Двигационен двигател. В Русия детонационният двигател е тестван от два тона. - има по-висока ефективност

Защо обикновените хора като ужасни филми? Оказва се, че това е възможност да оцелеете вашите страхове, да станете по-уверени и дори да освободите Steam. И това наистина е така - просто трябва да изберете вълнуващ филм на ужасите за себе си, което ще направи необходимо да отидете за герои.

Silent Hill.

Историята се развива в град Silent Hill. Обикновените хора не биха искали дори да преминат към него. Но Роуз Дасилва, малкото Шерон на мама, просто принуден да отиде там. Нямате друг изход. Тя вярва, че само ще помогне на дъщеря си и ще я държи от психиатрична болница. Името на града не дойде от нищото - Шерон непрекъснато го повтори в сън. И изглежда, че лечението е много близко, но по пътя към мълчалив хълм майка и дъщеря влязат в странна злополука. След като се събуди, розата открива, че Шерон изчезна. Сега една жена трябва да намери дъщеря в проклетия град, пълен със страхове и ужаси. Филмът е на разположение за гледане.

Огледала

Бившият детектив Бен Карсън не изпитва не най-добрите времена. След случайно убийство, неговият колега се отстранява от работа в полицейското управление на Ню Йорк. По-нататък отпътуването на съпругата и децата си, пристрастяване към алкохол, а сега сега бин нощен пазител на изгорения универсален магазин, който остава сам с проблемите си. С течение на времето работната терапия дава своите плодове, но всичко се променя един нощен байпас. Огледалата започват да заплашват Бен и семейството му. В отражението им има странни и плашещи образи. За да запазят живота си с любимите си хора, детективът трябва да разбере какви огледала искат, но проблемът е, че Бен никога не е изправен пред мистицизъм.

Убежище

Кара Хардинг Смъртта на съпруга й сам вдига дъщеря си. Жената отиде по стъпките на Отца и стана известен психиатър. Тя изучава хората с разделена личност. Сред тях са тези, които твърдят, че тези личности са много повече. Според Кара, това е само прикритието на серийните убийци, така че всичките й пациенти отиват на смъртното наказание. Но един ден баща му показва случая на дъщеря на пациента на Адам, който не е податлив на рационални обяснения. Кара продължава да настоява за своята теория и дори се опитва да излекува Адам, но с течение на времето тя отваря напълно неочаквани факти ...

Майк Енслин не вярва в съществуването на задгробния живот. Като писател в жанра "ужас", той пише още една книга за свръхестественото. Той е посветен на полярите, живеещи в хотели. В един от тях Майк и решава да се установи. Изборът попада в скандалния номер 1408 на делфините. Според собствениците на хотела и жителите на града, злото, което убива гостите в стаята. Но нито този факт, нито предупреждението на висшия мениджър плаши Майк. И напразно ... в стаята, писателят ще трябва да премине през истински кошмар, възможно е да се измъкне по време на един начин ...

Материалът се приготвя с помощта на IVI онлайн кино.

Технологията е в процеса на развитие!

Двигателят на детонацията е по-лесен и по-евтин в производството, по-силен и по-силен и по-икономичен от конвенционалния двигател, в сравнение с него има по-висока ефективност.

Описание:

Двигателят на детонацията (импулс, пулсиращ двигател) се заменя с конвенционален реактивен двигател. За да се разбере същността на детонационния двигател, е необходимо да се разглобява обичайния реактивен двигател.

Нормално реактивен двигател подредени, както следва.

В горивната камера се появяват гориво и окислител, кислородът от въздуха изпълнява. В този случай налягането в горивната камера е постоянно. Процесът на горене рязко увеличава температурата, създава постоянен фронт на пламъка и постоянен реактивно желаниеизтича от дюзата. Предната част на обичайния пламък се разпределя в газова среда със скорост 60-100 m / s. Поради това и ходове самолет . Въпреки това, модерните реактивни двигатели достигат определена степен на ефективност, власт и други характеристики, чието увеличение е почти невъзможно или изключително трудно.

В детонацията (импулс или пулсиращ) изгарянето на двигателя се извършва чрез детонация. Детонацията е процес на горене, но който се среща стотици пъти по-бързо, отколкото с обичайното гориво гориво. При изгаряне на детонацията се образува детонационна ударна вълна, носеща със свръхзвукови скорости. Той е около 2500 m / s. Натискът в резултат на изгаряне на детонацията се увеличава бързо и обемът на горивната камера остава непроменен. Продуктите на горенето се изтеглят с огромна скорост през дюзата. Честотата на пулсациите на детонационната вълна достига няколко хиляди в секунда. В детонационната вълна няма стабилизация на предната част на пламъка, на всяка пулсация се актуализира горивна смес И вълната започва отново.

