Гипердимовый двигатель что это
Технологии Dyson от идеи до продукта
Британская компания Dyson известна прежде всего как мировой лидер в производстве пылесосов без мешка для сбора пыли. Ее глава Джеймс Дайсон является изобретателем этого устройства, появившегося на рынке в начале 80-х годов прошлого века. Идея заключалась в том, чтобы реализовать в бытовой уборочной технике принцип работы индустриального циклонного сепаратора, которые, в частности, на лесопильных производствах улавливают из воздуха опилки, а на нефтеперерабатывающих заводах применяются для отделения масел и газов.
Ноу-хау Джеймса Дайсона позволило создать аппараты с постоянной силой всасывания, не нуждающиеся в расходных материалах. Пыль здесь собирается в контейнер и высыпается прямо в мусорное ведро. Фильтры в моделях предыдущих поколений нужно лишь изредка промывать, а в новинках они и вовсе не требуют обслуживания и замены. На сегодняшний день в мире продано более 50 млн. пылесосов Dyson. Если бы во всех них использовались расходные материалы, на свалки попали бы миллиарды мешков. Но это не единственная прорывная инновация, которой способны похвастать пылесосы бренда. Двигатель в различных устройствах выполняет важную функцию преобразования электрической энергии в механическую. Чтобы хорошо справляться со своей работой, он должен быть эффективным, легким и безотказным. Обычные, далекие от идеала моторы содержат множество достаточно громоздких и не всегда прочных элементов — крыльчатки, медные обмотки, угольные щетки. Они выделяют немало тепла и, соответственно, расходуют часть электроэнергии без пользы для дела.
Инженеры Dyson разработали совершенно новый двигатель с цифровым управлением V6. Начиная с 1999 года в проект было инвестировано более £150 млн., на исследования ушло семь лет. Получившийся у англичан компактный и экономичный силовой агрегат использует цифровую импульсную технологию, обеспечивающую вращение со скоростью до 110 000 оборотов в минуту. При весе всего 218 грамм он генерирует энергию в 425 Вт, по максимальной производительности соответствуя показателям прожорливых полноразмерных моторов. С 2008 года эффективные двигатели Dyson V6 на 40% снизили потребление электроэнергии при уборке пола в расчете на единицу техники. Нужно отметить, что для обеспечения впечатляющей производительности и безупречного качества двигатель должен собираться с абсолютной точностью. Даже человеческим рукам с их невероятной ловкостью не по силам такие филигранные операции. На сборке агрегатов задействованы 50 роботов, а полностью автоматизированная линия на заводе в Сингапуре способна производить в год шесть миллионов экземпляров — по одному каждые шесть секунд.
Трансформировать казалось бы привычные вещи, наделяя их новыми полезными свойствами, и переносить свои ноу-хау из одних сфер в другие стало для специалистов Dyson привычным делом. А порой они находят решения для проблем, на которые другие просто не обращают внимания. Тому есть множество примеров. Воспользовавшись туалетом в общественном месте, любой культурный человек поспешит тщательно вымыть и сразу же высушить руки. Самый простой способ, если речь не идет о хорошем ресторане или фитнес-клубе с подогретыми полотенцами из ткани — воспользоваться бумажным полотенцем. С точки зрения разовой гигиенической процедуры ничего страшного в этом нет, но в масштабах планеты решение экономически и экологически небезупречное. Даже полотенца из переработанной бумаги, несмотря на заявления об их экологической чистоте, вряд ли улучшают ситуацию, ведь их жизненный цикл не обходится без затрат энергии. Существуют сушилки традиционной конструкции, привычно выдувающие горячий воздух и высушивающие кожу на руках людей не самым удобным образом. Это происходит потому, что подобные устройства используют эффект испарения. Они нагревают воздух, содержащий грязь и бактерии, и выдувают его на руки, влага с которых испаряется постепенно и довольно медленно. Обычно такая процедура занимает 43 секунды. В Dyson предложили иное решение — инновационную сушилку для рук на базе технологии Airblade. Она как-бы «срезает» влагу с рук с помощью плоских потоков холодного воздуха, движущегося со скоростью 692 км/час благодаря двигателю с цифровым управлением, в результате чего руки высушиваются всего за 10 секунд. За счет кардинального уменьшения длительности процесса и отказа от нагрева воздушного потока, Dyson Airblade расходует лишь 1/6 часть электроэнергии, потребляемой стандартными устройствами аналогичного назначения, не имеющими «воздушного лезвия».
