منزل، بيت توجيه في روسيا، تم اختبار محرك التفجير من طن. انفجار الوقود - محرك الرحلة التفجير العادي

في روسيا، تم اختبار محرك التفجير من طن. انفجار الوقود - محرك الرحلة التفجير العادي

فكرة جسدية جديدة هي استخدام تحترق التفجير بدلا من المعتاد، والإعلان - يتيح لك تحسين خصائص المحرك التفاعلي.


التحدث عن برامج الفضاء، ونحن نفكر أولا في الصواريخ القوية التي تتم إزالتها في المدار سفن الفضاءوبعد قلب الصاروخ الناقل هو محركاتها التي تخلق الجر التفاعلي. المحرك الصاروخي هو جهاز تشكيل الطاقة الأكثر تعقيدا، في كثير من النواحي تشبه الكائن الحي مع أخلاق شخصيته وسلوكها، والتي يتم إنشاؤها بواسطة أجيال من العلماء والمهندسين. لذلك، من المستحيل من الناحية العملية تغيير شيء ما في آلة العمل: القول المضارب: "لا تعيق السيارة للعمل ..." مثل هذه المحافظة، على الرغم من أنه يبرر مرارا وتكرارا من قبل ممارسة مبتدئين الفضاء، لا يزال يبطئ الصواريخ محرك الفضاء - واحدة من أكثر المناطق ذات التكنولوجيا الفائقة في النشاط البشري. تم التخلي عن الحاجة إلى التغيير لفترة طويلة: لحل عدد من المهام، هناك حاجة إلى مزيد من المحركات الموفرة للطاقة من تلك التي يتم تشغيلها اليوم والتي وصلت عن طريق كمالها إلى الحد الأقصى.

نحن بحاجة إلى أفكار جديدة، مبادئ مادية جديدة. سيتم مناقشة أدناه بدقة حول هذه الفكرة ومنتجاتها في عينة مظاهرة من محرك صاروخي نوع جديد.

سهل وتفجير


في معظم المحركات الصاروخية الحالية، يتم تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى الحرارة و عمل ميكانيكي بسبب الاحتراق البطيء (الخاطئ) - devlagration - مع ضغط ثابت تقريبا: ص \u003d const.وبعد ومع ذلك، إلى جانب انحرف، يكون نظام احتراق آخر معروف - تفجير. عند التفجير تفاعل كيميائي يتدفق أكسدة الوقود في وضع الإشعال الذاتي في ارتفاع درجة الحرارة وقيم الضغط وراء موجة صدمة قوية تعمل مع ارتفاع سرعة الصوت. إذا، مع وجود وقود الهيدروكربونات، فإن قوة توليد الحرارة من وحدة سطح رد الفعل هي ~ 1 ميجاوات / م 2، ثم قوة توليد الحرارة في جبهة التفجير هي ثلاثة إلى أربعة أوامر من الحجم أعلى ويمكن أن تصل 10000 ميجاوات / م 2 (قوة الإشعاع أعلى من سطح الشمس!). بالإضافة إلى ذلك، على عكس منتجات الحرق البطيئة، فإن منتجات التفجير لديها طاقة حركية ضخمة: سرعة المنتجات التفجير أعلى من 20-25 مرة من سرعة منتجات حرق بطيئة. الأسئلة تنشأ: هل من الممكن استخدام التفجير بدلا من التشطير في محرك الصواريخ، ومن الممكن استبدال وضع الحرق لتحسين كفاءة استخدام الطاقة للمحرك؟

نعطي مثالا بسيطا، توضح مزايا احتراق التفجير في محرك الصواريخ على تحريف. ضع في اعتبارك أن ثلاثة غرف الاحتراق متطابقة (COP) في شكل أنبوب مغلقة وإنهاء مفتوح آخر، والتي تملأ بنفس الخليط القابل للاحتراق في نفس الشروط وتزويدها بنهاية مغلقة رأسيا على المقاييس اللاسية (الشكل 1 ). تعتبر طاقة الإشعال ضئيلة مقارنة بالطاقة الكيميائية للوقود في الأنبوب.

تين. 1. كفاءة استخدام الطاقة لمحرك التفجير

لنفترض في الأنبوب الأول، مضاءة الخليط القابل للاحتراق من قبل مصدر واحد، على سبيل المثال، شمعة سيارة تقع بالقرب من النهاية المغلقة. بعد اشتعال الأنبوب سيدير \u200b\u200bاللهب البطيء، فإن السرعة المرئية التي لا تتجاوز عادة 10 م / ج، وهذا هو، الكثير أقل سرعة الصوت (حوالي 340 م / ث). هذا يعني أن الضغط في الأنبوب P. سوف تختلف القليل جدا من الغلاف الجوي واهنوستتغير شهادة الأثقال عمليا. بمعنى آخر، فإن احتراق هذا (deflagration) من الخليط فعلا لا يؤدي إلى ظهور الزفر الزائد في الطرف المغلق للأنبوب، وبالتالي، القوة الإضافية التي تعمل على المقاييس. في مثل هذه الحالات، يقال إن العمل المفيد للدورة مع P.=واهن=مقدار ثابت.من الصفر، وبالتالي، صفر الكفاءة الديناميكية الحرارية (الكفاءة). لهذا السبب في محطات الطاقة الحالية، يتم تنظيم الاحتراق ليس في الغلاف الجوي، ولكن في الضغط المرتفع P."واهنتم الحصول عليها باستخدام TurboChasions. في محركات الصواريخ الحديثة، يصل متوسط \u200b\u200bالضغط في مؤتمر الأطراف إلى 200-300 صراف آلي.

سنحاول تغيير الوضع عن طريق الإعداد في الأنابيب الثانية تعدد مصادر الإشعال، والتي أشعل في وقت واحد خليط قابل للاحتراق طوال مستوى الصوت. في هذه الحالة، الضغط في الأنبوب P. سيزيد بسرعة، كقاعدة عامة، في سبعة أو عشر مرات، وسوف تتغير شهادة الأثقال: في الطرف المغلق للأنباء لبعض الوقت - وقت انتهاء صلاحية منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي - سيكون هناك الكثير من القوة القادرة على جعل الكثير من العمل. ما الذي تغير؟ لقد تغيرت تنظيم عملية الاحتراق في مؤتمر الأطراف: بدلا من الاحتراق عند الضغط المستمر P.=مقدار ثابت. نحن نظمت حرق في حجم ثابت الخامس.=مقدار ثابت..