Налягането в двигателя за детонация се създава поради самата детонация, която елиминира подаването на горивната смес и окислителя при високо налягане. В конвенционален реактивен двигател за създаване на налягане от 200 атм., Необходимо е да се доставят горивната смес под налягане от 500 атм. Докато в детонационния двигател - налягането на горивото е 10 атм.

Горивната камера на двигателя на детонацията структурно има пръстеновидна форма с дюзи, поставени от неговия радиус за подаване на гориво. Вълната в детонацията върви около обиколката отново и отново, горивната смес се компресира и изгаря, бутане на горивните продукти през дюзата.

Ползи:

- Двигателят на детонацията е по-прост в производството. Няма нужда да се използват турбокомпресорни единици,

– Поръчката е по-мощна и по-икономична от обичайния реактивен двигател,

- има по-висока ефективност,

– по-евтино в производството,

- Няма нужда да се създава високо налягане снабдяване с горивна смес и окислител, високо налягане се създава поради самата детонация,

– Двигателят на детонацията е по-добър от конвенционален реактивен двигател 10 пъти по мощност, отстранен от обема, който води до намаляване на дизайна на детонационния двигател,

- детонационно изгаряне 100 пъти по-бързо от обичайното гориво.

Забележка: © снимка https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Успешни тестове за така наречените ракетни двигатели на детонацията, които дадоха много интересни резултати. Ще продължи експерименталната работа в тази посока.

На Energomashev двигатели, повече деветдесет процента от ракетите на превозвача в Русия излизат .. Снимка: Олеся Курпеева

Детонацията е експлозия. Възможно ли е да се контролира? Възможно ли е да се създадат хиперзвукови оръжия въз основа на такива двигатели? Какви ракетни двигатели ще приспадат неинхабитираните и пилотирани апарати в близкото пространство? За това, нашият разговор с заместник-генералния директор е главният дизайнер "НПО ЕНЕРГМАШ. Академик v.p. Glushko" Питър Левочин.

Петър Сергеевич, какви възможности се отварят нови двигатели?

Питър Левочин: Ако говорим за най-близката перспектива, днес работим върху двигатели за ракети като "angara A5V" и "Soyuz-5", както и други, които са в предпроектния етап и са неизвестни на широката общественост. Като цяло, нашите двигатели са предназначени да оставят ракетата от повърхността на небесното тяло. И тя може да бъде всеки - земно, лунен, марсиан. Така че, ако се изпълняват луни или марсиански програми, ние определено ще участваме в тях.

Каква е ефективността на съвременните ракетни двигатели и има ли някакви начини за тяхното подобряване?

Питър Левочин:Ако говорим за енергийните и термодинамичните параметри на двигателите, може да се каже, че нашите, както и най-добрите чуждестранни химически ракетни двигатели днес достигнаха известно съвършенство. Например, пълнотата на горивото гориво достига 98,5%. Това означава, че почти цялата химическа енергия на горивото в двигателя се превръща в топлинната енергия на изтичащата струя газ от дюзата.

Подобряване на двигателите в различни посоки. Това е използването на повече енергоемки горивни компоненти, въвеждането на нови вериги разтвори, увеличаване на налягането в горивната камера. Друга област е използването на нови, включително добавки, технологии, за да се намали трудовата интензивност и, в резултат на което намалява стойността на ракета. Всичко това води до намаляване на цената на изходното натоварване.

Въпреки това, с по-подробно внимание става ясно, че увеличаването на енергийните характеристики на двигателите по традиционния начин е неефективно.

Използването на контролирано гориво може да даде на ракетна скорост осем пъти по-висока от скоростта на звука

Защо?

Питър Левочин:Увеличаването на потреблението на налягане и гориво в горивната камера естествено ще увеличи тягата на двигателя. Но това ще изисква увеличаване на дебелината на стената на камерата и помпите. В резултат на това сложността на дизайна и нейната маса се увеличава, енергията печалба не е толкова голяма. Овчиканк не си струва.

Това означава, че ракетите са изчерпали ресурса си за тяхното развитие?

