Detonacijski raketni motor: preskusi, princip delovanja, prednosti

Osvojitev vesolja je neprostovoljno povezana s vesoljskimi plovili. Srce katere koli nosilne rakete je njegov motor. Razviti mora prvo vesoljsko hitrost - okoli 7,9 km / s, da bi dosegla astronavte v orbito in drugi prostor za premagovanje gravitacijskega polja planeta.Doseganje tega ni lahko, vendar znanstveniki nenehno iščejo nove načine za rešitev tega problema. Oblikovalci iz Rusije so stopili še dlje in uspeli razviti detonacijski raketni motor, katerega preskusi so bili uspešni. Ta dosežek lahko imenujemo pravi preboj na področju vesoljskega inženirstva.

Nove funkcije

Zakaj imajo motorji za detonacijo velike upade? Po mnenju znanstvenikov bo njihova zmogljivost 10 tisočkrat večja od zmogljivosti obstoječih raketnih motorjev. Hkrati bodo porabili veliko manj goriva, njihova proizvodnja pa bo odlikovala nizka cena in donosnost. Kaj je razlog za to?

Gre za reakcijo oksidacije goriva. Če se v sodobnih raketa uporablja postopek deflagracije - počasno (podzvočje) gorenje goriva pri stalnih tlakih, potem eksplozija eksplozije eksplozije eksplozije, eksplozije vnetljive mešanice. Gori s supersonično hitrostjo s sproščanjem ogromne količine toplotne energije hkrati s širjenjem udarnega valovanja.Razvoj in testiranje ruske različice detonacijskega motorja je izvedel specializirani laboratorij "Detonacijski tekoči raketni motorji" kot del proizvodnega kompleksa Energomash.

Nadmoćnost novih motorjev

Študijo in razvoj detonacijskih motorjev izvajajo vodilni svetovni znanstveniki že 70 let. Glavni razlog, ki preprečuje nastanek te vrste motorja, je nenadzorovano spontano zgorevanje goriva. Poleg tega so bili na dnevnem redu vključeni tudi nalogi učinkovite mešanja goriva in oksidatorja ter vključitev šobe in dovoda zraka.Po rešitvi teh težav bo mogoče ustvariti detonacijski raketni motor, ki bo s svojimi tehničnimi lastnostmi prehitel čas. Hkrati znanstveniki pravijo takšne prednosti:

1. Sposobnost razvijanja hitrosti v podzvočnem in hipersoničnem območju.
2. Izključitev iz zasnove številnih gibljivih delov.
3. Manjša masa in stroški elektrarne.
4. Visoka termodinamična učinkovitost.

Serijsko ta tip motorja ni bil proizveden. Prvič je bilo leta 2008 testirano na letalih z nizko letenje. Detonacijski motor za nosilne rakete so prvič preizkusili ruski znanstveniki. Zato je ta dogodek tako pomemben.

Načelo delovanja: impulzno in neprekinjeno

Zdaj znanstveniki razvijajo naprave s pulznim in kontinuiranim delovnim procesom. Načelo delovanja detonacijskega raketnega motorja s pulznim sistemom delovanja temelji na cikličnem polnjenju zgorevalne komore z vnetljivo mešanico, njegovem posledičnem vžigu in sproščanju produktov izgorevanja v okolje.Skladno s tem se v neprekinjenem procesu neprekinjeno dovajamo gorivo v zgorevalno komoro, gorivo gori v enem ali več detonacijskih valovih, ki neprekinjeno krožijo po toku. Prednosti takšnih motorjev so:

1. Enkratni vžig goriva.
2. Relativno preprosta konstrukcija.
3. Majhna velikost in teža instalacij.
4. Učinkovitejša uporaba vnetljive mešanice.
5. Nizka raven proizvedenega hrupa, vibracij in škodljivih emisij.

Z vidika teh prednosti bo detonacijski tekoči raketni motor stalne sheme delovanja zamenjal vse obstoječe naprave zaradi lastnosti velikosti in stroškov.

Preizkusi detonacijskega motorja

Prvi test domačega detonatorja je potekal v okviru projekta, ki ga je vzpostavilo Ministrstvo za šolstvo in znanost. Kot prototip je bil predstavljen majhen motor z zgorevalno komoro s premerom 100 mm in s širino krožnega kanala 5 mm. Preizkusi so bili izvedeni na posebni klopi, indikatorji so bili zabeleženi pri delu z različnimi vrstami vnetljive mešanice - vodik-kisik, zemeljski plin-kisik, propan-butan-kisik.

Preizkusi detonacijskega raketnega motorja na kisikovodonskem gorivu so dokazali, da je termodinamični cikel teh enot 7% ​​bolj učinkovit kot pri uporabi drugih enot. Poleg tega je bilo eksperimentalno potrjeno, da se s povečanjem količine dobavljenega goriva povečajo potiski, pa tudi število detonacijskih valov in vrtilna frekvenca.

Analogi v drugih državah

Znanstveniki iz vodilnih držav se ukvarjajo z razvojem detonacijskih motorjev. Največji uspehi v tej smeri so dosegli oblikovalci iz ZDA. V svojih modelih so spoznali neprekinjen način dela ali rotacije. Ameriška vojska načrtuje uporabo teh naprav za opremljanje površinskih ladij. Zaradi svoje manjše mase in majhnosti, z visoko izhodno močjo, bodo pomagali povečati učinkovitost bojnih čolnov.

Stehiometrična mešanica vodika in kisika za svoje delo uporablja ameriški raketni motor ameriške eksplozije. Prednosti takega vira energije so predvsem gospodarske - opekline kisika, kolikor je potrebno za oksidacijo vodika. Zdaj vlada ZDA porabi nekaj milijard dolarjev za zagotovitev vojaških ladij z ogljikovim gorivom. Stehiometrično gorivo bo večkrat zmanjšalo stroške.

Nadaljnje smeri razvoja in možnosti

Novi podatki, pridobljeni kot rezultat testiranja motorjev za detonacijo, so določili uporabo bistveno novih metod za izdelavo sheme za delo na tekoča goriva. Toda za delovanje takih motorjev mora imeti visoko toplotno upornost glede na veliko količino sproščene toplotne energije. Trenutno se razvija poseben premaz, ki bo zagotovil učinkovitost zgorevalne komore pri visokotemperaturnem vplivu.Posebno mesto v nadaljnjih raziskavah je ustvarjanje mešalnih glav, s pomočjo katerih bo mogoče dobiti kapljice vnetljivega materiala določene velikosti, koncentracije in sestave. Z reševanjem teh problemov bo ustvarjen nov detonacijski tekoči raketni motor, ki bo temelj za nov razred nosilnih raket.