Исследователи из Университета Центральной Флориды развивают технологии, которые могут проложить путь к гиперзвуковым полетам. Исследователи обнаружили способ стабилизации детонации, необходимой для гиперзвуковой тяги, путем создания специальной гиперзвуковой реакционной камеры для реактивных двигателей.

«В настоящее время увеличиваются международные возможности по разработке надежных силовых установок для гиперзвукового и сверхзвукового полета, которые позволили бы летать через нашу атмосферу на очень высоких скоростях, а также обеспечивали бы эффективный вход и выход из планетных атмосфер», - говорит соавтор исследования Карим Ахмед, научный сотрудник. профессор кафедры машиностроения и аэрокосмической техники UCF. «Открытие стабилизации детонации - наиболее мощной формы интенсивной реакции и высвобождения энергии - может произвести революцию в гиперзвуковой двигательной установке и энергетических системах».

Система могла бы позволить передвигаться по воздуху со скоростью от 6 до 17 Маха, что составляет от 7400 до 21000 км в час. Технология использует мощь наклонной детонационной волны, которую они сформировали, используя наклонную рампу внутри реакционной камеры, чтобы создать вызывающую детонацию ударную волну для движения.

В отличие от вращающихся детонационных волн, которые вращаются, наклонные детонационные волны стационарны и стабилизированы.

Эта технология повышает эффективность реактивного двигателя, так что при использовании меньшего количества топлива вырабатывается больше энергии, чем в традиционных двигательных установках, что снижает топливную нагрузку и снижает затраты и выбросы.

В дополнение к более быстрому воздушному путешествию эта технология также может быть использована в ракетах для космических миссий, чтобы сделать их легче, потребляя меньше топлива, путешествовать дальше и гореть более чисто.

Детонационные двигательные установки изучались более полувека, но не увенчались успехом из-за использованного химического топлива или способов их смешивания. В предыдущей работе группы Ahmed эта проблема была решена путем тщательного уравновешивания количества пропеллентов, водорода и кислорода, выделяемых в двигатель, чтобы создать первое экспериментальное свидетельство вращающейся детонации.

Однако короткая продолжительность детонации, часто происходящая всего лишь на микросекунды или миллисекунды, делает их трудными для изучения и непрактичными для использования.

В новом исследовании исследователи UCF смогли поддерживать продолжительность волны детонации в течение трех секунд, создав новую гиперзвуковую реакционную камеру, известную как гиперзвуковая высокоэнтальпийная реакция, или HyperREACT. Установка содержит камеру с наклонной аппарелью 30 градусов рядом с камерой смешения ракетного топлива, которая стабилизирует наклонную детонационную волну.

«Это первый опыт экспериментальной стабилизации детонации», - говорит Ahmed. «Мы, наконец, можем удерживать детонацию в космосе в наклонной форме. Это почти как замораживание интенсивного взрыва в физическом пространстве».

Габриэль Гудвин, аэрокосмический инженер Центра космических технологий Военно-морской исследовательской лаборатории и соавтор исследования, говорит, что их исследование поможет ответить на многие фундаментальные вопросы, связанные с двигателями с наклонной детонационной волной.