Современные ракетные двигатели подошли к пределу своих возможностей.

Всё чаще можно заметить этот тезис в статьях, докладах, мнениях о ракетостроении. И действительно, в глобальном плане это так, новые возможности, характеристики вжимать из реактивных двигателей становится всё сложнее, а те же тяги по большому счёту не увеличиваются уже давно, самые тяговитые монстры двигателестроения были созданы во 2 половине 20 века, и современные движки от них недалеко ушли, хоть и прокачали другие характеристики и возможности. Например, F1, настоящий монстр, поднимавший в небо лунную ракету Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон. И он считается мощным двигателем. Ситуация складывается печальная. Можно ли как то улучшить ситуацию, сделать двигатели мощнее, экономичнее? Можно, и об этом статья.

"Новый" тип двигателей

Сама по себе идея клиновоздушного реактивного двигателя не нова. В 1960-х годах Рокетдайн проводил обширные испытания с различными вариантами. Более поздние версии этих двигателей были основаны на крайне надёжных ЖРД J-2 (Рокетдайн) и обеспечивали приблизительно тот же уровень тяги, что могли обеспечить те двигатели, на которых они были основаны: ЖРД J-2T-200k обладал тягой 90,8 тс (890 кН) и ЖРД J-2T-250k обладал тягой 112,2 тс (1,1 МН) (буква «T» в наименовании двигателя указывает на тороидальную камеру сгорания). Позже создавались и другие прототипы и проводились испытания, но до полноценной реализации так и не доходило. Клиновоздушные двигатели даже планировалось использовать на Шаттлах, но выбрали более консервативное решение. Но технологии не стоят на месте, а актуальность этого типа двигателей растет.

В июле 2014 года Firefly Space Systems объявила, что в своей новой ракете-носителе Firefly Alpha будет использовать клиновоздушный двигатель на первой ступени. Так как данная модель предназначается для рынка запуска малых спутников, ракета будет выводить спутники на низкую околоземную орбиту по цене 8-9 миллионов долларов за запуск. Firefly Alpha сконструирована так, чтобы поднимать на орбиту 400 кг полезного груза. В конструкции ракеты задействуются композитные материалы — в том числе углеродное волокно. Клиновоздушный двигатель, применяемый в ракете, имеет тягу в 40,8 тс(400 кН). Правда, На данный момент работа застопорилась, и будущее именно этой ракеты выглядит туманно.

Так как это работает?

Для начала разберем, как работает классический реактивный ракетный двигатель. Очень упрощая, в камере сгорания смешивается и сгорает смесь топлива и окислителя(в качестве последнего применяют как правило жидкий кислород). Раскаленная до нескольких тысяч градусов смесь газов, образовавшаяся в результате сгорания под давлением выбрасывается из двигателя через сопло на огромной скорости, создавая тягу(спасибо закону сохранения импульса ;) ), и ракета красочно отправляется к звёздам(иногда не отправляется, это называют аварией)). В контексте статьи самый главный элемент этой технологической фантасмагории это сопло.

Тут дело вот в чем, если просто сделать дырку в камере сгорания и поджечь топливо, тяга, конечно, будет, но минимальная, раскаленные газы будут выходить во все стороны и лишь малая часть будет вырываться в направлении, необходимом для создания тяги, да и скорость выходящих газов будет так себе, вобщем, печаль - беда, так до космоса не долетишь, а долететь хочется. Для того, чтобы направлять выхлопные газы, а так же разгонять их побыстрее, желательно до нескольких чисел Маха умные люди придумали Сопло Лаваля. Сопло было предложено в 1890 году шведским изобретателем Густафом де Лавалем для паровых турбин, а позже нашло своё применение в ракетостроении.

Самое простое сопло Лаваля представляет из себя два усечённых конуса, соединённых в одну конструкцию. Реальные современные сопла профилируются на основе газодинамических расчетов и компьютерных симуляций.