الآن دعونا نتذكر إمكانية تنظيم احتراق تفجير خليطنا وفي الأنبوب الثالث بدلا من مجموعة متنوعة من مصادر الإشعال الضعيفة الموزعة، كما هو الحال في الأنبوب الأول، مصدر واحد للاشتعال من نهاية مغلقة من الأنبوب، ولكن ليس ضعيفة، لكنه قوي سيؤدي إلى موجة لهب والتفجير. وصول موجة التفجير، وسوف تستمر موجة التفجير بالأنباء بسرعة عالية السرعة (حوالي 2000 م / ث)، بحيث يكون الخليط بأكمله في الأنبوب يحترق بسرعة كبيرة، وسيزيد الضغط في المتوسط \u200b\u200bسواء في حجم ثابت - سبعة أو عشرة مرات. مع اعتبار أكثر تفصيلا، اتضح أن العمل الذي أجريت في الدورة مع حرق التفجير سيكون أعلى من في الدورة الخامس. = مقدار ثابت..

وبالتالي، مع وجود أشياء أخرى متساوية، يتيح لك احتراق التفجير من الخليط القابل للاحتراق في مؤتمر الأطراف الحصول على أقصى قدر من العمل المفيد مقارنة بانهيار حرق P.=مقدار ثابت. و الخامس.=مقدار ثابت.، هذا هو، يسمح لك بالحصول على أقصى قدر من الكفاءة الديناميكية الحرارية . إذا بدلا من المحركات الصاروخية الحالية مع حرق المخطط، فاستخدم المحركات مع حرق التفجير، فقد تعطي هذه المحركات فوائد كبيرة للغاية. تم استلام هذه النتيجة لأول مرة من قبل أكاديمي مواطني كبير Yakov Borisovich Zeldovich مرة أخرى في عام 1940، ولكن لا يزال لم تجد تطبيق عمليوبعد السبب الرئيسي لهذا هو تعقيد تنظيم احتراق التفجير المدار من الوقود الصاروخي المعتاد.

سعة توليد الحرارة في جبهة التفجير هي 3-4 أوامر من النظام أعلى مما كانت عليه في مقدمة الاحتراق الحساب المعتاد ويمكن أن يتجاوز قوة الإشعاع من سطح الشمس. سرعة المنتجات التفجير أعلى 20-25 مرة من سرعة منتجات حرق بطيئة.

النبض والوسائط المستمرة


حتى الآن، يقترح العديد من المخططات لتنظيم الاحتراق بالتفجير المدار، بما في ذلك المخططات مع تفجير النبض وسير الوفاء باستمرار. يعتمد سير العمل في تفجير النبض على ملء دوري الحكم من خليط الاحتراق مؤتمر الأطراف، تليها الإشعال، وتوزيع التفجير وانتهاء المنتجات في المساحة المحيطة (كما هو الحال في الأنبوب الثالث في المثال أعلاه). يعتمد سير العمل المستمر للتفجير على العرض المستمر للمزيج القابل للاحتراق في مؤتمر الأطراف واحتراقه المستمر في واحدة أو عدة موجات تفجير، وتنتج باستمرار في الاتجاه العرضي عبر الدفق.

تم اقتراح مفهوم مؤتمر الأطراف بالتفجير المستمر في عام 1959 من قبل الأكاديمي بوجدان فياشيسلافوفيتش ويندشوف لفترة طويلة مدروسة في معهد الهيدروديناميكا الهيدرودينية SB RAS. أبسط مؤتمر شرطي التفجير المستمر هو قناة حلقية تشكلت جدران اسطوانة محورية (الشكل 2). إذا كان في الجزء السفلي من القناة الحلقية لوضع رأس الخلط، والنهاية الأخرى للقناة لتجهيز فوهة التفاعل، فإن محرك جت الدائري المتدفقة سوف يتحول. يمكن تنظيم احتراق التفجير في مثل هذا الشرطي، وحرق الخليط القابل للاحتراق الذي تم توفيره من خلال رأس الخلط، في موجة التفجير تعمم باستمرار خلال الأسفل. في الوقت نفسه، سيتم حرق الخليط القابل للاحتراق في موجة التفجير، وإعادة إدخالها في مؤتمر الأطراف خلال دوران واحد للموجة حول دائرة قناة الخاتم. إلى مزايا أخرى من هذه الشرطي تشمل بساطة التصميم، والاشتعال الفردي، وانتهاء الاهتمام بانتهاء من المنتجات التفجير، وتيرة عالية من الدورات (Kiloherts)، الحجم الطولي المنخفض، مستوى منخفض انبعاثات المواد الضارة، انخفاض الضوضاء والاهتزازات.

يتم تحقيق الدافع المحدد المحدد في محرك الصواريخ التفجير مع ضغط أقل بكثير مما كانت عليه في المحرك الصاروخي السائل التقليدي. سيسمح ذلك في المستقبل بتغيير خصائص المراجل الشامل بشكل كبير لمحركات الصواريخ


تين. 2. مخطط محرك الصواريخ التفجير

عينة مظاهرة


في إطار مشروع وزارة التعليم، عينة مظاهرة من محرك الصواريخ التفجير المستمر (DRD) مع شرطي يبلغ قطرها 100 ملم وعرض قناة حلقة من 5 ملم، والذي يتم اختباره عند العمل على الهيدروجين أزواج الوقود - الأكسجين، الغاز الطبيعي المسال - الأكسجين والبروبان - البوتان - أوفيس. تم إجراء اختبارات حريق DRD على مقعد اختبار مصمم خصيصا. مدة كل اختبار حريق ليست أكثر من 2 ثانية. خلال هذا الوقت مع خاص معدات التشخيص تم تسجيل عشرات الآلاف من الدوار من موجات التفجير في قناة شرطي الدائري. أثناء تشغيل DRD على زوج الوقود من الهيدروجين - الأكسجين لأول مرة في العالم تجريبيا، فقد أثبت تجربة تجريبيا أن الدورة الديناميكية الحرارية مع احتراق التفجير (دورة Zeldovich) هي 7-8٪ أكثر كفاءة من الدورة الديناميكية الحرارية حرق التقليدية، مع أشياء أخرى متساوية.

