АНУ-ын Агаарын хүчний шинэ үеийн сөнөөгч онгоцны хөдөлгүүрийн хөгжүүлэлт
Дайны онгоцны хөгжүүлэлт хэзээ ч зогсдоггүй. Одоогийн өндөр технологийн тавдугаар үеийн сөнөөгч онгоцууд болох F-22 Raptor болон F-35 Lightning нь агаарын дайны технологийн дээд түвшинд тооцогддог ч цэргийн төлөвлөгчид үргэлж ирээдүйг харж байдаг. АНУ-ын Агаарын хүчний зургаадугаар үеийн сөнөөгч онгоцны концепц нь үүний жишээ юм. Next Generation Air Dominance (NGAD) хөтөлбөр нь АНУ-ын Агаарын хүчнийг дэлхийн тэргүүлэгч агаарын хүч байлгах зорилготой. Энэ нь нэрнээсээ л тодорхой харагдаж байна.
Энэхүү хөтөлбөрийн гол хэсэг нь Next Generation Adaptive Propulsion (NGAP) хөтөлбөрөөр дамжуулан шинэ хөдөлгүүрүүдийг хөгжүүлэх явдал юм. GE Aerospace (GE) болон Pratt & Whitney (P&W) компаниуд шинэ хөдөлгүүрийн прототипийг хөгжүүлэхэд зориулж 3.5 тэрбум ам.долларын гэрээ авсан байна. Эдгээр шинэ хөдөлгүүрт ашиглагдах технологиуд нь анх F-35 Lightning онгоцыг сайжруулах зорилготой Adaptive Engine Transition Program хөтөлбөрийн хүрээнд хөгжүүлэгдсэн юм.
Гэвч уг хөтөлбөрийг зогсоож, нөөцийг NGAP хөтөлбөрт шилжүүлсэн байна. GE-ийн XA102 болон P&W-ийн XA103 хөдөлгүүрүүд нь NGAD хөтөлбөрийн гол хэсэг бөгөөд дулаан болон эрчим хүчний удирдлага, бат бөх чанар, түлшний үр ашигтай байдлыг сайжруулах зорилготой. АНУ-ын зургаадугаар үеийн сөнөөгч онгоцуудад ашиглагдах эдгээр дэвшилтэт хөдөлгүүрүүдийн талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авч үзье.
Ирээдүйн сөнөөгч онгоцны хөдөлгүүрүүдийн уян хатан байдал
Тавдугаар үеийн сөнөөгч онгоцууд гайхалтай хурдтай байдаг. Гэхдээ энэ хурд нь их хэмжээний эрчим хүч шаарддаг бөгөөд хөдөлгүүр нь онгоцыг өндөр хурданд хүргэх гол технологийн нэг юм. Гэвч энэ хурд, эрчим хүч нь түлшний үр ашигтай байдалд сөргөөр нөлөөлдөг. Ирээдүйн хөдөлгүүрүүдийн гол зорилго нь энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд оршино. Тулааны нөхцөл байдал байнга өөрчлөгдөж байгаа тул сөнөөгч онгоцууд илүү хол зайд нисэх шаардлагатай болж байна.
Орчин үеийн тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд нь хоёр урсгал агаар ашиглан түлхэлт үүсгэдэг. Гол урсгал нь хөдөлгүүрийн төвөөр дамжин түлштэй холилдож шатдаг бол нэмэлт урсгал нь гол урсгалын эргэн тойронд дамжин нэмэлт түлхэлт үүсгэдэг. Энэ нь пропеллерээр дамжин өнгөрөх агаар шиг ойлгогдож болно. Гол урсгалд орж буй агаарын хэмжээ болон нэмэлт урсгалаар дамжиж буй агаарын хэмжээний харьцааг “бипасс харьцаа” гэж нэрлэдэг. Бипасс харьцаа өндөр байх тусам хөдөлгүүрийн түлшний үр ашигтай байдал сайжирдаг.
Эдгээр хөдөлгүүрүүдийн үр ашиг, гүйцэтгэл сайжирна
NGAP нэрийн “уян хатан” хэсэг нь эдгээр шинэ хөдөлгүүрүүдийн гол онцлог юм. Хөдөлгүүрийн бүтэц нь тухайн үеийн шаардлагад нийцүүлэн динамикаар тохируулах боломжтой. Үүнийг хэрэгжүүлэх нэг арга нь гурав дахь агаарын урсгал бөгөөд энэ нь бипасс харьцааг өөрчлөх боломжийг олгодог. Круиз горимд энэ урсгал нь гол урсгалын эргэн тойронд дамжин түлшний эдийн засгийг сайжруулдаг. Харин илүү их эрчим хүч шаардлагатай үед урсгал нь хөдөлгүүрийн голоор дамжин гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлдэг.
Хөдөлгүүрт ашиглагдах материалууд нь бас чухал хэсэг юм. Үүнд керамик матрицын композитууд (CMCs) орно. CMCs нь хөнгөн, бат бөх бөгөөд уламжлалт материалуудаас хэдэн зуун градусаар илүү өндөр температурт тэсвэртэй байдаг. Эдгээр хүчин зүйлс нь GE-ийн үзэж байгаагаар түлшний үр ашгийг 25%-иар, түлхэлтийг 10%-20%-иар сайжруулж, хөдөлгүүрийн дулааны удирдлагын чадварыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой гэж үзэж байна. P&W компани XA103 хөдөлгүүрээ 2020-аад оны сүүлээр туршихаар төлөвлөж байгаа бол GE компани XA100 гурван урсгалт хөдөлгүүрээ аль хэдийн туршиж, XA102 хөгжүүлэлтэд ашиглаж байна.
Эх сурвалж:
The Cutting-Edge Engine That Could Power America’s 6th-Generation Fighter Jets – SlashGear
GE Aerospace and Pratt & Whitney have high-tech adaptive engines in development that will be more efficient and perform better than current solutions.
