МГД-гиперзвук: заманчивые перспективы

NASA возвратилось к изучению двигательной системы, который позволит развивать гиперзвуковые скорости при помощи обычных турбореактивных двигателей благодаря использованию магнитогидродинамического эффекта.

Как сообщалось ранее, в марте 2007 года Компания General Atomics разработала и успешно провела испытания магнитогидродинамического генератора (МГД-генератора) для гиперзвуковых ракет. Он предназначался для обеспечения энергопитания бортовых устройств за счет магнитогидродинамического эффекта в выходящем из гиперзвукового прямоточного двигателя потоке.

Предполагалось, что электрическая мощность подобного бортового генератора может составить многие мегаватты. Ранее аналогичная технология разрабатывалась и в нашей стране.

Как сообщает Flight Global, теперь МГД-технологией снова заинтересовалось NASA. Оно возобновило исследования двигательной концепции под названием MHD energy bypass cycle, которые были начаты еще в 1950-х годах. Принцип его работы состоит в том, чтобы с помощью МГД-эффекта "забрать" часть энергии на входе воздушного потока в обычный турбореактивный двигатель. Это позволит повысить эффективную скорость полета аппаратов, оснащенных турбореактивными двигателями.

Полученную при этом энергию можно использовать как для питания бортовых систем аппарата, так и для дополнительного ускорения потока на выходе из двигателя, что также позволит увеличить его тягу и расширить диапазон рабочих скоростей турбореактивной авиации.

Автоматически решится также множество других проблем, осложняющих создание прямоточных воздушно-реактивных двигателей со сверхзвуковыми камерами сгорания ("скрамджетов").

По мнению ряда специалистов, экстракция 30-40% энергии входного потока позволит самолетам развивать скорость до 7 Мах, в то время как двигатели будут работать при приемлемых для них условиях, соответствующих скоростям входного потока 2,8 Маха.

Для воплощения в жизнь идеи МГД-двигателя необходимо повысить степень ионизации набегающего потока воздуха. В ранних экспериментах для этого использовалась инжекция цезия в поток; позднее было предложено ионизировать воздух с помощью электронных пучков.

В настоящее время NASA планирует использовать для повышения эффективности ионизации воздуха последние достижения в разработке сверхмощных импульсных источников. Предполагается, что повышение эффективности ионизации на 40% по сравнению с уже достигнутым уровнем позволит сделать МГД-двигатель вполне конкурентоспособным с гиперзвуковыми двигателями комбинированного цикла.

Работы над МГД-двигателем ведутся в исследовательском центре NASA имени Гленна.