Держа руку на пульсе

Стенли У. КАНДЕБО, Нью-Йорк

В настоящее время фирмы General Electric (GE), Pratt & Whitney (P&W) и Rolls-Royce (RR) работают над созданием двигателей, в которых используется принцип пульсирующе-детонационного горения топливной смеси. Такие двигатели могут быть более простыми конструктивно и дешевле в производстве, а их удельный расход топлива по крайней мере на 10% ниже, чем у существующих газотурбинных двигателей.

Создание гибридного газотурбинного двигателя, в котором компрессор высокого давления, камера сгорания и турбина высокого давления заменены пульсирующе-детонационной системой, вполне возможно. По словам Тома Бассинга, генерального директора расположенного в Сиэтле Авиационного научно-исследовательского центра P&W, такой двигатель за счет сокращения времени сгорания будет выбрасывать в окружающую среду меньше вредных веществ.

Принцип пульсирующе-детонационного горения по своей сути очень прост. Воздух и топливо подаются в начало жаровой трубы и взрываются, при этом обладающая высоким давлением взрывная волна распространяется внутри трубы со сверхзвуковой скоростью, обеспечивая сгорание рабочей смеси со скоростью нескольких тысяч метров в секунду. Отработанные продукты сгорания вылетают из противоположного конца трубы и процесс начинается снова. Из-за цикличности процесса такое детонационное горение называют также пульсационным, а двигатель - пульсирующе-детонационным (Pulse Detonation Engine, PDE).

"Рабочий цикл обычных газотурбинных двигателей - это цикл Брайтона постоянного давления, один из наименее эффективных из существующих термодинамических циклов. Использование современных материалов, методов расчета, основанных на трехмерной аэродинамике и т. п., позволяет компенсировать недостатки, присущие самому циклу. К сожалению, к настоящему времени мы практически исчерпали известные нам способы повышения эффективности газотурбинных систем", - поясняет Энтони Дин, возглавляющий в научно-исследовательском центре фирмы GE программу НИОКР по применению современных технологий в двигателестроении. "Так как же нам добиться большего?" - задает он риторический вопрос. Ответ, по мнению г-на Дина, может заключаться в использовании цикла Хэмфри с детонацией при постоянном объеме, или пульсирующей детонации.