Огненный пульс
«Ох, ничего себе! да это ж “ФАУ-1”, – воскликнули мы, увидев экспонат одного из стендов на выставке «Армия-2017». И нет, это была не экспозиция, посвященная истории ракетной техники. Изделие представляло собой продукцию российской компании, единственной в нашей стране серийно выпускающей летательные аппараты с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД). Чтобы узнать, чем хороша эта, казалось бы, ушедшая в историю силовая установка и как далеко продвинулась ее конструкция со времен Второй Мировой, мы отправились в Казань.
Сейчас тема беспилотной авиации не сходит со страниц научно-популярных и военно-технических изданий, что связано с революционным техническим прорывом в этой области, но тема ведь далеко не новая. И особенно для Казани. Здесь в конце 1950-х было создано ОКБ «Сокол», которое разрабатывало, в частности, летающие мишени для учебных стрельб ПВО. В обновленном виде предприятие продолжает трудиться и по сей день, выпуская мишени на турбореактивных двигателях. Однако в конце 1980-х, в тяжелую для оборонпрома пору, бывшие сотрудники ликвидированного отдела перспективных разработок «Сокола» создали свой производственный кооператив, который, как это ни удивительно для тех времен, продолжил работу по созданию беспилотных летательных аппаратов. В наши дни компания «Эникс» выпускает несколько моделей беспилотников-разведчиков, а также мишени для ПВО, но в отличие от бывших коллег с «Сокола» фишка «Эникса» – ПуВРД.
Мнимая простота
«ПуВРД я заинтересовался еще в 1961 году, – рассказывает генеральный директор и главный конструктор АО «Эникс» Валерий Побежимов, – и с тех пор занимаюсь преимущественно им. Проблема в том, что когда мировая ракетная и авиационная промышленность перешла на турбореактивные двигатели, интерес к пульсирующему воздушно-реактивному двигателю сошел практически на нет. За минувшие десятилетия ТРД доведен до выдающихся показателей КПД и топливной эффективности, а доводкой ПуВРД никто, за редким исключением, не занимался. Это произошло частично из-за того, что ТРД очень сложен с инженерной точки зрения, но прост с точки зрения изученность происходящих в нем газодинамических процессов. С ПуВРД все обстоит с точностью до наоборот».
ПуВРД – это двигатель без движущихся частей (бесклапанная версия) и почти без движущихся частей (версия с клапаном). Бесклапанный ПуВРД представляет собой U-образную конструкцию, состоящую из камеры сгорания и подсоединенных к ней входной (более короткой) и выходной (более длинной) труб. Обе трубы обращены в одну сторону. При запуске в камеру сгорания поступает топливо (газ, бензин, керосин, угольная пыль) и закачивается воздух. Смесь поджигается электроразрядом, происходит вспышка. Топливная смесь, сгорая, расширяется, выхлопные газы устремляются в обе трубы, создавая реактивную тягу. Топливо подается постоянно. Но когда часть выхлопа уже покидает короткую входную трубу, другая часть еще продолжает двигаться по длинной выходной трубе. В камере сгорания возникает разрежение, из входной трубы туда засасывает воздух. В камеру сгорания попадает и часть выхлопа, в котором еще остаются несгоревшие фрагменты топлива. Они воспламеняются и начинается следующий цикл. То есть для поджига смеси электроразряда уже не требуется. Пульсация циклов «расширение – разрежение» происходит достаточно медленно