Роторный реактивный двигатель внутреннего сгорания

Это не словесная абракадабра, а вполне-таки возможная реальность завтрашнего дня. Вы же, мой читатель, сможете увидеть прообраз такого двигателя уже прямо сейчас. Однако без стакана и развитого воображения тут не обойтись.

В практической физике за каждым словом стоит опыт, а не формула. Вот с доступных опытов мы и начнём.

В деревянной столешнице просверливаем отверстие и снизу с некоторым усилием вставляем в него электрический запал (заметьте, о конструкции запала – в целях вашей же безопасности – тут не сказано ни слова). Насыпаем на него горкой чайную ложечку зернистого дымного пороха и замыкаем эл. цепь. Видим: порох быстро сгорает с образованием большого объёма продуктов горения, произведя звук «шух».

В следующем опыте такую же горку пороха накроем перевёрнутым толстостенным гранёным стаканом… и услышим звук выстрела, и увидим дырку в потолке.

Третий опыт отличается лишь тем, что под стенки перевёрнутого стакана мы подкладываем четыре спички, расположенные крестиком. Стакан в этом опыте можно сравнить с ракетой на стартовом столе, которая так и не полетела («мала тяга двигателя»).

Выводы: эффект от сгорания одного и того же количества ракетного топлива может быть различным; причиной быстрого движения стакана во втором опыте является асимметричное давление пороховых газов на его дно (силы давления газов на стенки стакана симметричны и равны во всех противоположных направлениях, поэтому их равнодействующая, скажем так, равна нулю). Это знание мы и используем в конструкции нового двигателя.

«Роторный реактивный двигатель внутреннего сгорания» собирается из двух плотно притёртых дисков – неподвижного статора и подвижного ротора. На роторе – при взгляде снаружи – имеются каплевидные выпуклости. Это и есть «стреляющие стаканы», расположенные параллельно плоскости ротора, то есть «лёжа». На неподвижном диске имеются отверстия для выстрела продуктов горения, подачи топливной смеси и искры зажигания. Когда при проворачивании ротора те или иные отверстия в «стаканах» ротора совпадают с такими же отверстиями статора, происходит тот или иной цикл работы двигателя. Всё просто.

Думается, для использования в авиации такой мощный и экономичный двигатель – самое то. А вот заменить поршневые двигатели он, скорее всего, не сможет. Впрочем, если поживём – увидим.

«Реактивный двигатель внутреннего сгорания» для разгонных и маршевых ступеней ракет устроен несколько иначе: в нём неподвижным является диск со стаканами, расположенными уже не «лёжа», а «стоя», и крутится уже нижний диск с отверстиями для выстрела газов. Понятно, что раскручиваться такой диск может за счёт давления «выхлопных газов» на скошенные лопаточки диска. Тут тоже всё просто.

Современную ракету толкает давление непрерывного взрыва на переднюю стенку камеры сгорания и скошенные стенки сопла. КПД обычного ракетного двигателя обратно пропорционален длине огненного «лисьего хвоста». Да, часть топлива просто не успевает сгорать в камере сгорания. Это навело конструкторов на мысль о создании более экономичных «импульсных реактивных двигателей» с прерывистой подачей взрывчатой смеси в камеру сгорания. КПД таких двигателей прямо пропорционален децибелам «трескотни» выстрелов. Возможно, именно такие двигатели в скором будущем получат широкое распространение в ракетной технике (модели уже летают). Но и роторные реактивные двигатели внутреннего сгорания могут найти своё применение в авиации.

"Полёт модели с пульсирующим реактивным двигателем" можно посмотреть по запросу (ссылка почему-то не работает).