Иллюстрация работы сопла Лаваля. По мере движения газа по соплу, его абсолютная температура Т и давление Р снижаются, а скорость V возрастает. М — число Маха.

Итак, на сужающемся, т.н. докритическом участке сопла движение газа происходит с дозвуковыми скоростями. В самой узкой,критической части сопла скорость газа достигает звуковой. На расширяющемся, закритическом участке, газ движется со сверхзвуковыми скоростями.

Выглядит просто идеально. Но всё не так гладко, свои коррективы, например, вносит атмосфера, а именно атмосферное давление, которое тоже действует на поток газа, и на разных высотах действует по разному, серьезно влияя на эффективность двигателя. На любой высоте над поверхностью Земли с разным давлением атмосферы сопло может быть сконструировано практически идеально, но та же самая форма будет менее эффективна на другой высоте с другим давлением воздуха. Таким образом, по мере того как ракета поднимается через атмосферу, эффективность её двигателей вместе с их тягой претерпевает значительные изменения, которые достигают 30 %. Например, двигатели RS-24 МТКК «Спейс шаттл» могут генерировать тягу со скоростью газовой струи 4525 м/с в вакууме и 3630 м/с на уровне моря. По сути двигатель работает "не на полную", куча драгоценного топлива, которое, кстати, составляет бОльшую часть массы ракеты, тратится впустую. Клиновоздушный реактивный двигатель решает эту проблему. Как? Расширяющейся частью сопла становится сама атмосфера! И такое "сопло" саморегулируется, сохраняя одинаковую эффективность на любой высоте.

В конструкции клиновоздушного двигателя проблема эффективности на различной высоте решается следующим образом: вместо одной точки выхлопа в виде небольшого отверстия в центре сопла используется клиновидный выступ, вокруг которого устанавливается ряд камер сгорания. Клин формирует одну сторону виртуального сопла, в то время как другая часть формируется проходящим потоком воздуха в ходе полета. Этим объясняется его первоначальное название «двигатель аэроспайк» (aerospike engine, «воздушно-клинный двигатель»).

Вот так это выглядит. По сути, такой двигатель выступающим клином формирует сужающуюся(докритическую) часть сопла. Остальное формирует сама атмосфера. Гениальное решение.

Недостатком такой конструкции является большой вес центрального выступа и дополнительные требования по охлаждению из-за большей поверхности, подверженной нагреву. Также большая площадь охлаждаемой поверхности может уменьшить теоретические уровни давления на сопло. Дополнительным отрицательным фактором является относительно плохая производительность такой системы при скоростях 1-3 Маха. В данном случае воздушный поток сзади летательного аппарата имеет уменьшенное давление, что снижает тягу.

Существует несколько модификаций этого дизайна, которые отличаются по их форме. В «тороидальном клине» центральная часть имеет форму сужающегося конуса, по краям которого осуществляется концентрический выход реактивных газов.

Практическое использование

Несмотря на очевидные преимущества, на данный момент клиновоздушные двигатели почти нигде не применяются, хотя планы по их применению есть и разработки ведутся.

20 сентября 2003 года объединённая команда Университета штата Калифорния в Лонг-Бич и компании Garvey Spacecraft Corporation успешно провела испытательный полет ракеты с КВРД в пустыне Мохаве. Студенты университета разработали ракету Prospector 2, используя двигатель с тягой 448,7 кгс (4,4 кН). Эта работа над клиновоздушными двигателями не прекращается — ракета Prospector 10 с 10-камерным КВРД была испытана 25 июня 2008 года. В марте 2004 года были проведены два успешных испытания в Лётном исследовательском центре НАСА им. Драйдена (база Эдвардс, США) с малоразмерными твердотопливными ракетами с тороидальными двигателями, которые достигли скорости 1,1 М и высоты 7,5 км. Другие модели малоразмерных клиновоздушных ракетных двигателей находятся в стадии разработок и испытаний. У клиновоздушных двигателей есть проблемы и недостатки, в том числе высокая сложность и стоимость, но их преимущества делают их весьма перспективными. В обозримом будущем они будут активно применяться, хоть и не заменят полностью классические двигатели на сопле Лаваля.

