Инженеры Московского авиационного института запатентовали конструкцию форсунки для жидкостного ракетного двигателя, в которой канал подачи топлива закручивается по спирали. По расчётам, такая геометрия способна увеличить турбулентную кинетическую энергию потока в 1,5–2 раза, улучшая перемешивание компонентов топлива перед сгоранием.
В обычных форсунках с радиальными пазами форма поперечного сечения канала остаётся неизменной по длине выходного участка. Новая конструкция использует профилированный канал, сечение которого непрерывно поворачивается вокруг продольной оси. Это должно создавать дополнительные вихри и усиливать перемешивание горючего и окислителя.
В основе решения лежит каналовая поверхность Иоахимсталя — геометрическая форма, которую можно построить несколькими способами. Патент допускает использование трёх её типов. Суммарный угол поворота поперечного сечения канала может составлять от 30 до 540 градусов, то есть до полутора полных оборотов.
В документе указано, что увеличение турбулентной кинетической энергии в 1,5–2 раза установили по результатам серии численных расчётов. Это расчётный результат, а не опубликованные данные огневых испытаний двигателя. Предполагается, что усиление вихревых структур поможет быстрее смешивать компоненты топлива и повысить полноту сгорания.
Геометрию канала можно адаптировать под разные требования: для поверхностей второго и третьего типов предусмотрены профили с тремя, четырьмя, пятью или шестью выступами по периметру. В патенте также названы возможные способы изготовления — металлическая 3D-печать, электроэрозионная обработка и прецизионное литьё.