Питър Левочин:Несъответно по този начин. Аз съм изразен от техническия език, те могат да бъдат подобрени чрез повишаване на ефективността на сложните процеси. Има цикли на термодинамична трансформация на химическата енергия в енергията на изтичащата струя, които са много по-ефективни от класическото изгаряне на ракетно гориво. Това е цикъл на изгаряне на детонацията и цикъл на Хъмфри близо до него.

Ефектът на самото детонация на горивото отвори нашия сънародник - след това академик Джейкъб Борисович Зелдович още през 1940 година. Прилагането на този ефект на практика обеща много големи перспективи в ракетни хора. Не е изненадващо, че германците през същите години активно изследват детонационния процес на изгаряне. Но изобщо не успешни експерименти Те не дойдоха при тях.

Теоретичните изчисления показват, че изгарянето на детонацията с 25% е по-ефективно от изобарен цикъл, подходящо комбиниращо гориво при постоянно налягане, което се осъществява в камарите на съвременните течни ракетни двигатели.

И какви са предимствата на изгарянето на детонацията в сравнение с класиката?

Питър Левочин:Класическият процес на горене е способен. Детонация - свръхзвуков. Скоростта на реакцията в малък обем води до огромно освобождаване на топлина - тя е няколко хиляди пъти по-висока, отколкото при изгаряне на набиране, внедрена в класически ракетни двигатели със същата маса от горивото. И за нас, двигатели, това означава, че със значително по-малки измерения на детонационния двигател и с малка маса на горивото, можете да получите същото желание, както в огромните модерни течни ракетни двигатели.

Не е тайна, че двигателите с детонация изгарянето на гориво се развиват в чужбина. Какви са нашите позиции? Ние се отказваме, отиваме на своето ниво или олово?

Питър Левочин: Не се отказвайте - това е сигурно. Но също така да се каже, че не мога да водя. Темата е достатъчно затворена. Една от основните технологични тайни е как да се гарантира, че горивото и окислителният агент на ракетния двигател не се изгаря, но експлодира, без да се унищожи горивната камера. Това е, което всъщност прави реална експлозия, контролирана и управляема. За справка: детонацията е изгарянето на горивото в предната част на свръхзвуков удар. Има пулсов детонация, когато ударът на удара се движи по оста на камерата и един замества другия, както и непрекъснато (завъртане) детонация, когато ударите в камерата се движат в кръг.

Доколкото е известно, с участието на вашите специалисти бяха извършени експериментални проучвания за изгаряне на детонация. Какви резултати са получени?

Питър Левочин: Работата е извършена върху създаването на моделна камера на ракета на течността. Над проекта под патронажа на обещаващия научноизследователски фонд, голямо сътрудничество на водещи научни центрове на Русия работи. Сред тях, Институтът за хидродинамика. Ма. Лаврентиев, Център Цел, Централен институт по авиационна моторна станция. P.I. Баранова, механика и математически факултет на Московския държавен университет. Като гориво, ние предложихме използването на керосин и окислител - газов кислород. В процеса на теоретични и експериментални проучвания, е потвърдена възможността за създаване на детонационен ракетен двигател върху такива компоненти. Въз основа на получените данни, ние разработихме, произвеждахме и успешно тествахме камерата за детонация с 2 тона и налягане в горивната камера от около 40 atm.

Тази задача беше решена за първи път не само в Русия, но и на света. Ето защо, разбира се, проблемите бяха. Първо, свързано с осигуряването на устойчиво детонация на кислород с керосин, второ, като осигурява надеждно охлаждане на пожарната стена на камерата без охлаждане на вените и маса от други проблеми, чиято същност е разбираема само за специалистите в областта .

Възможно ли е да се използва детонационен двигател при хиперзвукови ракети?

Питър Левочин:И можете и имате нужда. Само защото изгарянето на гориво в него е свръхзвуков. И в тези двигатели, които сега се опитват да създадат контролиран хиперзвуков самолет, изгаряне под под. И създава много проблеми. В края на краищата, ако двигателят е в двигателя в двигателя, и двигателят мухи, нека кажем, със скорост от пет маски (една макс е равна на скоростта на звука), е необходимо да се спира на предстоящия въздушен поток към режим на звука. Съответно, цялата енергия на това спиране преминава в топлина, което води до допълнително прегряване на структурата.