أنشأ المشروع فريدا، والتي لا تحتوي على تكنولوجيا حسابية عالمية عالمية مخصصة للنمذجة واسعة النطاق لسير العمل في DRD. تتيح لك هذه التكنولوجيا بالفعل تصميم محركات نوع جديد. عند مقارنة نتائج العمليات الحسابية مع القياسات، اتضح أن الحساب يتوقع بدقة عدد موجات التفجير المتداولة في الاتجاه العرضي في القروض الحلقية DRD لتصميم معين (أربعة أو ثلاثة أو موجة واحدة، الشكل 3). يتنبأ الحساب بدقة مقبولة بتردد التشغيل للعملية، وهذا هو، يمنح قيم سرعة التفجير، بالقرب من المقاسة، وتطور الشغف فعليا DRD. بالإضافة إلى ذلك، يتنبأ الحساب بشكل صحيح الاتجاهات في التغيير في معلمات سير العمل مع زيادة معدل تدفق الخليط القابل للاحتراق في DRD من تصميم معين - كما هو الحال في التجربة، عدد موجات التفجير، معدل الدوران من التفجير وزيادة التوجه.


تين. 3. الحقول المحسوبة للتأكد من الضغط (أ، ب) ودرجة الحرارة (ب) في ظل ظروف ثلاث تجارب (من اليسار إلى اليمين). كما هو الحال في التجارب، تم الحصول على أوضاع مع أربعة، ثلاث موجات انفجار واحدة في العمليات الحسابية.

drd ضد edd.


يعد المؤشر الرئيسي لكفاءة الطاقة لمحرك الصواريخ نبضا محددا من التوجه يساوي نسبة الاتجاه الذي طوره المحرك، إلى معدل التدفق الثانوي الوزن للمزيج القابل للاحتراق. يتم قياس الدافع المحدد بالثواني (ج). يعد اعتماد نبض DRD المحدد من متوسط \u200b\u200bالضغط في مؤتمر الأطراف في مؤتمر الأطراف الذي تم الحصول عليه أثناء اختبار إطلاق النار لمحرك نوع جديد بحيث يزداد الدافع المحدد مع زيادة في متوسط \u200b\u200bالضغط في مؤتمر الأطراف. المؤشر الرئيسي للمشروع هو الدافع المحدد الذي يبلغ 40 ثانية في ظروف على مستوى سطح البحر - تحقق في اختبارات النار عند ضغط متوسط \u200b\u200bفي CS، يساوي 32 صراف آلي. الجر الذي تم قياسه DrD في نفس الوقت تجاوز 3 KN.

عند مقارنة الخصائص المحددة ل DRD مع خصائص محددة في محركات الصواريخ السائلة التقليدية (EDD)، اتضح أن الدافع المحدد المحدد في DRD يتحقق مع ضغط متوسط \u200b\u200bأصغر بكثير مما كانت عليه في EDD. وهكذا، في DRD، يتم تحقيق الدافع المحدد في 260 درجة مئوية في ضغط في مؤتمر الأطراف في أجهزة الصراف الآلي فقط، في حين أن الدافع المحدد 263.3 C في محرك محلي معروف من RD-107A يتحقق في ضغط من 61.2 صراف آلي، وهو أعلى 2.5 مرات. تجدر الإشارة إلى أن محرك RD-107A يعمل على زوج الوقود من الكيروسين - الأكسجين ويستخدم في المرحلة الأولى من صاروخ الناقل Soyuz-FG. إن انخفاض كبير في متوسط \u200b\u200bالضغط في DRD سيسمح في المستقبل بتغيير خصائص الخنزير الجماعية بشكل كبير من محركات الصواريخ وتقليل متطلبات الوحدات التوربينية.

هذا فكرة جديدةوالمبادئ الفيزيائية الجديدة.

إحدى نتائج المشروع هي مهمة تقنية متطورة لإجراء أعمال تنموية (OCD) لإنشاء نموذج أولي ل DRD. من المقرر حل المشكلة الرئيسية في إطار OCD - لضمان التشغيل المستمر ل DRD لفترة طويلة (عشرات الدقائق). للقيام بذلك، سيكون من الضروري تطوير نظام فعال جدران المحرك التبريد.

نظرا لطبيعتها الاختراق، يجب أن تكون مهمة إنشاء DRD العملي بلا شك واحدة من أولويات صناعة محركات الفضاء المحلية.

سيرجي فرولوف، دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية، معهد الفيزياء الكيميائية. N.N. سيمينوفا راس، أستاذ نياو مافي


الغاز بدلا من الكيروسين


في الفترة 2014-2016، دعمت وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي مشروع "تطوير تكنولوجيات لاستخدام الغاز الطبيعي المسال (الميثان والبروبان والبوتان) كوقود لتكنولوجيا الصواريخ والفضاء من جيل جديد وخلق موقف مظاهرة عينة من محرك الصواريخ. " ينص المشروع على إنشاء عينة مظاهرة من محرك الصواريخ المستمر (DRD) يعمل على زوج الوقود "الغاز الطبيعي المسال (LNG) - الأكسجين". المشروع هو مركز احتراق تفجير الدافع لمعهد الفيزياء الكيميائية للأكاديمية الروسية للعلوم. الشريك الصناعي للمشروع - مكتب تصميم ماكينة Turaevskaya "الاتحاد". في تطبيق مشروع، كان جدوى الاستخدام في المحرك الصاروخي السائل (EDD) من الاحتراق التفجير المستمر كان بسبب كفاءة أعلى ديناميكي أعلى مقارنة بدورة تقليدية باستخدام الاحتراق البطيء، وتم تفسير النفعية باستخدام الغاز الطبيعي المسال بواسطة عدد المزايا مقارنة بالكيروسين: نبض معين من الجر، والتوافر والتكلفة المنخفضة، مزرعة أصغر بكثير أثناء الاحتراق والخصائص البيئية الأعلى. من الناحية النظرية، يتم إلقاء استبدال الكيروسين على الغاز الطبيعي المسال في EDR التقليدية بزيادة في الدافع المحدد بنسبة 3-4٪، والانتقال من EDD التقليدي إلى DRD هو 13-15٪.

