14 января компании GE Aerospace и Lockheed Martin представили результаты испытаний новой силовой установки, которая может существенно изменить подход к созданию гиперзвуковых систем. Демонстрация прошла в рамках показа перспективных технологий и была посвящена разработке жидкостного прямоточного воздушно-реактивного двигателя с вращающейся детонацией, интегрированного со специально созданным тактическим воздухозаборником.
Разработка направлена на решение одной из ключевых проблем гиперзвуковых летательных аппаратов — резкого падения эффективности двигателей на скоростях выше Mach 5, что соответствует более чем 6100 километрам в час. Несмотря на потенциал гиперзвукового полета по сокращению времени достижения цели, такие системы сталкиваются с серьезными техническими ограничениями. Классические прямоточные двигатели требуют разгона до скоростей порядка Mach 3 для начала устойчивого горения, из-за чего используются массивные ракетные ускорители. Это увеличивает массу изделий, снижает дальность и делает применение таких систем более дорогим и менее гибким.
Новый двигатель GE Aerospace использует иной принцип работы. В его камере формируется непрерывная сверхзвуковая детонационная волна, движущаяся по кольцевому каналу. Процесс поддерживается подачей топлива и воды и позволяет добиться более высокого давления по сравнению с традиционным сгоранием. По утверждению разработчиков, такая схема примерно на 25 процентов эффективнее классических решений. Кроме того, конструкция двигателя компактнее и легче, а главное — способна стабильно работать на более низких скоростях, что снижает требования к стартовым ускорителям.
Одной из особенностей установки является возможность работы в двух режимах. На сверхзвуковых скоростях двигатель функционирует как обычный прямоточный, а при переходе в гиперзвуковой диапазон — как гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Ключевым элементом системы стал воздухозаборник, разработанный Lockheed Martin. Он рассчитан на двухрежимную работу и обеспечивает управление потоком воздуха на разных высотах и скоростях, поддерживая стабильную работу детонационного ядра.
Разработка воздухозаборника велась с использованием сложного компьютерного моделирования газодинамики, необходимого для управления скачками уплотнения на гиперзвуковых скоростях. По словам вице-президента и генерального менеджера Lockheed Martin Advanced Programs Рэнди Крайтса, представленная технология стала результатом двухлетних внутренних инвестиций и совместной работы, ориентированной на создание более доступных решений для вооруженных сил.
Компактность новой силовой установки, снижение потребности в крупных ускорителях и уменьшение количества компонентов, по оценке разработчиков, открывают возможность для более массового и экономичного производства гиперзвуковых систем следующего поколения с увеличенной дальностью применения.