И в детонационния двигател процесът на горене преминава със скорост най-малко два и половина пъти по-висок звук. И съответно, можем да увеличим скоростта на самолета за тази величина. Това означава, че не говорим за пет, но около осем маха. Това всъщност постига скоростта на въздухоплавателното средство с хиперзвукови двигатели, при които ще се използва принципът на изгаряне на детонацията.

Питър Левочин:Това е труден въпрос. Отворихме само вратата към зоната за изгаряне на детонацията. Много неизследвани остават зад скобите на нашето изследване. Днес, заедно с RKK "Energy", ние се опитваме да определим как може двигателят като цяло с детонационна камера да изглежда като изпреварващи блокове.

Какви двигатели летят до далечни планети?

Питър Левочин: По мое мнение, дълго време ще летим на традиционния Едд, който се занимаваше с подобряването им. Въпреки че други видове ракетни двигатели със сигурност се развиват, например, електрическите панели (те са много по-ефективни за EDD - специфичният импулс е 10 пъти по-висок). Уви, днешните двигатели и отстраняването не ни позволяват да говорим за реалността на масовите интерплантетрични и дори по-скоро междугалактични полети. Все още има всичко на нивото на фантастика: фотонови двигатели, телепортация, левитация, гравитационни вълни. Въпреки че, от друга страна, преди сто и малките години, писанията на Жул се възприемат като чиста фантастика. Може би революционен пробив в сферата, където работим, остава да чакаме понякога. Включително в областта на практическото създаване на ракети, използвайки енергия за експлозия.

Досие "RG"

"Energomash научна и производствена асоциация" е основана от Валентин Петрович Глушко през 1929 година. Сега носи името му. Течни ракетни двигатели за I са разработени и произведени, в някои случаи II етапи на носители на носители. В НПО са развили повече от 60 различни течни реактивни двигателя. Първият сателит стартира на Energomash двигатели, първият човек се проведе в космоса, стартира първият самоходен апарат "Lunohod-1". Днес, на двигатели, разработени и произведени в НПО "Energomash", повече от деветдесет процента от ракетите на превозвачите в Русия излитат.

Инфография "RG" / Александър Смирнов / Сергей Блисчин

Всъщност, вместо постоянен фронтален пламък в горивната зона, се образува детонационна вълна, носеща със свръхзвукови скорости. При такава вълна от компресия горивото и окислителят се взривят, този процес по отношение на термодинамиката се увеличава Ефективният двигател Порядък, благодарение на компактността на зоната на горене.

Интересно е, през 1940 г., съветски физик Ya.b. Zeldovich предложи идеята за детонационен двигател в статията "за енергийното използване на изгарянето на детонацията". Оттогава много учени са работили по обещаваща идея различни страниСАЩ, тогава, Германия, тогава бяха публикувани нашите сънародници.

През лятото, през август 2016 г., руските учени успяха да създадат пълен с течен ремък за първи път в света, опериращи на принципа на изгаряне на гориво. Нашата страна най-накрая установи световния приоритет при овладяването на най-новите технологии.

Какво е толкова добро нов двигател? В реактивния двигател се използва енергията, изолирана при изгаряне на сместа при постоянно налягане и постоянен фронт на пламъка. Газова смес от гориво и окислител с горене рязко увеличава температурата и колоната на пламък, който излиза от дюзата, създава реактивно сцепление.

При изгаряне на детонацията, реакционните продукти нямат време да се срутят, защото този процес е 100 пъти по-бързо, отколкото дефлирането и налягането в същото време се увеличава бързо и обемът остава непроменен. Разпределението на такова голямо количество енергия може наистина да унищожи автомобилния двигател, така че такъв процес често се свързва с експлозия.

Всъщност, вместо постоянен фронтален пламък в горивната зона, се образува детонационна вълна, носеща със свръхзвукови скорости. В такава компресираща вълна, горивото и окислителят се взривят, този процес, от гледна точка на термодинамиката, увеличава ефективността на двигателя с порядък, благодарение на компактността на зоната на горене. Ето защо, експертите са толкова zealo и са започнали да развиват тази идея. В обичайния EDR, всъщност, което е голяма горелка, най-важното не е камерата за изгаряне и дюза, а горивото помпена единица (TNA), която създава такъв натиск, така че горивото да проникне в камерата. Например, в руския EDRD Rd-170 за ракети за енергийни носачки, налягането в горивната камера от 250 атм и помпата, която окислителят в зоната на горене трябва да създаде налягане от 600 атм.