اختبار محرك التفجير

مؤسسة للبحث الواعد

أجرت الرابطة العلمية والإنتاجية "Energomash" اختبارات الغرفة النموذجية للمحرك الصاروخي السائل للتفجير، وهو ما كان طنتين. تم الإعلان عن ذلك في مقابلة "Gazeta الروسية" مع كبير مصمم "Energomash" بيتر ليفوشكين. وفقا له، عمل هذا النموذج على الكيروسين والأكسجين الغازي.

التفجير هو احتراق أي مادة يتم فيها توزيع الأمام المحترق سرعة أسرع صوت. في الوقت نفسه، يتم تطبيق موجة الاختبار وفقا للمادة، تليها رد فعل كيميائي مع تخصيص كمية كبيرة من الحرارة. في محركات الصواريخ الحديثة، يحدث احتراق الوقود بسرعة خاطفة؛ وتسمى هذه العملية devlagration.

يتم تقسيم محركات التفجير اليوم إلى نوعين رئيسيين: الدافع والروارة. وتسمى الأخير أيضا تدور. في محركات نبض تحدث انفجارات قصيرة كأجزاء صغيرة من خليط الهواء الوقود هي الاحتراق. في حرق دوارة، يكون الخليط باستمرار دون توقف.

في هذه المنشآت الطاقة، يتم استخدام غرفة الاحتراق الحلقي، حيث يتم توفير خليط الوقود بالتتابع من خلال الصمامات الموجودة في الموجودة شعاعي. في مثل هذه النباتات من الطاقة، لا تتلاشى التفجير - موجة التفجير "تخفيض" غرفة الاحتراق الحلقة، ومزيج الوقود لديه الوقت للترقية. بدأ المحرك الروتاري لأول مرة في الدراسة في الاتحاد السوفياتي في الخمسينيات.

محركات التفجير قادرة على العمل في مجموعة واسعة من أسعار الطيران - من صفر إلى خمسة أرقام مها (0-6.2 ألف كيلومتر في الساعة). يعتقد أن مثل هذه النباتات من الطاقة يمكن أن تنتج قوة أكبر، استهلك الوقود أقل من محركات النفاثة العادية. في الوقت نفسه، تصميم محركات التفجير بسيط نسبيا: لا يوجد ضاغط والعديد من الأجزاء المتحركة.

تم تطوير محرك تفجير السائل الروسي الجديد من قبل العديد من المؤسسات، بما في ذلك ماي، معهد الهيدروديناميكا الهيدروامدة المسماة بعد Lavrentiev، Center Keldysh، المعهد المركزي لعلم هندسة بارانوف للطيران وميكانيكا كلية جامعة ولاية موسكو. التطوير يشرف على صندوق أبحاث المنظور.

وفقا ل Levochka، خلال ضغط الاختبار في غرفة الاحتراق بمحرك التفجير بلغ 40 جو. في الوقت نفسه، عمل التثبيت بشكل موثوق دون أنظمة تبريد معقدة. تم تأكيد أحد مهام الاختبار من خلال إمكانية احتراق تفجير الأوكسجين الكيروسين يمزج الوقودوبعد في وقت سابق تم الإبلاغ عن أن تردد التفجير في المحرك الروس الجديد هو 20 كيلو هرتز.

الاختبارات الأولى لمحرك الصواريخ التفجير السائل في صيف عام 2016. ما إذا كان قد تم اختبار المحرك مرة أخرى، إنه غير معروف.

في نهاية ديسمبر 2016، عقدت الشركة الأمريكية Aerojet Rocketdyne المختبر الوطني لتكنولوجيات الطاقة الأمريكية لتطوير تركيب جديد لتوربينات الغاز التوربينات بناء على محرك تفجير دوارة. العمل، وفقا لنتائجها سيتم إنشاء النموذج الأولي تثبيت جديدمن المقرر أن تكتمل بحلول منتصف عام 2019.

وفقا لتقدير أولي، فإن محرك التوربينات الغازية للنوع الجديد سيكون لديه ما لا يقل عن خمسة في المئة خصائص أفضل من هذه المنشآت العادية. في الوقت نفسه، يمكن أن تصنع المنشآت نفسها مدمجة.

vasily sychev.

اختبارات ناجحة لما يسمى بمحركات الصواريخ التفجير التي قدمت نتائج مثيرة للاهتمام للغاية. سيتم الاستمرار في العمل التجريبي في هذا الاتجاه.

على محركات Energomashev، تقلع وتسعين في المائة من صواريخ الناقل في روسيا .. صورة فوتوغرافية: ulesya kurpeeva.

التفجير هو انفجار. هل من الممكن جعلها تسيطر عليها؟ هل من الممكن إنشاء أسلحة فروظة على أساس مثل هذه المحركات؟ ما المحركات الصاروخية التي ستخصص الأجهزة غير مأهولة وغير مأهولة في الفضاء القريب؟ حول هذا الموضوع، محادثتنا مع نائب المدير العام هو المصمم الرئيسي "Ngo Energomash. أكاديمي V.P.P. Glushko" Peter Levochkin.

بيتر سيرجيفيتش، ما الفرص المفتوحة للمحركات الجديدة؟

بيتر ليفوشكين: إذا تحدثنا عن أقرب منظور، فإننا نعمل على محركات للصواريخ مثل "Angara A5V" و "Soyuz-5"، وكذلك الآخرين الذين هم في مرحلة ما قبل المشروع وهم غير معروفين لعامة الناس. بشكل عام، تم تصميم محركاتنا لمغادرة الصاروخ من سطح الجسم السماوي. ويمكنها أن تكون أي - أرضي، قمري، المريخ. لذلك، إذا تم تنفيذ برامج القمر أو المريخ، فسوف نشارك بالتأكيد فيها.