Комментарии (47)


  1. javax
    16.08.2022 06:57
    +1

    Firefly Alpha не застопорилась и двигатель там обычный


    1. Valentine2020 Автор
      16.08.2022 07:41
      +1

      Изначально разрабатывалась ракета именно с клиновоздушным двигателем. Потом работы по ракете с КВРД застопорились, и сейчас они делают ракету с классическим двигателем.


    1. MechanicusJr
      16.08.2022 08:01
      +1

      Этак с половину текста - копия с Википедии.


  1. MechanicusJr
    16.08.2022 07:59
    +15

    какой-то очень короткий обзор. Не рассмотрены минусы и опытные работы, а материала по ним полно. Например:

    2016
    ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛИНОВОЗДУШНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
    А. М. Бегишев, А. С. Торгашин, А. П. Попова, М. В. Кубриков

    КЛИНОВОЗДУШНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ - ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ СИСТЕМЫ ВЫВЕДЕНИЯ ГРУЗА НА ОРБИТУ
    Р. В. Афанасьев , А. В. Кравченко

    2019
    Are Aerospike Engines Better Than Traditional Rocket Engines? by Tim Dodd
    есть в переводе: Марк Романов - Сказание о клиновоздушных двигателях: насколько хорош аэроспайк?

    2021
    Pangea Aerospace tests aerospike engine

    В июле 2014 года Firefly Space Systems объявила, что в своей новой ракете-носителе Firefly Alpha

    Абзац целиком с википедии, без изменений.

    В конструкции клиновоздушного двигателя проблема

    Аналогично, из википедии.

    Эта работа над клиновоздушными двигателями не прекращается — ракета Prospector 10 с 10-камерным КВРД была испытана 25 июня 2008 года. В марте 2004 года были проведены два успешных испытания в Лётном исследовательском центре НАСА им. Драйдена (база Эдвардс, США) с малоразмерными твердотопливными ракетами

    Целиком стащить половину статьи из википедии - это как-то перебор.


    1. Valentine2020 Автор
      16.08.2022 11:18

      из википедии я лишь взял некоторую справочную информацию, которую сам лучше не сформулиовал бы. но за критику спасибо, в будущем учту.


  1. ssj100
    16.08.2022 08:52
    +15

    Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон

    Может привести к одной размерности, а то 6,77 и 2 не выглядит слишком печально


  1. Bedal
    16.08.2022 08:53
    +13

    Например, F1, настоящий монстр, поднимавший в небо лунную ракету Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон. И он считается мощным двигателем. Ситуация складывается печальная. Можно ли как то улучшить ситуацию, сделать двигатели мощнее, экономичнее?
    F1 был продуктом лунной гонки, когда было не до эффективности, лишь бы успеть. И он был потому переразмеренным с очень нестабильным сгоранием, отчего на полной теоретической тяге никогда и не использовался.
    Эти «всего» уж очень похожи верхоглядством на «анализ» нелетальщиков.

    Дальше. Пробросив тему плагиата (при том, что это ой, как нехорошо)…
    Чтобы обсуждать ракетные и вообще реактивные двигатели, нужно понять азы термодинамики или хотя бы банальное «потери нелинейны». Короче говоря, наиболее эффективна реактивная струя, отбрасываемая со скоростью полёта.
    Именно потому у вертолётов огромные винты, у самолётов со скоростями до 600 лучше работают винтовые двигатели, потом — вентиляторы (ТРДД), за М1.5 уже лучше просто ТРД, за М3 — прямоточные… и на гиперзвуке наступает очередь как раз клиновидного сопла.
    Чтобы получить струю нужной гиперзвуковой скорости — нужно дать струе расшириться. То есть сделать о-о-очень большое сопло. А это нереально на таких скоростях.

