Импульсный детонационный двигатель (ИДД) является сложной технической, в которой горение топливовоздушной смеси (ТВС) осуществляется детонацией.
Принцип импульсного детонационного двигателя (ИДД, пульсирующего детонационного двигателя) впервые был предложен не учёными, а писателями-фантастами. Например, подлодка «Пионер» из романа Г. Адамова «Тайна двух океанов» использовала ИДД на водородно-кислородной газовой смеси.
Научные изыскания по теме детонационных двигателей начались в сороковых годах, пионерами направления были советские учёные. В дальнейшем в разных странах неоднократно предпринимались попытки создания опытного ИДД, но их успех ограничивало отсутствие необходимых технологий и материалов.
Исследования в области импульсного детонационного двигателя (ИДД) проводились как в России, так и за рубежом. Учёные изучали принципы детонационного горения, разрабатывали конструкции таких двигателей и проводили экспериментальные исследования.
В России
Бам-Зеликович заложил теоретические основы импульсно-детонационного двигателя, рассмотрел задачу о распаде произвольного разрыва в реагирующей среде. Он же первым дал теоретическое обоснование возникновения пульсаций при горении топливной смеси в цилиндрическом канале.
Левин разработал основные положения теории детонации, решил ряд важных модельных задач. Создал научную школу детонации в Институте механики Московского государственного университета (МГУ).
Войцеховский открыл явление спиновой детонации и предложил схему ротационного двигателя с непрерывной детонацией в Новосибирском институте гидродинамики им. Лаврентьева (ИГиЛ).
Левочкин участвовал в работах по созданию модельной камеры жидкостного детонационного ракетного двигателя под патронажем Фонда перспективных исследований. В качестве горючего предложили использовать керосин, а окислителя – газообразный кислород. В процессе теоретических и экспериментальных исследований была подтверждена возможность создания детонационного ракетного двигателя на таких компонентах. На основе полученных данных разработали, изготовили и успешно испытали детонационную модельную камеру с тягой в 2 тонны и давлением в камере сгорания около 40 атм.
ОКБ им. А. М. Люльки разрабатывало проект детонационного авиационного двигателя с камерой сгорания, способной осуществлять импульсное детонационное горение топлива в воздушной атмосфере. В конструкции предлагалось использовать резонаторные устройства, отвечающие за правильный ход горения топлива.
За рубежом
Специализированный центр Seattle Aerosciences Center (SAC) в США, который занимается разработкой детонационных двигателей. Большая часть работ центра финансируется ВВС и NASA из бюджета межведомственной программы Integrated High Payoff Rocket Propulsion Technology Program (IHPRPTP).
Инженерная группа из Флориды (работает на ВВС США) сконструировала и успешно испытала лабораторный вариант вращающегося детонационного ракетного двигателя. В основу его работы положены вращающиеся взрывы внутри кольцевого канала, при этом создаётся эффективная тяга.
T. H. New, Philip Panicker, Frank K. Lu и H. M. Tsai провели экспериментальное исследование многоциклового импульсного детонационного двигателя, работающего на смеси пропана и кислорода, чтобы изучить эффективность параметров спирали Шелкина в переходе от дефлаграционного горения к детонации.
31 января 2008 года агентство DARPA министерства обороны США и Лаборатория ВВС начали испытания первой летающей лаборатории с ИДД воздушно-реактивного типа. Оригинальный двигатель установили на доработанном самолёте Long-EZ от фирмы Scale Composites. Силовая установка включала четыре трубчатые камеры сгорания с подачей жидкого топлива и забором воздуха из атмосферы.
В июле 2016 года на стенде ПНО «Энергомаш» в России состоялись первые в мире испытания экспериментального детонационного ЖРД.
В 2021 году Объединённая двигателестроительная корпорация, входящая в «Ростех», завершила первый этап испытаний демонстрационной версии ИДД. Система продемонстрировала все требуемые показатели: на отдельных режимах работы тяга двигателя в пересчёте на килограмм топлива была в 1,5 раза выше, чем у традиционных установок.
Перспективы
Основные приложения – дешёвые средства доставки боеприпасов, силовые установки для самолётов-мишеней и беспилотных летательных аппаратов, а также крылатых ракет.
В перспективе ИДД могут использоваться и для форсирования тяги пилотируемых летательных аппаратов.
Однако импульсные детонационные двигатели не дошли до стадии серийного производства. Это связано с тем, что детонация – менее стабильный и предсказуемый процесс, чем привычное горение, и научиться ею управлять непросто.
.png&w=640&q=75)