Специалисты Dyson сумели полностью поменять привычную конструкцию еще нескольких бытовых приборов, в частности, вентилятора. В этой технике они отказались от вращающихся лопастей, «разрубающих» воздух, зато задействовали явление, известное как эффект Коанда. Внешне фирменные модели на базе технологии Air Multiplier напоминают обруч на подставке. Окружающий воздух втягивается устройством, а далее равномерный, мощный поток на высокой скорости устремляется в нужном направлении. Вентиляторы Dyson Air Multiplier способны работать на 75% тише и потреблять при этом на 40% меньше энергии по сравнению со своими предшественниками. Инженеры и микробиологи Dyson обнаружили, что и существующие увлажнители воздуха далеки от совершенства. Ультразвуковые аппараты не очищают воду, поэтому любые бактерии из резервуара поступают прямо в помещение, а затем и в дыхательные пути людей. Другие модели используют для испарения влаги губчатый фильтр. Губка находится внутри корпуса и может служить благоприятной средой для размножения микроорганизмов. В увлажнителях бренда реализована запатентованная технология Ultraviolet Cleanse. Трехминутный цикл обработки ультрафиолетовыми лучами гарантирует устранение 99,9% бактерий до того, как влага попадает в воздух.
Создавая робот-пылесос Dyson 360 Eye, работы над которым велись с 1999 года, британские специалисты взяли на вооружение передовые достижения робототехники, уникальный фирменный двигатель с цифровым управлением и ноу-хау из сферы выпуска аккумуляторных батарей. Получившийся аппарат с помощью панорамной камеры с углом обзора 360 градусов охватывает взглядом все помещение, а затем рассчитывает свой маршрут путем сложных вычислительных алгоритмов, базирующихся на некоторых положениях теории вероятности, а также основах геометрии и тригонометрии. Он обходит каждую часть комнаты только раз и не тратит энергию напрасно, дважды появляясь в одном и том же месте. И это единственный в мире робот-пылесос на гусеничном ходу, устойчивый на любой поверхности. Мягкие ворсинки из углеродного волокна удаляют мелкую пыль с твердых поверхностей, а жесткая нейлоновая щетина — въевшуюся грязь с ковров. Двигатель Dyson V2 с цифровым управлением при скорости вращения 78 000 оборотов в минуту гарантирует постоянное мощное всасывание. Технология Radial Root Cyclone позволяет модели улавливать самую мелкую пыль плюс содержащиеся в воздухе аллергены и фиксировать их в контейнере для мусора. С помощью приложения Dyson Link пользователь может задать расписание уборки, провести диагностику оборудования и дистанционно руководить всеми действиями Dyson 360 Eye.
Лазер на службе порядка: новые пылесосы Dyson
Компания Dyson представила сразу несколько новинок в своём пылесосном арсенале: 5 циклонных моделей, которые уже появились в продаже. И хоть Хабр не про пылесосы, обойти вниманием эти шедевры инженерной мысли нельзя — всё ж не у каждого стартапа на счету более 10 тысяч патентов. Да и современные пылесосы это скорее гаджеты и компьютеры, чем скучный раздел «бытовая техника».
В целом устройства этой компании не нуждаются в представлении — если вы являетесь владельцем какой-нибудь из моделей, заставить себя взяться за что-то другое будет непросто. Однако инженеры не захотели останавливаться и постарались сделать продукты ещё круче, что в условиях пандемии (когда многие из нас сидят дома) особенно актуально — чистота и порядок в доме стали важны как никогда.
Dyson Micro
Первая новинка и самая скромная по возможностям модель, но она же и самая доступная. И самая лёгкая — всего 1,5 кг. А значит и самая манёвренная.
Внутри — гипердимовый двигатель (скорость вращения — 105 тысяч оборотов в минуту), 8 циклонов (маленьких да удаленьких — создают силу в 96 000g, что позволяет удалять из воздушного потока даже самую мелкую пыль) и 5-ступенчатая система фильтрации. Вместо уменьшения фильтра инженеры уменьшили размеры байонетных соединений, чтобы осталось достаточно места для фильтрующего материала (его там 1,6 метра, а сложен он 122 раза).
Мощность всасывания составляет 50 аВт (аэроВатт), а время автономной работы на одном заряде аккумулятора — всего 20 минут. По своему опыту могу сказать, что такого времени работы хватит лишь на небольшие объекты (маленькие квартиры, машины и т.д.). Объём контейнера — 0,2 л, но это не так страшно, если помнить о трёх вещах: а) что в отличие от устройств с мешками для пыли, циклонная система работает на полную мощность даже при заполненном контейнере; б) что во время уборки контейнер не так-то быстро заполняется — если совсем не зарастать в пыли; в) что контейнер всегда можно легко и быстро очистить.
