращающегося детонационного. Всего несколько научно-исследовательских организаций в мире ведут разработки в этой области, и достижение специалистов из Мельбурнского королевского технологического института стало одним из первых значительных прорывов.
Согласно официальному пресс-релизу на сайте Мельбурнского королевского технологического института ( RMIT), первый прототип прошел огневые испытания. Над созданием вращающегося детонационного двигателя ( RDE) работали сотрудники этого научно-исследовательского учреждения при непосредственном участии специалистов из австралийской оборонной компании DefendTex. Также свою экспертизу проекта предоставил профессор Военного университета Мюнхена ( Universität der Bundeswehr) Кристиан Мюндт (Christian Mundt). Отмечается, что его мнение было особенно важно при определении оптимального соотношения горючего и окислителя в топливе, а также при совершенствовании системы впрыска этих компонентов.
Успех, достигнутый австралийскими инженерами и учеными, несомненно, станет отправной точкой для ряда будущих научных исследований, результаты которых планируется опубликовать в ближайшее время. Ожидается, что эти публикации позволят получить более детальную информацию о разработке, однако на данный момент сведения о ней ограничены. Даже тип используемого топливно-кислородной смеси не сообщается. Хотя по цвету пламени на фотографии можно с некоторой осторожностью предположить использование углеводородов (например, керосина или метана) и кислорода. В то же время, такой оттенок факела может быть вызван использованием материала абляционного покрытия камеры сгорания или сопла.
Следует отметить, что это лишь предположение, поскольку достоверной информации о конструкции в открытых источниках практически нет. В схожих американских разработках, по имеющимся сведениям, проводились испытания с использованием водорода в качестве топлива.
Этот прототип ознаменовал лишь начало пути. В перспективе команда, разработавшая его, намерена представить вторую версию, в которой активно будут использоваться технологии трехмерной печати. Кроме того, в ней будет реализовано активное охлаждение нагревающихся элементов двигателя. Более поздним этапом проекта станет создание летных образцов. В пресс-релизе содержатся явные указания на то, что технология будет применена не только в ракетных, но и в прямоточных воздушно-реактивных двигателях.
Создатели RDE отмечают невероятные сложности, с которыми они столкнулись на пути к достижению первых заметных результатов. Огромный объем работ был связан с компьютерной симуляцией поведения горячих газов в установке. Что интересно, по словам главы Школы аэрокосмической, механической и мехатронной инженерии RMIT доцента Мэттью Клири (Matthew Cleary), некоторые аспекты работы двигателя невозможно проверить экспериментальным путем, если отсутствует точная модель. Собранные данные окажутся бесполезными, поскольку в нем протекают крайне сложные процессы RDE и экстремальные условия формируются в его камере сгорания.
Разработка вращающихся детонационных двигателей, несмотря на возникающие сложности, ведется в разных странах с переменным успехом. Данная технология потенциально способна сразу повысить эффективность использования топлива на 20-25%. Инженеры аэрокосмической отрасли часто стремятся к приросту всего в доли процента, поэтому такие возможности выглядят весьма привлекательными. Однако сложность заключается в особенностях принципа работы RDE. В отличие от традиционных воздушно-реактивных и ракетных двигателей, в которых происходит дозвуковое горение, детонационные двигатели используют сверхзвуковой процесс. При этом, используются специфические характеристики детонационных волн, распространяющихся со скоростью, значительно превышающей скорость звука – приблизительно 2,5 километра в секунду.
Волны последовательно распространяются по кольцевому каналу (вращаются), сжимая смесь горючего и окислителя, что приводит к её детонации. Преобразование химической энергии в кинетическую при таких процессах характеризуется существенно более высоким КПД. В ходе разработки прототипов были получены теоретические данные RDE технологии сравнительно легко применяются как в ракетостроении, так и при проектировании прямоточных воздушно-реактивных двигателей. В том числе гиперзвуковых. На практике успешных демонстраторов пока создано крайне мало, и лишь единицы из них показали свою работоспособность.