В двигателя в детонацията налягането се създава от самата детонация, представляваща вълна за движение на движение в горивна смес, при която налягането без никаква TNA вече е 20 пъти повече и турбокомпресора са излишни. За да бъде ясно, американският "совалков" налягане в горивната камера 200 атм, и детонационен двигател при такива условия е необходимо само 10 атм за подаване на смес - тя е като велосипедна помпа и Sayano-Shushenskaya HPP.

Двигателят, основан на детонация в този случай, е не само по-опростен и евтин по цялата поръчка, но и много по-мощен и по-икономичен от обичайния EDD. По пътя на изпълнението на проекта за детонация, проблемът с вълна от вълна детонация. Това явление не е лесно за експлозивна вълна, която има скорост на звука и детонацията, разпространена със скорост от 2500 m / s, няма стабилизация на пламъка фронт, сместа и вълната се актуализира отново за всяка пулсация отново .

Преди това руските и френските инженери разработиха и изградиха струйни пулсиращи двигатели, но не и на принципа на детонация, но въз основа на пулсацията на обикновеното изгаряне. Характеристиките на такива PUVD са ниски и когато инженерите на двигателя са разработили помпи, турбини и компресори, възрастта на реактивните двигатели и EDD и пулсиращи останали от страна на напредъка. Ярките глави на науката се опитаха да комбинират изгарянето на детонацията с ПЗД, но честотата на вълни на обичайното изгаряне е не повече от 250 в секунда, а предната част на детонацията има скорост до 2500 m / s и честотата на неговата Вълните достигат няколко хиляди в секунда. Изглеждаше невъзможно да се въплътим на практика такава скорост на обновяване на сместа и в същото време да започне детонация.

В SSRC е възможно да се изгради такава детонация пулсираща двигателя и да го тества във въздуха, но работи само 10 секунди, но приоритетът остава зад американските дизайнери. Но още през 60-те години на миналия век, съветският учен Б.в. Wojjtzkhovsky и почти в същото време и американеца от университета в Мичиган Дж. Никълъс дойде идеята да се моли в горивната камера от вълната на детонация.

Такъв въртящ се двигател се състои от горивна камера с пръстена с дюзи, поставени върху неговия радиус за подаване на гориво. Вълната в детонацията протича като протеин в колелото в обиколката, горивната смес се компресира и изгаря, избутвайки изгорелите продукти през дюзата. В двигателя получаваме честотата на въртене на вълната няколко хиляди в секунда, работата му е подобна на работния процес в FDMS, само по-ефективно, поради детонацията на горивната смес.

В СССР и Съединените щати, и по-късно в Русия, работата е в ход, за да се създаде ротационен двигател за детонация с нещастна вълна, разбиране на процесите, които се случват вътре, за които е създадена цяла наука за физико-химическата кинетика. За да изчислите условията на неуспешната вълна, ние се нуждаем от мощни компютри, създадени едва наскоро.

В Русия много NII и KB работят по проекта на такъв центробен двигател, сред които инженерната компания на космическата индустрия на НПО Енергомаш. За да се разработи такъв двигател, дойде фонд за обещаващи изследвания, тъй като финансирането от Министерството на отбраната не може да бъде постигнато - те само представят гарантиран резултат.

Въпреки това, за тестовете в Khimki в Energomash, е записан режимът на непрекъснато детонация на центрофугиране - 8 хиляди оборота в секунда при смес от кислород - керосин. В този случай детонационните вълни са били паренни вибрационни вълни и топлинни покрития съсстрани високи температури.
Но не си струва да споделяте, защото това е само демонстраторски двигател, който е работил много кратко и характеристиките на него все още не казва нищо. Но най-важното е, че е доказана възможността за създаване на изгаряне на детонация и в Русия е създаден пълнометражен двигател с пълен размер, който ще остане в историята на науката завинаги.

Нова физическа идея е използването на изгаряне на детонация вместо обичайната, декларация - ви позволява да подобрите радикално подобрите характеристиките на реактивния двигател.

Говорейки за космическите програми, първо мислим за мощни ракети, които се изтеглят от космически кораби в орбита. Сърцето на ракетата на превозвача е двигателите, които създават реактивно сцепление. Ракетният двигател е най-сложното енергоформиращо устройство, в много отношения, наподобяващ жив организъм с неговия характер и поведенчески маниери, което се създава от поколения учени и инженери. Ето защо е практически невъзможно да се промени нещо в работната машина: ракетите казват: "Не пречи на колата да работи ..." такъв консерватизъм, въпреки че е многократно оправдан от практиката на стрелките, които все още се забавя ракета Космически двигател - един от най-високотехнологичните области на човешката дейност. Необходимостта от промяна е изоставена за дълго време: да се решат редица задачи, са необходими по-енергийно ефективни двигатели, отколкото тези, които се експлоатират днес и които чрез тяхното съвършенство достигат до границата.