Кстати, арифметика примерно такая: контейнера на 0,3 л хватает для помещения площадью около 50 кв.м., в то время как для более крупных помещений (50-100 кв.м.) лучше иметь 0,5–0,6 л.
Для включения устройства используется кнопка, а не привычный курок; зато это должно стать более удобным решением при смене рук во время уборки. В комплекте среди насадок есть облегчённая на 45% версия с мягким валиком.
Dyson V12 Detect Slim
Более интересная, на мой взгляд, модель, которая оснащена дебютной в отрасли технологией — лазером.
Одна из комплектных насадок пылесоса (с мягким валиком) оснащена зелёным лазером, который во время работы создаёт веерообразный поток света на убираемой поверхности. Как несложно догадаться, такое конструктивное решение позволяет подсвечивать перед щёткой ту пыль, которую обычно не видно. Это позволяет не только убираться более тщательно, но и сократить время уборки.
На этом инновации не заканчиваются. Внутри новинки установили пьезоэлектрический датчик, который отвечает за акустическое распознавание пыли. Антистатические щетинки из углеродного волокна собирают пыль, отправляют датчику на входе в контейнер, где тот вычисляет размер и количество частиц. Всё это происходит 15 000 раз в секунду. Напрашивается вопрос — зачем? Как говорится, «во-первых, это красиво» — качественно-количественная информация о собираемой пыли выводится на встроенный экран (где в прошлых моделях выводился текущий режим и оставшееся время работы).
Ну а во-вторых, и главное, такое решение позволило улучшить режим «Auto»: в зависимости от количества пыли датчик автоматически регулирует мощность. Если раньше пылесосы «усиливались» только на коврах, то сейчас — везде, в зависимости от загрязнения.
Количество циклонов внутри — 11, а мощность всасывания втрое больше предыдущей модели — 150 аВт. Втрое больше и время автономной работы — до 60 минут.
Из конструктивных особенностей: более компактные трубки и насадки, кнопка вместо курка, а также съёмный «с завода» аккумулятор: это упрощает замену аккумулятора (если с ним вдруг что-то случится) и позволяет использовать несколько аккумуляторов в случае, когда одного вдруг будет не хватать.
Dyson V15 Detect
Флагманская модель, лучше которой уже вряд ли что-то придумают =) Мощный гипердимовый двигатель (в этой модификации уже 125 000 оборотов), массив из 14 циклонов (создают центробежную силу в 100 000g) и впечатляющая мощность всасывания в 230 аВт. Объём контейнера составляет 0,76 литра, время автономной работы до 60 минут (или до 120 для комплектации Absolute extra, где поставляется второй аккумулятор) — с такими характеристиками можно тщательно убрать даже самую большую квартиру.
Модель также оснащена лазерной щёткой для обнаружения «невидимой» пыли, пьезодатчиком (и экраном), что позволяет ускорить и улучшить процесс уборки. Помочь в этом должны и две новые насадки, которые научились бороться с наматыванием волос и шерсти. У одной щётки (с высоким крутящим моментом) это происходит за счёт 56 поликарбонатных зубчиков (выглядят как расчёска), которые не позволяют волосам накручиваться на вал и счищают их в контейнер; а вторая — мини-турбощётка борется с волосами и шерстью за счёт формы в виде конуса с винтом Архимеда. Такая конструкция скатывает волосы в шарик и отправляет всё туда же, в контейнер. Владельцы длинношерстных животных, ликуйте!
В отличие от представленных выше моделей, V15 оснащён курком, а не кнопкой.
Dyson Outsize
Обновилась и модель Dyson V11, которая получила название Dyson Outsize — с увеличенным на 150% контейнером для пыли и мусора и увеличенной на 25% насадкой с высоким крутящим моментом. 220 аВт, 14 циклонов, лазер, ЖК-дисплей (но без пьезодатчика) и до 120 минут работы — набор для настоящих фанатов чистоты =)
Английская компания Dyson сделала самый быстрый электродвигатель.
Новый электродвигатель, разработанный специалистами английской компании Дайсон (Dyson), может вращаться со скоростью в десять раз превышающую скорость вращения турбин реактивного самолета, что делает этот электродвигатель самым быстрым в мире в настоящее время. Эти электродвигатели используются в пылесосах и другой бытовой технике, производимой компанией Дайсон.
