Непрерывно-детонационные двигатели

Цель: теоретическое и экспериментальное доказательство энергетической эффективности непрерывно-детонационных камер сгорания в ракетных, турбореактивных и прямоточных воздушно-реактивных двигателях. Разработана прогностическая трехмерная математическая модель сжимаемого двухфазного реагирующего течения, основанная на методе Монте-Карло, для описания турбулентно-молекулярного смешения компонентов горючей смеси и химических реакций. Спроектированы, изготовлены и испытаны экспериментальные образцы непрерывно-детонационных камер сгорания для ракетного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей, работающих на топливных парах водород - кислород, сжиженный природный газ - кислород, водород - воздух, водород - жидкий пропан -воздух. Экспериментально доказано, что термодинамический цикл Зельдовича с непрерывно-детонационным горением эффективнее, чем термодинамический цикл с непрерывным горением той же смеси при прочих равных условиях. Получен высокий удельный импульс тяги детонационного ракетного двигателя на Земле (до 270 с) при давлении в камере сгорания, вдвое меньшем, чем в традиционном жидкостном ракетном двигателе. Доказано, что непрерывно-детонационные камеры сгорания можно использовать в газотурбинных двигателях, предусмотрев простые устройства-изоляторы для предотвращения влияния пульсаций параметров течения на компрессор и турбину. На основе многовариантных трехмерных расчетов предложен облик водородно-воздушного прямоточного реактивного двигателя оригинальной конструкции, в камере сгорания которого происходит процесс устойчивого непрерывно-детонационного горения в сверхзвуковом потоке. Макет-демонстратор двигателя показывает положительную эффективную тягу при удельном импульсе по топливу не менее 3300 с.