Нуждаем се от нови идеи, нови физически принципи. По-долу той ще бъде обсъден именно за такава идея и нейното изпълнение в демонстрационната проба от нов тип ракетен двигател.

Възлагане и детонация

В повечето съществуващи ракетни двигатели химическата енергия на горивото се превръща в топлина и механична работа Благодарение на бавното (подходно) изгаряне - дефлаграция - с почти постоянно налягане: P \u003d const.. Въпреки това, освен дефлагмента, е известен друг режим на горене - детонация. По време на детонацията, реакцията на окисляване на химическата горива тече в режим на самозапалване при високи температури и стойности на налягане зад силна шокова вълна, която работи с висока свръхзвукова скорост. Ако, с делагцията на въглеводородната горива, мощността на генериране на топлина от единицата на повърхността на реакцията е ~ 1 mW / m2, след това мощността на генериране на топлина в предната част на детонацията е три до четири порядъка по-високо и може да достигне 10 000 MW / m2 (по-висока радиационна сила от повърхността на слънцето!). В допълнение, за разлика от продуктите на бавното изгаряне, продуктите за детонация имат огромна кинетична енергия: скоростта на детонационните продукти при ~ 20-25 пъти по-висока от скоростта на бавно изгарящите продукти. Възникват въпроси: дали ракетен двигател Вместо дефлация, използвайте детонация и ще заместването на режима на горене за подобряване на енергийната ефективност на двигателя?

Ние даваме прост пример, който илюстрира предимствата на изгарянето на детонацията в ракетния двигател над дефлаграцията. Обмислете три еднакви горивни камери (ченге) под формата на тръба с един затворен и друг отворен край, които са пълни със същата горивна смес при същите условия и се доставят със затворен край вертикално върху тестемичните скали (фиг. 1 ). Енергията на запалването ще се счита за незначителна в сравнение с химическата енергия на горивото в тръбата.

Фиг. 1. Енергийна ефективност на двигателя за детонация

Да предположим в първата тръба, запалимата смес се запалва от един източник, например, автомобилна свещНамира се близо до затворения край. След запалването нагоре тръбата ще изпълни бавния пламък, видимата скорост, чиято обикновено не надвишава 10 m / c, т.е. много по-малко скорост на звука (около 340 m / s). Това означава, че налягането в тръбата Пс. ще се различават много малко от атмосферното PA.И свидетелските тежести ще не се променят. С други думи, такава (дефлаграция) изгарянето на сместа всъщност не води до появата на свръхналягане в затворения край на тръбата и следователно допълнителната сила, действаща върху скалите. В такива случаи се казва, че полезната работа на цикъла Пс.=PA.=конст.това е нула и следователно нула термодинамичната ефективност (ефективност). Ето защо в съществуващите електроцентрали Горенето не се организира при атмосферно, но при повишено налягане Пс."PA.получени с помощта на турбини. В съвременните ракетни двигатели средното налягане в полицая достига 200-300 банкомат.

Ще се опитаме да променим ситуацията, като поставим във втората тръба множество източници на запалване, което едновременно запаметява запалима смес през целия обем. В този случай налягането в тръбата Пс. Тя ще се увеличи бързо, като правило, в седем или десет пъти, и свидетелството за тежести ще се промени: върху затворения край на тръбата за известно време - времето на изтичане на горивните продукти в атмосферата - ще има доста сила, която е в състояние да направи много работа. Какво се е променило? Организацията на горивния процес в COP е променена: вместо изгаряне при постоянно налягане Пс.=конст. Организирахме горянето с постоянен обем В.=конст..

Сега нека си припомним възможността за организиране на изгарянето на детонацията на нашата смес и в третата тръба вместо различни разпределени слабо инсталиране на запалването, както в първата тръба, един източник на запалване от затворен край на тръбата, но не слаб, но силен, който ще доведе до пламък и детонационна вълна. Пристигане, детонационната вълна ще покачи тръбата с висока свръхзвукова скорост (около 2000 m / s), така че цялата смес в тръбата изгаря много бързо, а налягането средно ще се увеличи както при постоянен обем - седем или десет пъти. С по-подробно внимание се оказва, че работата, извършена в цикъла с изгаряне на детонация, ще бъде още по-висока, отколкото в цикъла В. = конст..

