Американский стартап Astro Mechanica провёл первые испытания революционного реактивного двигателя, который одинаково эффективно ведёт себя как на дозвуковых скоростях, так и на скоростях много выше скорости звука. Если бы такие двигатели стояли на «Конкордах», они могли бы летать на 61 % дальше, заявляют разработчики. В планах создать оснащённый такими двигателями самолёт и совершить на нём перелёт из Сан-Франциско в Токио.

Источник изображений: Astro Mechanica

Традиционные турбовентиляторные и турбореактивные авиационные двигатели оптимизированы каждый для своей области. Первые эффективны для полётов на дозвуковых скоростях, а вторые — на сверхзвуковых. Но в каждом из них есть система подачи воздуха через компрессор для создания условий эффективного сгорания топлива и образования реактивной струи. И в каждом случае компрессия создаётся за счёт набегающего потока воздуха и работы соответствующих механизмов двигателей.

На разных скоростях объёмы потока воздуха разные — для турбовентиляторного двигателя избыточные на сверхзвуковых скоростях, а для турбореактивного двигателя недостаточные на дозвуковых. Идея Astro Mechanica в том, чтобы поручить работу по накачке гибридного двигателя воздухом компрессору на отдельных электрических двигателях, подобных тем, которые устанавливаются в электромобили (такие электродвигатели сегодня самые эффективные из выпускаемых промышленностью). В схеме Astro Mechanica адаптивный гибридный двигатель работает с участием двух независимых электродвигателей: для вентилятора в турбовентиляторном блоке и для компрессора для турбореактивной части двигателя.

Как нетрудно понять, электродвигатели могут создавать оптимальные режимы работы для турбовентиляторного блока и турбореактивного вне зависимости от развиваемой самолётом скорости. За счёт этого двигатели могут работать в трёх режимах: на дозвуковой скорости, на сверхзвуковой и даже на гиперзвуковой, когда они фактически становятся прямоточными реактивными двигателями. Недостаток или избыток воздуха компенсируются работой электродвигателей. Такая адаптивная схема подстройки режимов позволит эффективно использовать топливо на протяжении всего полёта от рулёжки к ВПП до взлёта и приземления. «Конкорды» тратили по две тонны топлива только на перемещение от места посадки к полосе для взлёта.

Некоторое время назад Astro Mechanica провела тестовый запуск третьего поколения своего адаптивного реактивного двигателя с увеличением мощности до 30 % от номинальной. В перспективе компания намерена создать прототип реактивного самолёта с четырьмя двигателями собственной разработки и двумя двигателями GE CT7 для совершения беспосадочного сверхзвукового перелёта из Сан-Франциско в Токио. Компания создана всего три года назад и насчитывает восемь сотрудников, но её амбициям позавидуют даже матёрые разработчики авиационных двигателей.

Компания Wave Engine Corporation объявила о начале поставок оборонному подрядчику новых реактивных двигателей J-1 для беспилотников массой до 90 кг. Эти двигатели интересны своей абсолютной простотой и надёжностью — в них нет никакой механики, которая рано или поздно приводит к поломкам. Новый тип реактивного двигателя не стал открытием, но в совокупности с цифровыми технологиями его перспективы оказались огромными.

Источник изображений: Wave Engine Corporation

Компания Wave Engine Corporation выросла из Университета Мэриленда и проекта по возрождению известного более ста лет импульсного реактивного двигателя. Двигатель такого типа представляет собой две трубы с общей камерой сгорания. Впрыснутое в камеру жидкое топливо поджигается и создаёт движущуюся в обеих трубках области ударной волны, воспроизводящие тягу. Возникшее в камере разрежение всасывает новую порцию воздуха, топливо вновь впрыскивается и поджигается, и так до тех пор, пока двигатель должен работать.

Конструкция такого двигателя проста донельзя — в нём нечему ломаться. Использование цифрового управления позволило оптимизировать работу двигателя и сделать его максимально управляемым. Ещё в марте компания Wave Engine показала дистанционный запуск такого двигателя в составе фирменного беспилотника Scitor-D. Также беспилотник совершил ряд полётов, доказав высокую надёжность и управляемость двигателем. Проведенные испытания стали поводом для заключения контракта с неназванным «ведущим» оборонным подрядчиком на поставку серии реактивных двигателей для беспилотников.

Двигатель J-1 массой 8,2 кг и размерами 14 × 32 × 163 см создаёт тягу до 245 Н. Он способен приводить в движение беспилотники самолётного типа массой до 90 кг. Двигатель работает на любом типе жидкого топлива: бензине, керосине или биоэтаноле E85. Также в компании разрабатывают версию двигателя K-1 с тягой до 979 Н для беспилотников массой до 454 кг. Во время испытаний беспилотника с двигателем J-1 воздушное средство разогналось до 322 км/ч, но в этом оно было ограничено возможностями аэродрома, поэтому полёты возможны будут также на более высокой скорости.