ما هي فعالية محركات الصواريخ الحديثة وهل هناك أي طرق لتحسينها؟

بيتر ليفوشكين:إذا تحدثنا عن معايير الطاقة والديناميكية الحرارية للمحركات، فيمكن القول أن لدينا، وكذلك أفضل محركات الصواريخ الكيميائية الأجنبية اليوم وصلت اليوم إلى حد ممكن. على سبيل المثال، يصل امتلاء احتراق الوقود بنسبة 98.5 في المائة. وهذا يعني تقريبا جميع الطاقة الكيميائية للوقود في المحرك تحويلها إلى الطاقة الحرارية لنزوح الغاز من فوهة.

تحسين المحركات في اتجاهات مختلفة. هذا هو استخدام المزيد من مكونات الوقود المكثف في مجال الطاقة، وإدخال حلول دوائر جديدة، وزيادة في الضغط في غرفة الاحتراق. منطقة أخرى هي استخدام جديد، بما في ذلك المضافة والتقنيات من أجل الحد من كثافة العمل، ونتيجة لذلك، تقليل قيمة محرك الصاروخ. كل هذا يؤدي إلى انخفاض في تكلفة تحميل الإخراج.

ومع ذلك، مع اعتبار أكثر تفصيلا، يصبح واضحا أن زيادة خصائص الطاقة للمحركات بالطريقة التقليدية غير فعالة.

باستخدام انفجار الوقود السيطرة يمكن أن تعطي سرعة الصواريخ أعلى ثماني مرات من سرعة الصوت

لماذا ا؟

بيتر ليفوشكين:زيادة في الضغط واستهلاك الوقود في غرفة الاحتراق ستزيد بشكل طبيعي عن دفع المحرك. ولكن سيتطلب زيادة في سمك الجدار للغرفة والمضخات. نتيجة لذلك، فإن تعقيد التصميم وزيادة جماعية، مكاسب للطاقة ليست كبيرة جدا. sheepbank لا يستحق كل هذا العناء.

وهذا هو، وقد استنفدت محركات الصواريخ موردها من تطورها؟

بيتر ليفوشكين:ليس بالتأكيد بهذه الطريقة. أنا أعرب عن اللغة التقنية، يمكن تحسينها من خلال زيادة في كفاءة العمليات المعقدة. هناك دورات من التحول الديناميكي الحراري للطاقة الكيميائية في طاقة طائرة تنتهي صلاحيتها، والتي هي أكثر فعالية بكثير من الاحتراق الكلاسيكي من وقود الصواريخ. هذه حلقة من احتراق التفجير ودورة من همفري بالقرب منها.

فتح تأثير تفجير الوقود نفسه مواطنتنا - بعد الأكاديمي بعد ذلك يعقوب بوريسوفيتش Zeldovich مرة أخرى في عام 1940. تنفيذ هذا التأثير في الممارسة العملية وعدت آفاق كبيرة جدا في الصواريخ. ليس من المستغرب أن قام الألمان في السنوات نفسها بالتحقيق بنشاط في عملية التفجير المحترقة. ولكن ليس على الإطلاق تجارب ناجحة لم يأتوا إليهم.

أظهرت الحسابات النظرية أن الاحتراق التفجير بنسبة 25 في المائة أكثر فعالية من دورة إكسبارية، وتجمع بشكل مناسب بين الوقود عند الضغط المستمر، والذي يتم تنفيذه في غرف محركات الصواريخ السائلة الحديثة.

وما هي مزايا حرق التفجير مقارنة مع الكلاسيكية؟

بيتر ليفوشكين:عملية الاحتراق الكلاسيكية هي منشطة خاطفة. التفجير - الأسرع من الصوت. يؤدي سرعة التفاعل في حجم صغير إلى إصدار حراري ضخم - إنه أعلى عدة آلاف مرة من احتراق الطلب، يتم تنفيذه في محركات الصواريخ الكلاسيكية مع نفس كتلة الوقود المحترق. بالنسبة لنا، فإن المحركات، وهذا يعني أنه مع أبعاد أصغر بكثير لمحرك التفجير ومع كتلة صغيرة من الوقود، يمكنك الحصول على نفس الحبل كما هو الحال في محركات الصواريخ السائلة الضخمة الحديثة.

ليس سرا أن المحركات مع حرق انفجار الوقود تطور في الخارج. ما هي مواقفنا؟ نحن نستسلم، اذهب إلى مستواهم أو الرصاص؟

بيتر ليفوشكين: لا تستسلم - هذا مؤكد. ولكن أيضا أن أقول أنني لا أستطيع القيادة. الموضوع مغلق بما فيه الكفاية. أحد الأسرار التكنولوجية الرئيسية هو كيفية ضمان عدم حرق وكيل الوقود المؤكسد لمحرك الصواريخ، لكنه انفجر، في حين لا يدمر غرفة الاحتراق. وهذا هو، في الواقع جعل الانفجار الحقيقي يسيطر عليه ويمكن التحكم فيه. للإشارة: التفجير هو حرق الوقود في مقدمة موجة الصدمة الأسرع من الصوت. هناك تفجير نبض عندما تتحرك موجة الصدمة على طول محور الغرفة واستبدل المرء الآخر، وكذلك تفجير مستمر (تدور)، عندما تتحرك أمواج الصدمة في الغرفة في دائرة.