    Потому бывает выгодно сделать неполное сопло, потерять часть тяги, но зато и сделать расширение и, значит, скорость струи больше. Для гиперзвука самое то. Правильно сформированные скачки давления (aka ударные волны) заменяют и компрессор, и недостающую часть сопла. В результате скорость струи, и, значит, эффективность двигателя растёт.
    Более того, при правильно построенной системе скачков эффективно получается работать на разных скоростях, чего довольно сложно добиться чисто механическими способами.

    Похожая на это идея работает в DSI-воздухозаборниках.


    1. ksbes
      16.08.2022 09:04
      +13

      Ага, но вот сам клин — плавится, сволочь! Ососбенно самый его тонкий кончик (охлаждение хрен разместишь и массы мало — быстро нагревается). Поэтому либо обрезают — теряя в эффективности, либо удлиняют (чтоб к кончику газы успели остыть) — что значительно увеличивает размеры и массу двигателя.

      И это одно полностью нафиг сводит весь прирост эффективности на нет. А там же ещё проблемы с «точной настройкой» струи (чтоб не срывалась и т.п.) и много-много других.

      Так что если «классический» двигатель либо хорош в космосе, либо у поверхности, то клиновидный получается одинаково плох везде.

      (И почему это пишу я в комментариях, а не автор в статье?)


      1. Bedal
        16.08.2022 10:20

        Так что если «классический» двигатель либо хорош в космосе, либо у поверхности, то клиновидный получается одинаково плох везде.
        Надо признать, что это технические, то есть решаемые, сложности, а клиновидный двигатель решает сложности теоретические, неустранимые. Так что очень может быть, что ещё залетают (или уже полетели, только об этом не рассказывают).
        (И почему это пишу я в комментариях, а не автор в статье?)
        :-D


      1. Popadanec
        16.08.2022 11:08
        +1

        Для классических двигателей это решили выдвижной сопловой насадкой. В результате двигатель «хорош» на гораздо большем диапазоне давлений.


        1. Dmitry_Dor
          16.08.2022 11:21
          +1

          выдвижной сопловой насадкой
          выдвижным сопловым насадком
          zanuda/


      1. nin-jin
        16.08.2022 11:17

        Вы правда считаете, что большой конус весит меньше, чем маленький?


    1. denis-isaev
      17.08.2022 00:23
      +1

      Короче говоря, наиболее эффективна реактивная струя, отбрасываемая со скоростью полёта

      Ионным и прочим плазменным двигателям сейчас было обидно :)


      1. Razoomnick
        17.08.2022 01:08
        +1

        Кроме закона сохранения импульса есть закон сохранения энергии. Её запас тоже конечен и ограничен удельной энергией реакции окислителя и восстановителя, и их массой. И как раз с точки зрения оптимизации затраченной энергии выгоднее всего разгонять ракету, а не воздух позади ракеты.

        Ионные и прочие плазменные двигатели - это двигатели, оптимизированные по расходу рабочего тела. При этом для создания тяги порядка десятков - сотен миллиньютон они потребляют мощность порядка единиц-десятков киловатт. И мало того, что эту мощность нужно где-то сгенерировать, так еще и тепло отвести нужно.


        1. denis-isaev
          17.08.2022 02:04

          Все это не означает, что для любых РД во всех их условиях применения наиболее эффективна реактивная струя, отбрасываемая со скоростью полёта. Как это было заявлено выше.


          1. Bedal
            17.08.2022 08:10
            +2

            вообще-то, означает. Если струя позади корабля куда-то движется — это импульс и кинетическая энергия. Поскольку энергия — квадрат скорости, то это потерянная энергия.
            Другое дело, что как раз энергии завались, но нужно экономить рабочее тело. В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель не в самом эффективном режиме.

            Ну и остаётся вопрос — относительно чего движение. Относительно того же, относительно чего корабль должен заданной скорости достичь.


