Американская военно-промышленная компания Raytheon разработает действующий прототип вращающегося детонационного двигателя Gambit, не имеющего подвижных частей. Пентагон планирует использовать ракеты с такими двигателями для истребителей четвёртого поколения, например, General Dynamics F-16 Fighting Falcon.
Часто в авиационной технике, например, в вертолетах, самолетах, беспилотных летательных аппаратах и крылатых ракетах, используют так называемые газотурбинные двигатели. Однако данные решения обладают определенными ограничениями:
— Их конструкция включает в себя большое количество подвижных деталей, что делает сборку и обслуживание достаточно затратными;
— Для работы этих устройств необходимы «экзотические» жаростойкие материалы и специальные системы охлаждения самых горячих компонентов. Для достижения высокого КПД двигателя температура газа перед турбиной должна составлять 550 градусов Цельсия и выше. Управление такой высокой температурой может представлять определенные сложности при разработке подобных установок;
— Газотурбинные двигатели тяжелые и дорогие.
Использование этой установки на самолете, который эксплуатируется в течение нескольких лет, — это одно. Совершенно другая ситуация, когда такой же двигатель устанавливают на одноразовую крылатую ракету, поскольку это снижает ее потенциальную дальность полета.
В последнее время все чаще рассматривают альтернативные варианты газотурбинных двигателей вращающиеся детонационные двигатели. В конструкции предусмотрена закольцованная камера сгорания, размещенная между двумя цилиндрами, один из которых находится внутри другого. Тяга в этой камере создается за счет ударной волны, циркулирующей по замкнутому контуру.
В камеру сгорания через форсунки поступают газообразное топливо и окислитель, после чего происходит их воспламенение. Первая детонация порождает сверхзвуковую ударную волну, которая распространяется по замкнутой камере сгорания. Повернувшись и достигнув форсунок, она инициирует поджог следующей порции топлива и окислителя. Каждый взрыв генерирует новую сверхзвуковую волну, повторяя этот процесс снова и снова. В конечном итоге, последовательность взрывов приводит к образованию тяги.
Такой тип двигателя имеет ряд преимуществ:
— Конструкция этих установок отличается простотой благодаря отсутствию подвижных элементов;
— Они легкие и компактные;
— Их изготовление значительно экономичнее, чем производство газотурбинных двигателей;
— Их сложно вывести из строя;
— Для их производства не требуются «экзотические» материалы;
— Для применения вращающегося детонационного двигателя возможно использование в связке с реактивным или газотурбинным двигателем. Для этого требуется разработка опытного образца.
Концепция вращающихся детонационных двигателей возникла в середине XX века. В настоящее время существуют только их экспериментальные образцы. Разработкой этих двигателей занимаются США, Австралия и Россия.
Недавно стало известно о том, что Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA подписало контракт с военно-промышленной компанией Raytheon на создание рабочей версии воздушного вращающегося детонационного двигателя под названием Gambit. Конструкция не предусматривает наличие подвижных частей, что позволит достичь более высокой эффективности по сравнению с традиционными ракетными двигателями.
«Прежде всего, необходимо спроектировать двигатель, затем создать прототип и проводить испытания до тех пор, пока не будет получен полностью функционирующий образец», — говорится в пресс-релизе американской военно-промышленной компании.
В будущем Gambit планируют использовать на крылатых ракетах, предназначенных для истребителей четвертого поколения. В Raytheon отметили, что новая установка сможет существенно увеличить скорость и дальность полета крылатых ракет по сравнению с нынешними системами. В результате Raytheon планирует стать первой в мире компанией, которой удастся создать полноценную рабочую версию вращающегося детонационного двигателя.