В гонке за создание гиперзвуковых самолетов и ракет, способных развивать скорость, в пять-двадцать раз превышающую скорость звука,
Военно-морская исследовательская лаборатория США (NRL) профинансировала новаторский проект. Проект направлен на разработку нового гиперзвукового двигателя, способного изменять свою форму в полете для оптимизации мощности, тяги и эффективности. Эта инновационная концепция, ранее применявшаяся при проектировании самолетов, теперь исследуется в рамках реактивного двигателя группой специалистов из Университета Центральной Флориды.
Необходимость использования морфинга поверхностей в гиперзвуковых двигателях
Гиперзвуковые скорости представляют собой серьезную проблему с точки зрения аэродинамики. Экстремальные условия на этих скоростях требуют передовых технических решений для преодоления возникающего сопротивления и нагрева. Традиционные поверхности управления, такие как шарнирные элероны и закрылки, не подходят для гиперзвукового полета, поскольку они создают чрезмерное сопротивление и нагрев, ухудшая общие характеристики самолета или ракеты.
Для решения этой проблемы в 2019 году NRL инициировал проект по изучению концепции изменения формы всего самолета в полете. Этот подход направлен на создание плавных и бесшовных поверхностей управления, которые могли бы заменить традиционные механизмы управления без снижения характеристик. Развивая эту идею, профессор Карим Ахмед и его команда из Университета Центральной Флориды теперь применяют эту концепцию к внутренним частям реактивного двигателя.
Проект "Морфинг гиперзвукового двигателя
Благодаря гранту NRL в размере 450 тыс. долл. команда профессора Ахмеда изучает потенциальные преимущества использования морфирующих поверхностей для направления воздушного потока в сверхзвуковой среде сгорания в реактивном двигателе. Группа уже разработала аэротермодинамическую модель двигателя и в настоящее время находится на стадии экспериментальных испытаний.
В отличие от обычных гиперзвуковых двигателей, которые конструктивно фиксированы из-за сложных условий полета, морфирующий гиперзвуковой двигатель, разрабатываемый группой Ахмеда, будет иметь адаптируемую конфигурацию. Такая адаптивность позволит двигателю самооптимизировать свои поверхности, максимизируя мощность, тягу и дальность полета. Данная концепция является первой в своем роде для гиперзвуковых двигателей.
Цитаты и мнения экспертов
Профессор Карим Ахмед, главный исследователь проекта, объясняет значение своих исследований: "Большинство гиперзвуковых двигателей конструктивно закреплены из-за сложных условий полета. Наше исследование покажет выигрыш в производительности за счет адаптируемой конфигурации двигателя, который будет самооптимизировать свои поверхности для максимизации мощности, тяги и дальности полета, что является первым подобным примером для гиперзвуковых двигателей".
Научная и историческая справка
Гиперзвуковые технологии стали центральным элементом международной гонки вооружений: различные страны вкладывают средства в разработку гиперзвукового оружия и самолетов. Способность двигаться с такими высокими скоростями дает значительное преимущество с точки зрения военного потенциала. Однако аэродинамика на таких скоростях представляет собой сложную проблему, требующую инновационных решений.
Для улучшения аэродинамических характеристик в различных областях техники используется концепция морфинга поверхностей. Применив эту концепцию к реактивному двигателю, команда профессора Ахмеда намерена совершить революцию в гиперзвуковых двигательных установках и преодолеть ограничения традиционных механизмов управления.
Заключение
Разработка морфинга гиперзвукового двигателя, финансируемая Военно-морской исследовательской лабораторией США, представляет собой значительный прогресс в области гиперзвуковых технологий. Используя морфинг поверхностей в реактивном двигателе, этот проект направлен на оптимизацию мощности, тяги и эффективности гиперзвукового полета.
Исследования, проведенные профессором Каримом Ахмедом и его командой в Университете Центральной Флориды, способны произвести революцию в гиперзвуковых двигательных установках и внести свой вклад в продолжающуюся гонку вооружений в области высокоскоростного оружия.