Этот новый электродвигатель с цифровым управлением DDM V2 был разработан специально для устройств с низким энергопотреблением и, вначале будет использоваться в пылесосах моделей Dyson DC30 и DC31, которые получают энергоснабжение от встроенных аккумуляторных батарей. Разработка этого типа двигателей принесла компании Дайсон 15 патентов на разные технологии, которые и позволили этому двигателю достичь рекордной скорости вращения равной 104000 оборотов в минуту.
Основатель фирмы Дайсон, Джеймс Дайсон (James Dyson), рассказал: «Большие двигатели не всегда имеют лучшие характеристики, чем двигатели малого размера. Наш новый цифровой двигатель – малогабаритный, быстрый, эффективный и прочный. Его способности управления скоростью вращения и потребления электроэнергии делают его электродвигателем нового поколения, эффективного и экологически чистого».
Традиционные электродвигатели имеют угольные щетки, необходимые для обеспечения электрического контакта с обмотками ротора и переключения полярности этих обмоток. Создаваемое трение между щетками и коллектором существенно снижает КПД двигателя. Так же, это известно каждому электромеханику, щетки и поверхность вращающегося коллектора являются самыми ненадежными элементами электродвигателей, приводящие к его выходу из строя.
Новый двигатель не использует ни щеток, ни коллектор. С вращающимся ротором вообще не никакого электрического контакта. На ротор воздействует только магнитное поле, создаваемое очень сильными постоянными магнитами, изготовленными из неодима. Переключение полярности, необходимое для создания вращающего момента, осуществляется микропроцессором, который расположен в встроенной силовой электронной схеме.
Компания утверждает, что двигатель V2 на 84 процента, почти в два раза эффективней, чем обычный электродвигатель с таким же энергопотреблением.
Технологии чистоты: как перестать бояться уборки
В 2018 году Американский институт уборки (American Cleaning Institute) провел исследование, в результате которого выяснил, что в среднем американцы тратят примерно шесть часов в неделю на уборку дома. Конечно, эти показатели меняются в зависимости от стран и городов и еще в большей степени зависят от индивидуальных привычек. Однако эта цифра довольно показательна. Она говорит нам о том, что ежегодно человек тратит несколько сотен часов на то, чтобы привести в порядок место своего обитания.
Мы подметаем, пылесосим, проветриваем, вытираем пыль, моем полы. Что будет, если мы перестанем это делать? Количество пыли в доме и в воздухе действительно влияет на здоровье и может вызвать заболевания сердца, легких, глаз и кожи. Примерно 50% пыли, попадающей в организм, оседает в легких. Большая ее часть не опасна для здоровья человека. Но если пыли станет очень много или в ее составе окажутся микроскопические частицы вредных химических элементов, то такая пыль может привести к серьезным последствиям. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), приблизительно 3% смертей от кардиопульмонарной патологии и 5% от рака легкого связаны с высоким содержанием в воздухе взвешенных частиц, а в России смертность, вызванная загрязнением воздуха пылевыми частицами, составляет, по разным оценкам, от 6 до 17% общей смертности городского населения.
Треть от этого находится на вашей кровати: пока человек спит, при трении о поверхность микроскопические частицы кожи остаются в постели. Эти частицы не заметны для глаза, однако в месяц семья из трех человек способна произвести около 1 кг пыли. Если же человек держит домашних животных, то количество пыли и волосков, оседающих на поверхностях, увеличивается многократно. Поэтому наши дома так быстро теряют ощущение чистоты, если мы отлыниваем от уборки.
Так что же мешает нам убираться даже перед лицом такой страшной угрозы, как пыль? Специалисты из компании Dyson провели исследование и выяснили, что одной из причин, почему люди испытывают нежелание заниматься уборкой, являются неудобства, связанные с использованием пылесоса.
«Уборка помещения традиционным пылесосом занимала много времени, поэтому ее проводили довольно редко: электропровод уменьшил маневренность пылесоса, и очистить всю комнату должным образом становилось труднее, — говорит старший инженер-дизайнер Dyson Кетан Патель. — По этой причине мы решили попрощаться со шнуром».
«В наших беспроводных тренажерах мотор и аккумуляторы расположены над рукой, что обеспечивает распределение веса и уравновешивает тяжесть устройства. Форма спускового крючка также была изменена для большего комфорта пальца», —сказал Кетан Патель.