فيما يتعلق بالمعروفة، بمشاركة أخصائييك، تم إجراء دراسات تجريبية لحرق التفجير. ما هي النتائج التي وردت؟

بيتر ليفوشكين: تم تنفيذ العمل على إنشاء غرفة نموذجية للمحرك الصاروخي الفوجئ السائل. فوق المشروع تحت رعاية صندوق البحوث الواعدة، عمل تعاون كبير من المراكز العلمية الرائدة في روسيا. من بينهم، معهد الهيدروديناميكا. ماجستير Lavrentiev، Mai، Celdysh Center، المعهد المركزي لمحطة موتور الطيران. P.I. Baranova، ميكانيكا ورياضيات كلية جامعة موسكو الحكومية. كوقود، اقترحنا استخدام الكيروسين، وكيل مؤكسد - أكسجين الغاز. في عملية الدراسات النظرية والتجريبية، تم تأكيد إمكانية إنشاء محرك صاروخي مفاجئ على مثل هذه المكونات. بناء على البيانات التي تم الحصول عليها، قمنا بتطوير، تصنيعها واختبارها بنجاح غرفة نموذج التفجير مع 2 طن وضغط في غرفة الاحتراق حوالي 40 صراف آلي.

تم حل هذه المهمة لأول مرة ليس فقط في روسيا، ولكن أيضا العالم. لذلك، بالطبع، كانت المشاكل. أولا، المرتبط بضمان التفجير المستدام للأكسجين مع الكيروسين، ثانيا، مع ضمان التبريد الموثوق لجدار الحريق بدون تبريد الوريد وجملة من المشكلات الأخرى، وهو جوهره مفهوم فقط لأولئك الماهرة في الفن وبعد

هل من الممكن استخدام محرك تفجير في صواريخ hypersonic؟

بيتر ليفوشكين:ويمكنك، وتحتاج. إذا فقط لأن حرق الوقود في الأمر هو الأسرع من الصوت. وفي تلك المحركات التي تحاول الآن إنشاء طائرات فروتونية تسيطر عليها، تحترق الخلقية. ويخلق الكثير من المشاكل. بعد كل شيء، إذا كان المحرك في المحرك عند المحرك، فإن المحرك يطير، دعنا نقول، مع سرعة خمسة أقنعة (واحد ماكس يساوي سرعة الصوت)، من الضروري الفرامل تدفق الهواء القادم إلى وضع الصوت. تبعا لذلك، فإن كل طاقة هذه الفرامل تدخل في حرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الإضافية للهيكل.

وفي محرك التفجير، تذهب عملية الاحتراق بسرعة أعلى من نبع الأوقات ونصف على الأقل. وعليه، يمكننا زيادة سرعة الطائرة لهذا الحجم. وهذا هو، نحن لا نتحدث عن خمسة، ولكن حوالي ثمانية ماهاس. هذا هو في الواقع تحقيق سرعة الطائرات بمحركات Hypersonic، حيث سيتم استخدام مبدأ الاحتراق بالتفجير.

بيتر ليفوشكين:هذا سؤال صعب. فتحنا فقط الباب إلى منطقة حرق التفجير. ظلت غير مستكشفة جدا وراء قوسين دراستنا. اليوم، إلى جانب RKK "Energy"، نحاول تحديد كيف يمكن للمحرك ككل مع غرفة تفجير يشبه كتل التجاوز.

ما المحركات التي تطير الناس إلى الكواكب البعيدة؟

بيتر ليفوشكين: في رأيي، لفترة طويلة سنطير على EDD التقليدية الانخراط في تحسينها. على الرغم من أن الأنواع الأخرى من محركات الصواريخ تنمية بالتأكيد، على سبيل المثال، لوحات كهربائية (فهي أكثر كفاءة بكثير EDD - الدافع المحدد أعلى 10 مرات). للأسف، محركات اليوم ووسائل الإزالة لا تسمح لنا بالحديث عن واقع الوزارة الجماعية، وحتى المزيد من الرحلات داخل الإعلانات. لا يزال هناك كل شيء على مستوى الخيال: محركات الفوتون، النقل الفوتوغرافي، البطولة، أمواج الجاذبية. على الرغم من ذلك، من ناحية أخرى، فقط منذ مائة وضرب سنوات صغيرة، تم إدراك كتابات جول كخيال خالص. ربما انفراجة ثورية في المجال حيث نعمل، فلا يزال الانتظار على الإطلاق. بما في ذلك في مجال الإبداع العملي للصواريخ باستخدام طاقة انفجار.

ملف "RG"

"جمعية Energomash العلمية والإنتاجية" تأسست من قبل Valentin Petrovich Glushko في عام 1929. الآن ترتدي اسمه. تم تطوير محركات الصواريخ السائلة لأوليدها وإنتاجها، في بعض الحالات ثانيا مراحل صواريخ الناقل. في المنظمات غير الحكومية طورت أكثر من 60 محركات نفاثة سائلة مختلفة. تم إطلاق أول قمر صناعي على محركات Energomash، وهو أول شخص أقيم في الفضاء، وكان أول جهاز تم إنشاؤه الذاتي "Lunohod-1" تم إطلاقه. اليوم، على المحركات المتقدمة والمصنعة في المنظمات غير الحكومية "Energomash"، أي أكثر من تسعين في المائة من صواريخ الناقل في روسيا تقلع.

Infographics "RG" / ألكساندر Smirnov / سيرجي بلزشكين

في نهاية يناير، ظهرت تقارير عن نجاحات جديدة للعلوم والتكنولوجيا الروسية. من المصادر الرسمية، أصبح من المعروف أن أحد المشاريع المحلية لمحرك النفاثة الواعدة لنوع التفجير قد مرت بالفعل مرحلة الاختبار. هذا يجلب لحظة الانتهاء الكامل من جميع الأعمال المطلوبة، بناء على نتائج الصواريخ الكونية أو العسكرية للتنمية الروسية ستكون قادرة على الحصول على محطات توليد الطاقة الجديدة مع زيادة الخصائص. علاوة على ذلك، يمكن استخدام مبادئ جديدة لعملية المحرك ليس فقط في مجال الصواريخ، ولكن أيضا في مجالات أخرى.

في الأيام الأخيرة من يناير، أخبر نائب رئيس الوزراء ديمتري روغوزين الصحافة الوطنية على أحدث النجاح لمؤسسات البحث. من بين الآخر، لمست عملية إنشاء محركات جيت باستخدام مبادئ جديدة للعمل. وقد تم بالفعل تقديم محرك واعد مع حرق التفجير إلى الاختبار. وفقا لنائبة رئيس الوزراء، تطبيق مبادئ عمل جديدة محطة توليد الكهرباء يسمح لك بالحصول على زيادة كبيرة في الخصائص. بالمقارنة مع بنيات الهندسة المعمارية التقليدية، هناك زيادة في التوجه حوالي 30٪.