            1. denis-isaev
              17.08.2022 15:44

              Эффективность — это отношение затраченных ресурсов (любых, а не только энергии) к достигнутому результату. Поэтому не так:

              В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель не в самом эффективном режиме.
              А так:
              В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель в самом эффективном режиме с точки зрения расхода топлива.


              1. Bedal
                17.08.2022 16:13
                +1

                В стиле занудства — верно, конечно. В применении к двигателям эффективность исторически просто оценивают именно как оптимизацию по энергии — потому так и написал. Но да, это нестрого.


        1. Tarakanator
          17.08.2022 13:03

          Ионные и прочие плазменные двигатели - это двигатели, оптимизированные по расходу рабочего тела.

          Нет, двигатель, оптимизированный по расходу рабочего тела это фотонный.


          1. Razoomnick
            17.08.2022 13:35

            В таком случае по затратам энергии оптимизирован вечный двигатель. Это я к тому, что фотонный двигатель на текущем этапе развития техники примерно настолько же реален.


            1. Tarakanator
              17.08.2022 16:57

              Фотонный двигатель 100% реален на текущем уровне техники.
              Обычный фонарик это уже фотонный двигатель.
              Проблема в том, что этот двигатель оптимизирован по расходу рабочего тела, но не оптимизирован по расходу энергии.
              Химические наоборот.
              А ионные\плазменные как рас компромис. Который оптимизирован и по расходу рабочего тела и энергии.


              1. Razoomnick
                17.08.2022 17:05

                С этой точки зрения и велосипед - это средство замедления времени.

                Обычный фонарик - это фотонный двигатель, который не может использоваться как двигатель. Обычный велосипед - это средство замедления времени, которое не может использоваться для замедления времени.


                1. Tarakanator
                  17.08.2022 18:22

                  Я почти уверен, что с помощью велосипеда и точных измерительных приборов можно зафиксировать замедление времени и тем самым получить очередное доказательство ОТО. Так что велосипед может быть использован как средство замедления времени. Ну а то, что замедляет слабо, так он и не оптимизирован по величине замедления времени. Зато оптимизирован по стоимости.
                  Фотонные двигатели не используют не потому, что движитель хреновый, а потому, что источника энергии подходящего нет.


                  1. Razoomnick
                    17.08.2022 19:06

                    Да, формально вы правы. Но все же был контекст, в котором речь шла про серийные двигатели, прототипы, их инженерные и экономические преимущества и недостатки. Другими словами, обсуждались варианты практического применения двигателей в настоящем времени и обозримом будущем. И я с вами спорю в этом контексте, фундаментальные физические законы не подвергаю сомнению :)


                    1. Tarakanator
                      17.08.2022 19:49

                      Насколько я знаю в космос летают ионные двигатели со скоростью истечения рабочего тела порядка 30км/с.
                      При этом есть опытные образцы выдающие до 100км/с.
                      И насколько я знаю их не используют именно из-за того, что нет подходящего источника энергии.
                      Если бы ионники оптимизировались по расходу рабочего тела, а не по разным параметрам, то летали бы ионники с 100км/с истечением.


                      1. Popadanec
                        17.08.2022 20:06
                        +1

                        Ионники(и другие подобные двигатели) оптимизируют не по затратам рабочего тела/энергии, а по их балансу для достижения максимальной дельты. Т.к. если оптимизировать затраты рабочего тела, тогда вес источников/генераторов энергии растёт и дельта падает, если оптимизировать затраты энергии, тогда растёт масса рабочего тела и дельта опять же падает.
                        Если изобретают более лёгкие/эффективные солн. панели/РИТЕГ/реактор/экономный двигатель, то и баланс смещается.


                      1. Razoomnick
                        17.08.2022 20:10

                        Согласен, и химические, и ионные двигатели - это компромиссы по разным параметрам, но с разными приоритетами параметров. С фотонными ситуация принципиально иная: существующие фонарики не способны выполнять функцию двигателя на практике, а те, которые гипотетически способны - вопрос весьма далекого будущего.