Сегодня на российском рынке представлено несколько моделей, в том числе и самая последняя — V11. Этот пылесос оснащен двигателем с цифровым управлением, мощность всасывания стала больше — до 220 аэроватт против 150 у модели V10 (это больше, чем у большинства полноразмерных пылесосов!). При этом Dyson V11 — первый интеллектуальный беспроводной пылесос с датчиками, микропроцессором и экраном, отображающим информацию об оставшемся заряде и времени работы устройства, а также уникальной насадкой с высоким крутящим моментом.
На насадке этого пылесоса умещается 2 736 000 щетинок из антистатического углеродного волокна, которые удаляют самую мелкую пыль с твердых напольных покрытий. Более того, пылесос Dyson V11 оснащен шестью ступенями фильтрации, что позволяет задерживать 99,97% мельчайших частиц пыли размером до 0,3 микрона и предотвращать их возвращение в воздух.
Более десяти лет назад компания Dyson произвела революцию на рынке и представила первый беспроводной пылесос. По данным аналитического агентства GFK, на сегодняшний день Dyson является лидером российского рынка: в июле 2020 года доля компании в деньгах в сегменте беспроводных пылесосов составила 48,6%. Однако потребители до сих пор сомневаются в том, что мощности такого устройства хватит для уборки квартиры, и чаще отдают предпочтения полноразмерным проводным пылесосам.
«Мощность и время работы по-прежнему являются самыми большими препятствиями при рассмотрении вопроса о покупке беспроводного пылесоса, поэтому Джеймс Дайсон поставил перед нашими инженерами задачу по их устранению, — рассказывает Кетан Патель. — Наши инженеры любят сложные задачи, и они решили задачу Джеймса, усовершенствовав гипердимовый двигатель Dyson и, аккумулятор в модели Dyson V11».
По словам Пателя, для Dyson всегда важно убедиться, что новые пылесосы разработаны для реальных домов, в которых существует множество физических препятствий для уборки. Поэтому каждое новое устройство проходит проверку на прочность и долговечность.
Dyson стал пионером в области циклонной технологии, распрощавшись с мешком для сбора пыли более 25 лет назад. Проблема с ними была не только из-за эстетики: по мере их наполнения снижается мощность всасывания. «Поскольку мощность в беспроводном формате ограничена в принципе, мешок для сбора пыли сделал бы устройство еще менее эффективным. Поэтому мы усовершенствовали технологию для отделения пыли, что облегчает жизнь пользователю и в то же время повышает производительность машины», — говорит Кетан Патель.
Кроме того, инженеры компании создали один из самых маленьких и мощных двигателей в мире. Гипердимовый двигатель в Dyson V11 Absolute Extra (приставка Extra обозначает, что у пылесоса есть возможность сменить аккумулятор, продлив тем самым работу пылесоса до 120 минут) с цифровым управлением вращается со скоростью до 125 000 оборотов в минуту с повышенной эффективностью, что обеспечивает мощность всасывания до 220 аэроватт. Все эти решения помогают быстро и эффективно избавить ваш дом от пыли, шерсти и других загрязнений.
Боевая ракета «земля — воздух» выглядела несколько необычно — ее носовую часть удлинял металлический конус. 28 ноября 1991 года она стартовала с полигона неподалеку от космодрома Байконур и самоликвидировалась высоко над землей. И хотя ракета не сбила никакой воздушный объект, цель запуска была достигнута. Впервые в мире гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) испытывался в полете.
ГПВРД или, как еще говорят, «гиперзвуковая прямоточка» позволит долететь из Москвы в Нью-Йорк за 2 — 3 часа, уходить крылатой машине из атмосферы в космос. Воздушно-космическому самолету не понадобится ни самолет-разгонщик, как для «Зенгера» (см. «ТМ» №1 за 1991 г.), ни ракета-носитель, как для «шаттлов» и «Бурана» (см. «ТМ» №4 за 1989 г.), — доставка грузов на орбиту обойдется чуть ли не вдесятеро дешевле. На Западе подобные испытания состоятся не ранее чем через три года.
ГПВРД способен разогнать самолет до 15 — 25М (М — число Маха, в данном случае — скорость звука в воздухе), самые же мощные турбореактивные двигатели, которыми оснащены современные гражданские и военные крылатые машины, — лишь до 3,5М. Быстрее не получается — температура воздуха, при торможении потока в воздухозаборнике, возрастает настолько, что турбокомпрессорный агрегат не в состоянии сжимать его и подавать в камеру сгорания (КС). Можно, конечно, усилить систему охлаждения и компрессор, но тогда их габариты и масса так увеличатся, что о гиперзвуковых скоростях не будет и речи — оторваться бы от земли.
