China ha desarrollado un motor estatorreactor hipersónico económico
El aparato de boquilla del nuevo scramjet y jet stream en diferentes modos. Foto por ONTU PLA / SCMP
Las organizaciones científicas chinas participan activamente en el tema de las tecnologías hipersónicas para su uso en aviación y tecnología de cohetes. Se están realizando varios estudios y se están desarrollando prototipos experimentales de tecnologías. Recientemente se supo sobre la creación de un nuevo motor estatorreactor hipersónico. Está construido sobre la base de ideas bien conocidas y nuevas soluciones y se caracteriza por un mayor rendimiento y eficiencia energética.
experimento hipersónico
El nuevo desarrollo de los científicos chinos fue informado el 13 de febrero por el South China Morning Post, citando una publicación en la revista científica Solid Rocket Technology, publicada a mediados de enero. El SCMP proporciona una visión general del nuevo proyecto, la investigación realizada y los resultados obtenidos.
Según se informa, especialistas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Defensa del Ejército Popular de Liberación de China de Changsha desarrollaron un motor estatorreactor hipersónico (scramjet). El trabajo en esta dirección estuvo a cargo del profesor asociado Ma Likun.
Como parte del nuevo proyecto, los especialistas han elaborado el diseño de un prometedor motor scramjet que funciona con combustible sólido (en polvo). Se observa que se diferencia de otros motores estatorreactores en una mayor simplicidad y varias innovaciones importantes. Se suponía que estos últimos garantizarían el funcionamiento del motor en una amplia gama de velocidades con una combustión de combustible estable. El objetivo del proyecto era también aumentar la eficiencia.
De acuerdo con este proyecto, se fabricó un scramjet experimental. Fue probado en un túnel de viento con simulación de vuelo en diferentes modos. La velocidad de tal "vuelo" alcanzó los 6M, la altura fue de aprox. 25 kilómetros En general, el motor confirmó las características calculadas.
El complejo DF-17 con una ojiva de planificación es un modelo en serie de un hipersónico armas EPL. Foto Telegrama / Vatfor
Con base en los resultados de estos estudios, científicos del PLA ONTU informan que un motor scramjet de combustible sólido tiene una serie de ventajas sobre otros diseños con un propósito similar. Con el mayor desarrollo del proyecto, los desarrollos se pueden aplicar en la práctica como parte de ciertos aviones. Es de destacar que, en el contexto de las perspectivas de un nuevo motor, la edición SCMP, en primer lugar, recordó los programas militares.
Nuevas soluciones
Según datos abiertos, el motor experimental de ONTU no difiere fundamentalmente de otros motores scramjet modernos y está construido de acuerdo con el esquema clásico. De hecho, se trata de una tubería de diámetro variable, dividida en una entrada de aire, un conducto de aire, una cámara de combustión y un aparato de toberas.
Los principios generales del trabajo también siguen siendo tradicionales. El aire atmosférico bajo presión formado por la velocidad del flujo ingresa a la entrada de aire y luego ingresa a la cámara de combustión. Allí, el combustible se mezcla con él. Ardiendo, forma gases para la eyección a través de la boquilla y la formación de empuje.
Hay dos innovaciones principales en el proyecto de ONTU PLA. El primero se relaciona con el diseño del dispositivo de admisión de aire y las unidades asociadas. Debido a la configuración especial del dispositivo y los canales detrás de él, el flujo de aire hipersónico se ralentiza a una velocidad subsónica. Otros tipos de motores scramjet se caracterizan por la combustión de combustible en un flujo supersónico. El nuevo motor chino reduce aún más el caudal para optimizar el proceso de combustión.
La segunda innovación es el combustible y la forma en que se suministra. El scramjet utiliza boro en forma de polvo fino como combustible. A través de boquillas especiales, el combustible se alimenta a la cámara de combustión, donde se enciende y libera energía térmica. Las boquillas están controladas y controlan la tasa de suministro de polvo al motor. Debido a esto, se regula la intensidad de la combustión, la producción de energía y, en consecuencia, el empuje.