                        И вот у инженеров стоит вопрос: а поставить ионный двигатель или химический? А если ионный, то с большей или меньшей скоростью истечения? И фонарик как двигатель не рассматривается, потому что на практике это не двигатель. А фотонный двигатель, который на практике двигатель, не рассматривается, потому что его не существует.


                      1. Tarakanator
                        17.08.2022 20:30

                        Фотонник я приводил как пример электрореактивного двигателя предельно оптимизированного по расходу рабочего тела. А не как что-то полезное.


      1. Bedal
        17.08.2022 08:07
        +1

        Ионным и прочим плазменным двигателям сейчас было обидно
        именно потому при атмосферных скоростях полёта им делать вообще нечего.


        1. Popadanec
          17.08.2022 12:48

          Почему нет. Если добиться нужной тяги(в сочетании с подходящим и дешёвым источником энергии), то они быстро отберут пальму первенства.


          1. Bedal
            17.08.2022 13:35
            +1

            Во-первых, потому что скорость струи настолько высока, что двигатели будут крайне малоэффективны сами по себе, даже если полноценно заработают.
            Во-вторых, потому что давления в этой струе настолько малы, что в атмосфере оно просто не заработает.
            В-третьих, в атмосферных полётах рабочего тела aka воздух хоть отбавляй, проблема именно в источнике энергии. А весь смысл ионного/плазменного двигателя именно в экономии рабочего тела.


            1. Popadanec
              17.08.2022 15:28
              +1

              Так чем выше скорость струи, тем эффективнее двигатель.
              Во вторых ионолёты вполне себе летают в атмосфере.
              В третьих, я и написал что если. В ионном двигателе и сам воздух будет рабочим телом, при подходящей/адаптивной конструкции.


              1. Bedal
                17.08.2022 16:25
                +1

                Так чем выше скорость струи, тем эффективнее двигатель.
                по рабочему телу — да, по затратам энергии — нет.
                ионолёты вполне себе летают в атмосфере
                лабораторно — почему бы и нет, особенно, если это не ионный двигатель? Затратив 900Вт электрической мощности, получили движитель мощностью 2Вт можно. То была прекрасная демонстрация эффектов взаимодействия электронов с нейтральными молекулами, так что получилась очень медленная струя с недостижимой для ионных двигателей тягой. Но увы, это будет работать только на очень низких скоростях, получилось нечто обратное ионному.
                Если бы использовалось более общее название, например, «электрический двигатель»… хотя, чёрт, этот термин уже занят.
                И ещё: тяговые способности показанного строго ограничены уровнем естественной ионизации (они её используют). Это даёт и экономичность относительно ионных двигателей, и это же строго задаёт масштаб применения.
                В ионном двигателе и сам воздух будет рабочим телом, при подходящей/адаптивной конструкции.
                Расход энергии на ионизацию воздуха лишил бы это смысла, даже если бы вдруг был смысл разгонять струю электростатикой или мгд-эффектом.
                Собственно, неудачи с попытками построить практические МГД-генераторы хорошо иллюстрируют проблему. Лабораторно — пожалуйста, хоть в школе.


          1. 0serg
            18.08.2022 17:31

            Для подходящего источника энергии самым эффективным дозвуковым двигателем будет вентиляторный с приводом от электромотора, а сверзвуковым - электродуговой (да, есть и такие). Ионник даст хуже тягу и что хуже всего будет тупо перегреваться на большой мощности. Вообще с этим "подходящим источником энергии" охлаждение будет основной (де факто нерешаемой) бедой.


  1. iboltaev
    16.08.2022 10:17
    +1

    Обычное сопло тоже плавится, его топливом охлаждают. С клином в теории тоже можно так же поступить, его совсем уж острым необязательно делать, главное, чтобы рубашка гофрированная в нем поместилась.

    P.S.: промахнулся веткой


  1. alexs963
    16.08.2022 10:32
    +2

    Может имеет смысл сделать кончик клина испаряемым стержнем, который можно выдвигать/выдавливать по мере необходимости.