Така с други неща са равни, изгарянето на детонацията на горимата смес в ченгето ви позволява да получите максимума полезна работа в сравнение с изгарянето на дефлагмента, когато Пс.=конст. и В.=конст., това е, ви позволява да получите максималната термодинамична ефективност . Ако вместо съществуващите ракетни двигатели с изгаряне на деллация, използвайте двигатели с изгаряне на детонация, тогава такива двигатели могат да дадат изключително големи ползи. Този резултат бе получен за първи път от нашия велик сънародник академик Яков Борисович Зелдович през 1940 г., но все още не намери практическо приложение. Основната причина за това е сложността на организирането на управлявано детонационно изгаряне на редовни ракетни горива.

Капацитетът на генериране на топлина в предната част на детонацията е 3-4 поръчки по-високи, отколкото в предната част на обичайното изгаряне на сражението и може да надвишава радиационната енергия от повърхността на слънцето. Скоростта на детонационните продукти е 20-25 пъти по-висока от скоростта на бавните гори.

Импулсни и непрекъснати режими

Към днешна дата се предлагат много схеми за организиране на управлявано детонационно изгаряне, включително схеми с импулсно детонация и непрекъснато детонационен работен процес. Работният поток от детонация на импулса се основава на цикличното пълнене на сместа от ченгета, последвано от запалване, разпределение на детонацията и изтичането на продуктите в заобикалящото пространство (както в третата тръба в примера по-горе). Работният процес непрекъснато детонация се основава на непрекъснатото подаване на горима смес в ченгето и непрекъснатото му изгаряне в една или няколко детонационни вълни, непрекъснато циркулира в тангенциалната посока в потока.

Понятието за ченге с непрекъснато детонация бе предложено през 1959 г. от академик Богдан Вячеславович Уенч и дълго време в Института по хидродинамика SB RAS. Най-простите непрекъснато детонационен ченгер е пръстеновидник, образуван от стените на два коаксиални цилиндри (фиг. 2). Ако на дъното на пръстеновидния канал, за да поставите смесителната глава, а другият край на канала за оборудването на реактивната дюза, тогава течащ пръстен реактивен двигател ще се окаже. Внедното изгаряне в такова полицай може да бъде организирано, изгаряща горивната смес, доставяна през смесителната глава, в детонационната вълна непрекъснато циркулира над дъното. В същото време една горима смес ще бъде изгорена в детонационната вълна, въведена отново в ченгето по време на един оборот на вълната около кръга на пръстенния канал. Други предимства на такова ченге включват простота на дизайна, едно запалване, квази-стационарно изтичане на детонационни продукти, висока честота на циклите (килонерти), нисък надлъжен размер, ниско ниво на емисии вредни вещества, Нисък шум и вибрации.

Посоченият специфичен импулс в детонационния ракетен двигател се постига със значително по-малко налягане, отколкото в традиционния течен ракетен двигател. Това ще позволи в бъдеще да се променят драстично масовите котелни характеристики на ракетите

Фиг. 2. Схема на детонационния ракетен двигател

Демонстрационна проба

В рамките на проекта на Министерството на образованието, демонстрационна извадка от ракетна двигателя на непрекъснато детонация (DRD) с ченге с диаметър 100 mm и ширина на пръстена 5 mm, която се тества при работа на водород Горивни двойки - кислород, втечнен природен газ - кислород и пропан-бутан -оксиген. Изпитванията на DRD се провеждат на специално проектирана тестова пейка. Продължителността на всеки пожар тест е не повече от 2 s. През това време, с помощта на специално диагностично оборудване, в каналът на Cop Roth Rotor на детонационните вълни бяха регистрирани в канала за полиране. Когато работите DRD гориво. Водород - кислород за първи път в света експериментално доказа, че термодинамичният цикъл с детонационното гориво (цикъл Zeldovich) е 7-8% по-ефективен от термодинамичния цикъл с конвенционално изгаряне, като други неща са равни.

Проектът създаде уникален, който няма световни аналози изчислителна технология, предназначена за пълномащабно моделиране на работния процес в ДРД. Тази технология всъщност ви позволява да проектирате нов тип двигатели. При сравняване на резултатите от изчисленията с измервания, той се оказа, че изчислението точно предвижда броя на вълни в детонацията, циркулиращи в тангенциалната посока в пръстеновидната CS дрд на даден дизайн (четири, три или една вълна, фиг. 3). Изчислението с приемлива точност прогнозира работната честота на процеса, т.е. дава стойностите на детонационната скорост, близки до измереното, а жаждата всъщност е развила дрд. В допълнение, изчислението правилно предвижда тенденциите в промяната в параметрите на работния процес, като същевременно увеличава дебита на горимата смес в DRD на даден дизайн - както в експеримента, броя на детонационните вълни, скоростта на въртене на детонацията и увеличаването на тягата.

Фиг. 3. квастеристационни изчислените полета на налягане (a, b) и температура (б) при условия на три експеримента (от ляво на дясно). Както в експериментите, в изчисленията бяха получени режими с четири, три и една детонационни вълни.

ДРД срещу Едд

Основният индикатор за енергийната ефективност на ракета е специфичен импулс на тяга, равен на съотношението на тягата, разработена от двигателя, към теглото на вторичната скорост на потока на горимата смес. Специфичният импулс се измерва в секунди (в). Зависимостта на специфичния пулс на ДРД от средното налягане в полицая, получен по време на изпичане на двигателя на нов тип, е така, че специфичният импулс се увеличава с увеличаване на средното налягане в полицая. Основният целеви индикатор на проекта е специфичният импулс от 40 s в условията на морското равнище - постигнати в тестове за пожар при средно налягане в CS, равно на 32 атм. Измерената тежест дрд в същото време надвишава 3 kN.

При сравняване на специфичните характеристики на ДРД със специфични характеристики в традиционните течни ракетни двигатели (EDD) се оказва, че посоченият специфичен импулс в дрд се постига с много по-малък среден натиск, отколкото в EDD. Така, в дрд, специфичният импулс в 260 ° С се постига при налягане в ченге от само 24 атм, а специфичният импулс 263.3 С в известен вътрешен двигател на RD-107A се постига при налягане 61.2 атм, което е 2,5 пъти по-високо., Трябва да се отбележи, че двигателят RD-107A работи на горивната двойка керосин - кислород и се използва в първия етап на ракетата Soyuz-FG. Такова значително намаляване на средния натиск в ДРД ще позволи в бъдеще да се променят драстично характеристиките на ракетите на ракетите и да се намалят изискванията за турбокомпресора.

Ето нова идея и нови физически принципи.

Един от резултатите от проекта е разработена техническа задача за извършване на работа в развитието (OCD) за създаване на прототип ДРД. Основният проблем се планира да бъде решен в рамките на OCD - за да се осигури непрекъсната работа на ДРД за дълго време (десетки минути). Това изисква да се развие ефективна охлаждаща система на стените на двигателя.

Благодарение на пробивната си природа, задачата за създаване на практическа дрд несъмнено трябва да бъде един от приоритетите на местната промишленост на двигателя.

Сергей Фролов, доктор по физически и математически науки, Институт по химическа физика. Н.н. Семенова Рас, професор Ниау-Мафи

Газ вместо керосин

През 2014-2016 г. Министерството на образованието и науката на Руската федерация подкрепи проекта "Разработване на технологии за използване на втечнен природен газ (метан, пропан, бутан) като гориво за ракетна и космическа технология на ново поколение и създаването на Стандартна демонстрационна извадка от ракетния двигател. " Проектът предвижда създаването на демонстрационна проба от непрекъснат детонационен ракетен двигател (DRD), работещ върху горивната двойка "втечнен природен газ (LNG) - кислород". Проектът е център на импулсното изгаряне на Института по химическа физика на Руската академия на науките. Индустриален партньор на проекта - Turaevskaya машиностроене дизайнерско бюро "Съюз". В заявлението за проект, възможността за използване в течния ракетен двигател (EDD) на непрекъснато детониране на горенето се дължи на по-висока термодинамична ефективност в сравнение с традиционния цикъл, използващ бавно изгаряне, а целесъобразността на използването на LNG е обяснена с a Брой предимства в сравнение с керосин: повишен специфичен импулс на сцепление, наличност и ниска цена, значително по-малка насаждения по време на горене и по-високи екологични характеристики. Теоретично, подмяната на керосина върху LNG в традиционния EDR е хвърлена чрез увеличаване на специфичния импулс с 3-4%, а преходът от традиционен EDD към ДРД е 13-15%.