Китайцы испытают комбинированный гиперзвуковой двигатель

Схема TRRE

Beijing Power Machinery Research Institute

Инженеры из Исследовательского института машинного оборудования Пекина до конца текущего проведут испытания прототипа комбинированного гиперзвукового двигателя для перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов и первых ступеней ракет-носителей. Как пишет Aviation Week, на основе прототипа силовой установки планируется создать полноразмерный демонстратор технологий, летные испытания которого будут проведены не позднее 2025 года.

В настоящее время создание гиперзвуковых летательных аппаратов сопряжено с несколькими сложностями. Одной из главных является создание двигателя, который мог бы разгонять такой летательный аппарат от нуля километров в час до скорости гиперзвука (более пяти чисел Маха, или более 6,2 тысячи километров в час). Дело в том, что существующие сегодня разные виды двигателей могут работать только в своем относительно узком диапазоне скоростей.

В частности, двухконтурные реактивные двигатели, устанавливаемые на истребители, в силу своих конструктивных особенностей не могут разгонять самолет быстрее 2,2 числа Маха. В то же время, рабочие прототипы гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей начинают стабильно работать на скоростях полета более четырех чисел Маха, когда становится возможным поддерживать сверхзвуковой воздушный поток сквозь силовую установку. Теоретическим пределом скорости для гиперзвукового двигателя являются 24 числа Маха.

Перспективный китайский комбинированный гиперзвуковой двигатель, как ожидается, сможет разгонять летательный аппарат от нуля до десяти чисел Маха. Разработка получила название TRRE (Turbo-aided Rocket-augmented Ram/scramjet Engine, турбированный ракетно дополненный прямоточный воздушно-реактивный/гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель). В случае, если испытания прототипа силовой установки пройдут успешно, она станет первой практической реализацией двигателя такого типа.

В TRRE под единым корпусом размещены турбореактивный, ракетный и прямоточный воздушно-реактивный двигатели. Они имеют общие воздухозаборник и сопло с изменяемыми в зависимости от скорости полета и включенного двигателя сечениями. Внутри корпуса три типа двигателей отделены друг от друга, а воздушный поток между ними будет переключаться во время полета. Все двигатели будут работать на авиационном керосине. В ракетном двигателе в качестве окислителя для керосина будет использоваться жидкий кислород.

Во время разгона и на первом этапе полета в новом двигателе будет задействована низкоскоростная турбореактивная часть. Благодаря ей двигатель сможет разгонять летательный аппарат до двух чисел Маха. После этого воздуховод к турбореактивной части будет перекрываться, а воздушный поток будет переключаться на прямоточную воздушно-реактивную часть. В ней набегающий поток воздуха будет сжиматься за счет сужения воздуховода и поступать в камеру сгорания с прямым впрыском топлива.

Прямоточный двигатель получит воздуховод с изменяемым сечением, благодаря чему сможет стабильно работать как на сверхзвуковой, так и на гиперзвуковой скорости. На сверхвуковой скорости работе прямоточного двигателя будет помогать ракетный двигатель. На этом этапе силовая установка будет обеспечивать разгон до шести чисел Маха. После шести чисел Маха ракетный двигатель будет отключаться, а прямоточный воздушно-реактивный двигатель — переходить в гиперзвуковой режим с дополнительной подачей в камеру сгорания жидкого кислорода.

В настоящее время американская компания Lockheed Martin занимается разработкой разведывательного гиперзвукового беспилотного летательного аппарата SR-72. Его испытания планируется провести в середине 2020-х годов. Проект SR-72 был впервые представлен компанией Lockheed Martin в 2013 году. Перспективный аппарат, если его разработка будет завершена, по своим размерам окажется сопоставим с SR-71 Blackbird. Длина последнего составляла 32,7 метра, размах крыла — 16,9 метра, а высота — 5,6 метра.

Основу двигательной установки SR-72 составит турбореактивный двигатель, способный разгонять аппарат быстрее двух чисел Маха. Затем на двух числах Маха будет включаться сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который будет разгонять аппарат до шести чисел Маха. По оценке компании, наибольшую сложность в проекте представляет диапазон от 2,2 до четырех чисел Маха с точки зрения обеспечения стабильности работы прямоточного двигателя и достаточной тяги.

Василий Сычёв