Архив номеров

Сравниваются прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД) разных схем с медленным и детонационным горением. Стационарные и нестационарные процессы в них описываются простыми моделями газо- и термодинамики, детонационной волны, торможения воздуха в воздухозаборнике и разгона продуктов сгорания в сверхзвуковых частях сопел. В рамках таких моделей при фиксированном показателе адиабаты характеристики каждого двигателя зависят от двух параметров - числа Маха полета и безразмерной удельной теплоты горения горючей смеси. Сравнение, проведенное для всех их реальных величин с анализом термодинамических циклов и одномерными нестационарными расчетами (для двигателей с горением в движущихся детонационных волнах), подтвердило важность учета нестационарных процессов в камерах сгорания. Выполненное сравнение актуально из-за частых утверждений о возможном значительном увеличении тяговых характеристик при замене прямоточных двигателей с медленным горением при постоянном давлении (ПВРД) на двигатели с горением в пульсирующих или вращающихся детонационных волнах (Pulse-Detonation Engine (PDE) или Rotating Detonation Engine (RDE)). Обычно эти утверждения делаются на основе сравнения термических коэффициентов полезного действия (кпд) и рассчитанных по ним удельных тяг и импульсов. При нестационарном течении в камере сгорания пересчет тяг и импульсов по термическому кпд завышает их значения. Справедливость этого для многокамерных PDE подтвердили нестационарные расчеты. При мгновенном открытии и закрытии входа в детонационные камеры и мгновенном без энергозатрат инициировании детонационной волны тяга PDE, начиная с небольших сверхзвуковых чисел Маха полета, получается меньше тяги ПВРД. Аналогичный пересчет для RDE незаконен из-за перехода во вращающуюся неинерциальную систему координат.