مخطط محرك الصواريخ التفجير

محركات الصواريخ الحديثة فصول مختلفة وتستخدم الأنواع التي يتم تشغيلها في مختلف المجالات من قبل ما يسمى. دورة iSobaric أو حرق devlagration. في غرف الاحتراق الخاصة بهم، يتم الحفاظ على ضغط مستمر، حيث يحدث حرق الوقود البطيء. لا يحتاج المحرك في مبادئ Devlagration إلى وحدات متينة بشكل خاص، ولكنه محدود في أقصى قدر من المؤشرات. زيادة الخصائص الرئيسية، بدءا من مستوى معين، اتضح أن تكون معقدة بشكل غير معقول.

بديل للمحرك مع دورة إيزوبريك في سياق تحسين الخصائص - النظام مع ما يسمى. حرق التفجير. في هذه الحالة، يحدث رد فعل أكسدة الوقود وراء موجة الصدمة، مع تحريك سرعة عالية على طول غرفة الاحتراق. هذا يجعل متطلبات خاصة لتصميم المحرك، لكنه يعطي مزايا واضحة. من وجهة نظر كفاءة احتراق الوقود، فإن حرق التفجير أفضل بنسبة 25٪ من انحرف. يختلف أيضا عن حرق مع ضغط مستمر من زيادة قوة تبديد الحرارة من وحدة سطح رد الفعل. من الناحية النظرية، من الممكن زيادة هذه المعلمة بنسبة ثلاث أو أربع أوامر. نتيجة لذلك، يمكن زيادة سرعة غازات النفاثة بنسبة 20-25 مرة.

وبالتالي، فإن محرك التفجير، يختلف في زيادة الكفاءة، قادر على تطوير فحوى كبيرة مع استهلاك الوقود أقل. ومع ذلك، فإن مزاياها على التصميمات التقليدية واضحة، حتى وقت قريب، تركت التقدم في هذه المنطقة الكثير مما هو مرغوب فيه. تم صياغة مبادئ محرك النفاثة للتفجير في عام 1940 من قبل الفيزيائي السوفيتي YA.B. Zeldovich، ولكن المنتجات النهائية من هذا النوع لم تصل بعد بعد. الأسباب الرئيسية لعدم وجود نجاح حقيقي هي مشاكل في إنشاء تصميم قوي بما فيه الكفاية، وكذلك تعقيد الإطلاق والصيانة اللاحقة لموجة الصدمة عند تطبيق الوقود الموجود.

بدأ أحد المشاريع المحلية الأخيرة في مجال محركات الصواريخ التفجير في عام 2014 ويتم تطويره في المنظمات غير الحكومية "Energomash". الأكاديمي V.P. غاضب وفقا للبيانات المتاحة، كان الغرض من المشروع مع تشفير "Iphret" دراسة المبادئ الأساسية تقنية جديدة مع الإبداع اللاحق للمحرك الصاروخ السائل يستخدم الكيروسين والأكسجين الغازي. تم وضع أساس المحرك الجديد باسم الشياطين الناري من الفولكلور العربي، مبدأ حرق التفجير الدوران. وبالتالي، وفقا للفكرة الرئيسية للمشروع، يجب أن تتحرك موجة الصدمة باستمرار في دائرة داخل غرفة الاحتراق.

كان مطور الرأس للمشروع الجديد Energomash من المنظمات غير الحكومية، وإنشاء أكثر دقة في قاعدة مختبر خاص. بالإضافة إلى ذلك، جذبت العديد من منظمات البحث والتصميم الأخرى للعمل. دعم البرنامج صندوق البحث الواعد. تمكن جميع المشاركين في مشروع "iPhret" من تشكيل المظهر الأمثل للمحرك الواعد، وكذلك إنشاء غرفة احتراق النموذج مع مبادئ عمل جديدة.

لاستكشاف احتمالات الاتجاه بأكمله وأفكار جديدة قبل بضع سنوات، تم بناء ما يسمى. غرفة الاحتراق التفجير النموذجية المقابلة لمتطلبات المشروع. كان من المفترض أن يستخدم مثل هذا المحرك ذو الخبرة مع حزمة مختصرة ككويروسين سائل في الوقود. كما تم تقديم الأكسدة الأكسجين الغاز. في أغسطس 2016، بدأت غرفة الاختبار. من المهم أن تكون لأول مرة في مشروع هذا النوع، كان من الممكن إحضار مرحلة الشيكات الملصق. سابقا، تم تطوير محركات الصواريخ المحلية والأجنبية، ولكن لم يتم اختبارها.

أثناء اختبارات نموذج النموذج، كان من الممكن الحصول على نتائج مثيرة للاهتمام للغاية تظهر صحة النهج المستخدمة. لذلك، باستخدام المواد الصحيحة وتمكنت التكنولوجيا من الضغط داخل غرفة الاحتراق إلى 40 أجواء. توصلت إلى المنتج ذي الخبرة 2 طن.


كاميرا نموذجية على مقاعد البدلاء اختبار

في إطار مشروع "iPhret"، تم الحصول على بعض النتائج، ولكن محرك التفجير المحلي على الوقود السائل لا يزال بعيدا عن الطلب العملي الكامل. قبل تقديم هذه المعدات إلى مشاريع جديدة، يتعين على المصممين والعلماء أن يحلوا عددا من أخطر المهام. فقط بعد ذلك، ستتمكن صناعة الصواريخ أو صناعة الفضاء أو صناعة الدفاع من بدء تنفيذ إمكانات التقنيات الجديدة في الممارسة العملية.

