март 26, 2025

Нов форсаж за хиперзвуков двигател значително увеличава тягата

Китайски изследователи разработиха нов тип режим на допълнително изгаряне (форсаж) за хиперзвукови въздушно-реактивни двигатели, които могат да достигнат скорост от 6 Маха на височина от 30 километра. Нововъведението включва добавяне на магнезиев прах към нажежените изгорели газове, които се получават при изгарянето на конвенционалното реактивно гориво. Тази реакция не изисква кислород и позволява да се създаде допълнителна тяга с помощта на енергия, която иначе би била пропиляна.

Магнезият е химически активен метал, който се запалва експлозивно без наличието на кислород. Това е важно за хиперзвуковите двигатели с директен въздушен поток, които обикновено изгарят парафин, смесен с кислород от атмосферата, за да създадат тяга. Тъй като тези двигатели са проектирани да работят при много високи, обикновено хиперзвукови скорости, при нормалното горене на парафина се стига до предела на възможностите му. При това се образуват отработени газове, състоящи се главно от въглероден диоксид и водни пари. Ако в тези „изгорели газове“ се впръска магнезий при тези условия, ще се генерира допълнителна тяга и енергията на изгорелите газове няма да се губи, съобщава IE.

Именно тази идея специалистите от Пекинския университет по аеронавтика и астронавтика са реализирали в нов метод за допълнително изгаряне на горивото. Впръскването на магнезиев прах в отработените газове с температура около 1530 °C води до доизгаряне, по време на което магнезият реагира с водните пари и въглеродния диоксид, за да произведе повече топлина и тяга.

В резултат на това новата технология почти удвоява тягата. Наземните тестове в условия, симулиращи скорост от 6 Мах и голяма височина, показват общо увеличение на тягата с около 86,6%. Учените също така установиха, че магнезият може да реагира от два до три пъти по-бързо, отколкото само парафинът. Освобождаването на енергия е по-бързо, което допълнително увеличава тягата. В резултат на това новият форсаж увеличава ефективността на горенето с около 65,1%.

Недостатъците на системата включват трудността за равномерно впръскване на праха при свръхзвукова скорост, което може да доведе до слаба ефективност. Освен това кристалите магнезиев оксид, които се натрупват в камерата, могат да бъдат разрушителни за двигателя. И накрая, новата технология изисква прецизно проектиране, тъй като и най-малките неточности значително намаляват тягата.

source

Сподели: