2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39
Explorarea spațiului este asociată involuntar cu navele spațiale. Inima oricărui vehicul de lansare este motorul acestuia. Trebuie să dezvolte prima viteză spațială - aproximativ 7,9 km/s pentru a pune astronauții pe orbită, iar a doua viteză spațială pentru a depăși câmpul gravitațional al planetei.
Atingerea acestui lucru nu este ușoară, dar oamenii de știință caută constant noi modalități de a rezolva această problemă. Designerii din Rusia au mers și mai departe și au reușit să dezvolte un motor de rachetă cu detonare, ale cărui teste s-au încheiat cu succes. Această realizare poate fi numită o adevărată descoperire în domeniul ingineriei spațiale.
Funcții noi
De ce există mari speranțe pentru motoarele cu detonare? Potrivit oamenilor de știință, puterea lor va fi de 10 mii de ori mai mare decât puterea motoarelor de rachetă existente. În același timp, vor consuma mult mai puțin combustibil, iar producția lor se va distinge prin costuri reduse și rentabilitate. Cu ce estelegate?
Totul ține de reacția de oxidare a combustibilului. Dacă rachetele moderne folosesc procesul de deflagrare - arderea lentă (subsonică) a combustibilului la presiune constantă, atunci motorul rachetei de detonare funcționează datorită exploziei, detonării amestecului combustibil. Arde la viteze supersonice, eliberând cantități uriașe de energie termică în același timp cu propagarea undei de șoc.
Dezvoltarea și testarea versiunii ruse a motorului de detonare a fost efectuată de laboratorul specializat „Detonation LRE” ca parte a complexului de producție „Energomash”.
Superioritatea noilor motoare
Oamenii de știință de top din lume studiază și dezvoltă motoare de detonare de 70 de ani. Principalul motiv care împiedică crearea acestui tip de motor este arderea spontană necontrolată a combustibilului. În plus, pe ordinea de zi se aflau amestecarea eficientă a combustibilului și oxidantului, precum și integrarea duzei și a admisiei de aer.
Rezolvând aceste probleme, se va putea crea un motor de rachetă cu detonare, care, din punct de vedere al caracteristicilor sale tehnice, va depăși timpul. În același timp, oamenii de știință numesc avantajele sale:
- Abilitatea de a dezvolta viteze în intervalele subsonice și hipersonice.
- Proiectați multe părți mobile.
- Masa și costuri mai mici ale centralei electrice.
- Eficiență termodinamică ridicată.
Acest tip de motor nu a fost produs în serie. A fost testat pentru prima dată pe aeronave cu zboruri joase în 2008. Motorul de detonare pentru vehiculele de lansare a fost testat pentru prima dată de oamenii de știință ruși. De aceea, acestui eveniment i se acordă o importanță atât de mare.
Principiul de funcționare: puls și continuu
În prezent, oamenii de știință dezvoltă instalații cu un flux de lucru pulsat și continuu. Principiul de funcționare al unui motor de rachetă cu detonare cu o schemă de funcționare în impulsuri se bazează pe umplerea ciclică a camerei de ardere cu un amestec combustibil, aprinderea sa secvențială și eliberarea în mediu a produselor de ardere.
În consecință, într-un proces de lucru continuu, combustibilul este alimentat în camera de ardere în mod continuu, combustibilul arde într-una sau mai multe valuri de detonare care circulă continuu prin flux. Avantajele unor astfel de motoare sunt:
- Aprindere unică a combustibilului.
- Design relativ simplu.
- Dimensiunea și greutatea mică a unităților.
- Utilizarea mai eficientă a amestecului combustibil.
- Zgomot, vibrații și emisii reduse.
În viitor, folosind aceste avantaje, un motor rachetă cu detonare cu propulsie lichidă, cu funcționare continuă, va înlocui toate instalațiile existente datorită greutății, dimensiunilor și caracteristicilor de cost.
Testați motorul de detonare
Primele teste ale instalației de detonare casnică au avut loc în cadrulproiect stabilit de Ministerul Educației și Științei. Un motor mic cu o cameră de ardere de 100 mm în diametru și o lățime a canalului inelar de 5 mm a fost prezentat ca prototip. Testele au fost efectuate pe un stand special, indicatorii au fost înregistrați la lucrul pe diferite tipuri de amestec combustibil - hidrogen-oxigen, gaz natural-oxigen, propan-butan-oxigen.
Testele unui motor de rachetă cu detonare alimentat cu combustibil oxigen-hidrogen au demonstrat că ciclul termodinamic al acestor unități este cu 7% mai eficient decât alte unități. În plus, s-a confirmat experimental că, odată cu creșterea cantității de combustibil furnizat, crește și tracțiunea, precum și numărul de unde de detonare și viteza de rotație.
Analogi în alte țări
Motoarele de detonare sunt dezvoltate de oameni de știință din țările importante ale lumii. Designerii din SUA au obținut cel mai mare succes în această direcție. În modelele lor, au implementat un mod continuu de operare, sau rotativ. Armata SUA intenționează să folosească aceste instalații pentru echiparea navelor de suprafață. Datorită greutății lor mai ușoare și dimensiunilor reduse cu putere mare de ieșire, acestea vor ajuta la creșterea eficienței bărcilor de luptă.
Un amestec stoichiometric de hidrogen și oxigen este folosit de un motor american de rachetă cu detonare. Avantajele unei astfel de surse de energie sunt în primul rând economice - oxigenul arde exact cât este necesar pentru a oxida hidrogenul. Acum pentruGuvernul SUA cheltuiește câteva miliarde de dolari pentru a furniza navelor de război combustibil de carbon. Combustibilul stoichiometric va reduce costurile de câteva ori.
Directii și perspective de dezvoltare ulterioare
Noile date obținute în urma testelor motoarelor cu detonare au determinat utilizarea unor metode fundamental noi pentru construirea unei scheme de funcționare cu combustibil lichid. Dar pentru funcționare, astfel de motoare trebuie să aibă o rezistență ridicată la căldură datorită cantității mari de energie termică eliberată. În prezent, se dezvoltă o acoperire specială care va asigura funcționarea camerei de ardere în condiții de expunere la temperaturi ridicate.
Un loc special în cercetările ulterioare îl reprezintă crearea capetelor de amestecare, cu ajutorul cărora se vor putea obține picături de material combustibil de o dimensiune, concentrație și compoziție dată. Pentru a rezolva aceste probleme, va fi creat un nou motor de rachetă cu detonare cu propulsie lichidă, care va deveni baza unei noi clase de vehicule de lansare.
Recomandat:
Indicatori fără întârziere și redesenare: tipuri, principiu de funcționare, avantaje și dezavantaje ale aplicării, sfaturi de specialitate
Există o mare varietate de instrumente diferite în tranzacționare: construcții grafice, indicatori tehnici, programe automate, semnale de tranzacționare și multe altele. Pentru a le aplica cu succes în tranzacționare, trebuie să înțelegeți cum funcționează. Indicatorii fără întârziere și redesenarea sunt deosebit de populare printre comercianți
Locomotiva electrică 2ES6: istoria creației, descriere cu fotografie, caracteristici principale, principiu de funcționare, caracteristici de funcționare și reparare
Astăzi, comunicarea între diferite orașe, transportul de pasageri, livrarea mărfurilor se realizează într-o varietate de moduri. Una dintre aceste căi a fost calea ferată. Locomotiva electrică 2ES6 este unul dintre tipurile de transport care este utilizat în mod activ în prezent
Mașină de alezat cu diamant: tipuri, dispozitiv, principiu de funcționare și condiții de funcționare
Combinația dintre o configurație complexă a direcției de tăiere și echipament de lucru în stare solidă permite echipamentelor de foraj cu diamant să efectueze operațiuni de prelucrare a metalelor extrem de delicate și critice. Astfel de unități au încredere în operațiunile de creare a suprafețelor modelate, corectarea găurilor, îmbrăcarea capetelor etc. În același timp, mașina de alezat cu diamant este universală în ceea ce privește posibilitățile de aplicare în diverse domenii. Este folosit nu numai în industriile specializate, ci și în atelierele private
Rachetă de aeronave R-27 (rachetă ghidată aer-aer cu rază medie de acțiune): descriere, purtători, caracteristici de performanță
Rachetă de aeronave R-27: caracteristici de performanță, modificări, scop, purtători, fotografie. Rachetă ghidată aer-aer R-27: descriere, istoria creației, caracteristici, material de fabricație, rază de zbor
„Mace” (rachetă): caracteristici. Rachetă balistică intercontinentală „Bulava”
„Mace” este una dintre cele mai recente evoluții în domeniul rachetelor autohtone. Până acum se fac teste pe acest obiect. Unele dintre ele nu au avut succes, ceea ce a provocat multe critici din partea experților. Este sigur să spunem că Bulava este o rachetă ale cărei caracteristici sunt cu adevărat unice și veți afla exact ce în acest articol