Lanzamiento del cohete DF-17. Un fotograma de un reportaje de la televisión china
Durante las pruebas en diferentes modos y cambios en varios parámetros, fue posible determinar los parámetros máximos del motor experimental. Así, la temperatura en la cámara de combustión se elevó a 3000°C. Esto es aproximadamente un 50% más alto que el de la mayoría de los motores estatorreactores modernos.
Al mismo tiempo, se logra una alta eficiencia. La reducción de la velocidad del aire de entrada a subsónica proporciona una combustión de combustible más eficiente. Debido a ello, la eficiencia de combustible del motor scramjet se incrementó en un 79%.
Lamentablemente, aún no se han revelado las características exactas del motor experimental. Se desconocen sus dimensiones y masa, empuje alcanzado y consumo específico de combustible. Tampoco está claro hasta dónde se ha movido el proyecto: ¿el nuevo scramjet es puramente experimental o se puede llevar a un uso práctico en un tiempo razonable?
Сферы применения
Las metas y objetivos exactos del nuevo proyecto chino no han sido nombrados. Sin embargo, no es difícil adivinar con qué propósito la universidad bajo el PLA está estudiando motores estatorreactores hipersónicos. Obviamente, los experimentos y experimentos se llevaron a cabo en interés de las fuerzas armadas de la República Popular China, y en el futuro se pueden utilizar en proyectos reales de armas hipersónicas.
Se están desarrollando diseños modernos de motores estatorreactores hipersónicos para su uso como parte de armas de misiles avanzadas. Tal motor hace posible crear un misil de combate con el más alto rendimiento de vuelo y capacidades especiales de combate. El scramjet ofrece una gran sección de vuelo activo y proporciona la máxima velocidad durante mucho tiempo. Al mismo tiempo, el cohete puede maniobrar y el motor compensa la pérdida de energía y velocidad.
Presuntamente, el vuelo de un misil hipersónico experimental sobre un área poblada, otoño de 2021. Foto Telegram / ChDambiev
A juzgar por los datos divulgados, el nuevo motor de ONTU PLA es de interés desde el punto de vista del uso en proyectos reales de tecnología de cohetes. Las capacidades declaradas de tal scramjet mejorarán las características de un misil hipotético y mejorarán sus capacidades de combate.
En primer lugar, debe prestar atención a la eficiencia del nuevo motor. Un menor consumo te permite reducir el suministro de combustible a bordo del misil sin pérdida de velocidad y alcance, o ahorrarlo y aumentar el radio de combate. Además, es probable que exista la oportunidad de aumentar la tracción y la velocidad sin dañar otros parámetros.
Como se dijo, el motor experimental no solo muestra un alto rendimiento, sino que también tiene un diseño simplificado. En consecuencia, un cohete con un scramjet de este tipo será más simple y económico. Además, reducir la cantidad de combustible a bordo optimizará el diseño del cohete, por ejemplo, aumentará la ojiva.
Cabe señalar que el nuevo proyecto puede desarrollarse no solo en el contexto de las armas de misiles. Es muy capaz de convertirse en la base de nuevos desarrollos teóricos y experimentales. El motor scramjet de ONTU mostró el rendimiento fundamental y el gran potencial de las nuevas soluciones. Todos ellos ahora deben ser desarrollados. Como resultado, aparecerán nuevas configuraciones de dispositivos de admisión y cámaras de combustión, así como composiciones más avanzadas de combustible en polvo.
Gran promesa
China ha estado involucrada durante mucho tiempo en la dirección hipersónica y ya está mostrando resultados reales. Entonces, hace unos años, entró en servicio el complejo DF-17 con una ojiva hipersónica de planificación. Hay informes no confirmados del desarrollo de otros sistemas de misiles con características especiales de velocidad. Ya se pueden probar y en un futuro próximo se adoptarán.
Es obvio que los científicos e ingenieros chinos continuarán desarrollando la dirección hipersónica. Los proyectos de un futuro lejano se basarán en los desarrollos actuales en el campo de los motores, materiales, sistemas de control, etc. Por lo tanto, los experimentos realizados recientemente en el PLA ONTU en el campo de los motores son de gran importancia y se les debe prestar atención.
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