Прямоточный же двигатель работает без компрессора — воздух перед КС сжимается за счет своего скоростного напора (рис. 1). Остальное, в принципе, как у турбореактивного — продукты горения, вырываясь через сопло, разгоняют аппарат.
Идею ПВРД, тогда еще не гиперзвукового, выдвинул в 1907 году французский инженер Рене Лоран. Но построили реальную «прямоточку» гораздо позже. Здесь лидировали советские специалисты.
Сначала, в 1929 году, один из учеников Н.Е.Жуковского, Б.С.Стечкин (впоследствии академик), создал теорию воздушно-реактивного двигателя. А затем, через четыре года, под руководством конструктора Ю.А.Победоносцева в ГИРДе (Группе изучения реактивного движения), после опытов на стенде, впервые отправили ПВРД в полет.
Двигатель размещался в корпусе снаряда 76-мм пушки и выстреливался из ствола со сверхзвуковой скоростью — 588 м/с. Испытания шли два года. Снаряды с ПВРД развивали более 2М — быстрее в то время не летал ни один аппарат в мире. Тогда же гирдовцы предложили, построили и испытали модель пульсирующего ПВРД — его воздухозаборник периодически открывался и закрывался, в результате горение в КС пульсировало. Подобные двигатели позднее использовали в Германии на ракетах ФАУ-1.
Первые крупные ПВРД создали опять же советские конструкторы И.А.Меркулов в 1939 году (дозвуковой ПВРД) и М.М.Бондарюк в 1944 году (сверхзвуковой). С 40-х годов работы по «прямоточке» начались в Центральном институте авиационных моторов (ЦИАМ).
Сверхзвуковыми ПВРД оснащались некоторые типы летательных аппаратов, в том числе и ракеты. Однако еще в 50-х годах выяснилось, что при числах М, превышающих 6 — 7, ПВРД малоэффективен. Вновь, как и в случае с турбореактивным двигателем, воздух, тормозившийся перед КС, попадал в нее слишком горячим. Компенсировать это увеличением массы и габаритов ПВРД не имело смысла. Кроме того, при высоких температурах начинают диссоциировать молекулы продуктов сгорания, поглощая энергию, предназначенную для создания тяги.
Тогда-то в 1957 году Е.С.Щетинков — известный ученый, участник первых летных испытаний ПВРД — изобрел гиперзвуковой двигатель. Спустя год публикации о подобных разработках появились и на Западе. Камера сгорания ГПВРД начинается почти сразу за воздухозаборником, далее она плавно переходит в расширяющееся сопло (рис.2). Воздух хоть и притормаживается на входе в нее, но в отличие от предыдущих двигателей перемещается в КС, вернее, мчится со сверхзвуковой скоростью. Поэтому его давление на стенки камеры и температура значительно ниже, чем в ПВРД.
Несколько позже была предложена схема ГПВРД с внешним горением (рис.3) У самолета с таким двигателем топливо будет гореть прямо под фюзеляжем, который послужит частью открытой КС. Естественно давление в зоне горения окажется меньше, чем в обычной КС, — тяга двигателя несколько снизится. Зато получится выигрыш в весе — двигатель избавится от массивной наружной стенки КС и части системы охлаждения. Правда, надежная «открытая прямоточка» еще не создана — ее звездный час придет, вероятно, в середине XXI века.
Вернемся, однако, к ГПВРД, который и испытывался в канун прошлой зимы. Топливом ему служил жидкий водород, хранящийся в баке при температуре около 20 К (— 253°С). Обеспечить горение в сверхзвуковом потоке было, пожалуй, самой сложной проблемой. Распределится ли водород равномерно по сечению камеры? Успеет ли полностью выгореть? Как организовать автоматическое управление горением? — ведь датчики в камере не установишь, они расплавятся.
Ни математическое моделирование на сверхмощных компьютерах, ни стендовые испытания не давали исчерпывающих ответов на множество вопросов. Кстати, для имитации воздушного потока, например при 8М, на стенде необходимы давление в сотни атмосфер и температура около 2500 К — жидкий металл в раскаленном мартене куда «прохладней». При еще больших скоростях характеристики двигателя и летательного аппарата можно проверить только в полете.
Он задумывался давно и у нас, и за рубежом. Еще в 60-х годах в США готовили испытания ГПВРД на скоростном самолете-ракете Х-15, однако, судя по всему, они так и не состоялись.