  1. Sergeant101
    16.08.2022 11:13
    +5

    А как такой движок работает при старте, когда ещё нет достаточного потока набегающего воздуха?

    А в космосе, где набегающего потока нет в принципе?

    Что то для космических запусков выглядит не слишком перспективно.


    1. DvoiNic
      16.08.2022 12:00
      +2

      Что то для космических запусков выглядит не слишком перспективно.
      зато для вундервафель…


    1. Bedal
      17.08.2022 08:14

      в космосе никак, но в космосе нет и проблемы поставить огромное сопло.
      В атмосфере не то, что на старте, даже на сверхзвуке толком не заработает. Да и не надо, на М=3 прекрасно чувствует себя прямоточник.
      Клин — двигатель для гиперзвуковых скоростей.


    1. Tarakanator
      17.08.2022 13:05

      А ему не надо, насколько я понимаю. Он будет стоять только на первой ступени.


      1. DvoiNic
        17.08.2022 13:10

        первую ступень надо сначала разогнать до той скорости, где клиновоздушник сможет начать работу. а к этой высоте при существующих профилях полета уже атмосфера «начинает заканчиваться». И не факт, что другой профиль исправит этот недостаток


        1. ksbes
          17.08.2022 16:44
          +1

          Клиновоздушный вполне себе работает и с нуля. Не надо путать с прямоточным. Форму факела не набегающий поток держит (он всё равно в норме должен быть медленнее и равен скорости факела — иначе эффективность любого реактивного двигателя резко падает). А обычное статическое давление, которое зависит от высоты, а не от скорости.
          И прикол клиновоздушника как раз в том, что это статическое давление задаёт форму факела как раз такую, которая оптимальна именно для этого давления.


          1. DvoiNic
            17.08.2022 16:55

            значит, я тупой и неправильно понял. ок, спасибо


  1. Plesser
    16.08.2022 11:59
    +1

    > Например, F1, настоящий монстр, поднимавший в небо лунную ракету Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон.

    Конечно тяга у F1 побольше будет, но... почему Вы сравниваете только тягу? Вон у истребителей 4++ и 5 поколения тяга двигателей плюс минус равна. Но это абсолютно разные двигатели, последние и весят меньше, и геометрически они меньше и топлива при той же тяги просят меньше а значит выше КПД, ну и не будем забывать про ресурс работы у них, он тоже различается достаточно ощутимо.


  1. 3cky
    16.08.2022 12:31
    +6

    Переформулируя Эндрю Гроува, "Клиновоздушные ракетные двигатели — будущее ракетостроения, и так будет всегда".


  1. Yura1975
    16.08.2022 12:54
    +1

    А если детали клина делать из керамики (возможно с примесью вольфрама)?


  1. Sergey_Kovalenko
    16.08.2022 13:13
    +9

    Статья, хотя и содержит много правдивой информации, написана в жанре псевдонаучной манипуляции мнением. Например, нам говорят:

    "двигатели RS-24 МТКК «Спейс шаттл» могут генерировать тягу со скоростью газовой струи 4525 м/с в вакууме и 3630 м/с на уровне моря. По сути двигатель работает "не на полную", куча драгоценного топлива, которое, кстати, составляет бОльшую часть массы ракеты, тратится впустую. Клиновоздушный реактивный двигатель решает эту проблему"

    Что подразумевает фраза "решает эту проблему"? Мозг автоматически строит ассоциацию: "у клиновидного двигателя на уровне моря скорость истечения газа 4525 м/c". Конечно это заблуждение. Ну, тогда вопрос, какова же на уровне моря скорость истечения газа из клиновидного двигателя, работающего на том же топливе, что и двигатель шатла?

    Далее, везде по ходу теста разбросаны утверждения: клиновидный двигатель эффективнее традиционного. Снова вопрос: на сколько процентов эффективнее, в каких условиях и какова методика сравнения?