في منتصف يناير " جريدة روسية"نشر مقابلة مع كبير مصمم NPO" Energomash "من قبل بيتر ليفوشكين، وهو موضوع الدولة الحالية وآفاق محركات التفجير. استدعى ممثل مؤسسة المطور الأحكام الرئيسية للمشروع، كما تم لمسه أيضا موضوع النجاح الذي تحقق. بالإضافة إلى ذلك، تحدث عن مجالات الاستخدام المحتملة من "التهاب الدفرة" والتصاميم المماثلة.

على سبيل المثال، يمكن استخدام محركات التفجير في طائرات فروتوني. ذكر P. Levochkin أن المحركات المقترحة الآن للاستخدام في هذه التقنية، واستخدام الاحتراق الخاطئ. مع سرعة hypersonic لجهاز الرحلة، يجب أن يكون الهواء الذي يدخل المحرك يجب أن ينفصل إلى وضع الصوت. ومع ذلك، يجب أن تؤدي الطاقة الكبح إلى أحمال حرارية إضافية على طائرة شراعية. في محركات التفجير، يصل معدل احتراق الوقود إلى M \u003d 2.5 على الأقل. بسبب هذا، يصبح من الممكن زيادة سرعة آلة الرحلة. ستتمكن آلة مماثلة بمحرك نوع التفجير من تسريع ما يصل إلى سرعات وثماني مرات أعلى من سرعة الصوت.

ومع ذلك، فإن المنظورات الحقيقية لمحركات الصواريخ التفجير ليست كبيرة جدا. وفقا ل P. Levochka، "فتحت فقط الباب إلى منطقة حرق التفجير." سيتعين على العلماء والمصممين دراسة العديد من الأسئلة، وفقط بعد ذلك سيكون من الممكن إنشاء هياكل ذات إمكانات عملية. نظرا لصناعة الفضاء هذه، فإن المحركات السائلة للتصميم التقليدي ستستخدم منذ فترة طويلة، والتي لا تلغي إمكانيات تحسينها الإضافي.

مثيرة للاهتمام هي حقيقة أن مبدأ الاحتراق التفجير يجد استخدام ليس فقط في مجال محركات الصواريخ. هناك بالفعل مشروع محلي لنظام الطيران مع غرفة احتراق التفجير تعمل على مبدأ النبض. تم تقديم عينة من ذوي الخبرة من هذا النوع إلى الاختبار، وفي المستقبل يمكن أن تعطي اتجاها جديدا. يمكن استخدام محركات احتراق التفجير الجديدة في مجموعة متنوعة من المجالات وتحل جزئيا عن توربينات الغاز أو محركات Turbojet من التصميمات التقليدية.

تم تطوير المشروع المحلي لمحرك الطيران للتفجير في OKB. صباحا. مهد الحضارة. تم تقديم معلومات حول هذا المشروع لأول مرة في المنتدى الفني الدولي العام الماضي "الجيش 2017". في كشك الشركة والمطور، كانت هناك مواد محركات مختلفةمثل التسلسل والتطوير. وكان من بين الأخير عينة تفجير واعدة.

جوهر الاقتراح الجديد هو تطبيق غرفة احتراق غير قياسية قادرة على تنفيذ احتراق انفجار الدافع للوقود في الغلاف الجوي. في هذه الحالة، يجب أن يصل وتيرة "الانفجارات" داخل المحرك إلى 15-20 كيلو هرتز. في المستقبل، هناك زيادة إضافية في هذه المعلمة ممكنة، نتيجة لذلك ستذهب ضجيج المحرك إلى أبعد من النطاق الذي ينظر إليه من قبل الأذن البشرية. قد تكون هذه الميزات للمحرك بعض الاهتمام.


أول إطلاق منتج ذو خبرة "Iphret"

ومع ذلك، ترتبط المزايا الرئيسية لمحطة الطاقة الجديدة بخصائص مرتفعة. أظهرت اختبارات البدلاء من المنتجات ذات الخبرة أنهم حوالي 30٪ متفوقة على محركات توربينات الغاز التقليدية وفقا لمؤشرات محددة. بحلول وقت أول مظاهرة عامة للمواد على محرك OKB. صباحا. الحمدات يمكن أن تحصل وعالية بما فيه الكفاية ميزات الأداءوبعد تمكن محرك من ذوي الخبرة من نوع جديد من العمل لمدة 10 دقائق دون استراحة. تم تجاوز التشغيل الكلي لهذا المنتج على الوقوف في ذلك الوقت 100 ساعة.

وأشار ممثلو مؤسسة المطور إلى أنه الآن يمكنك إنشاء محرك تفجير جديد مع شريط تواوي 2-2.5، ومناسب للتثبيت على الطائرات الخفيفة أو المركبات الجوية غير المأهولة. في تصميم مثل هذا المحرك، يقترح استخدام ما يسمى. أجهزة المرنان المسؤولة عن دورة احتراق الوقود الصحيح. ميزة مهمة للمشروع الجديد هي التركيب الممكن للمثل هذه الأجهزة في أي مكان في طائرة شراعية.

متخصصون في OKB. صباحا. يعمل المفرقعات على محركات الطائرات مع انفجار دفاعي يحترق أكثر من ثلاثة عقود، ولكن في حين أن المشروع لا يخرج من مرحلة البحث وليس لديه آفاق حقيقية. السبب الرئيسي هو عدم وجود ترتيب والتمويل اللازم. إذا حصل المشروع على الدعم اللازم، في المستقبل المنظور، يمكن إنشاء عينة محرك مناسبة للاستخدام على تقنيات مختلفة.

حتى الآن، تمكن العلماء الروس والمصممون من إظهار نتائج رائعة للغاية في مجال محركات النفاثة باستخدام مبادئ التشغيل الجديدة. هناك العديد من المشاريع المناسبة للاستخدام في المجالات الصاروخية والفضاء والفضاء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق محركات جديدة في الطيران "التقليدي". لا تزال بعض المشاريع في المراحل المبكرة وهي ليست جاهزة بعد للتحقق وغيرها من العمل، في حين تم بالفعل الحصول على أبرز النتائج التي تم الحصول عليها بالفعل.

استكشاف موضوع محركات النفاثة مع حرق التفجير، تمكن الخبراء الروس من إنشاء حجرة احتراق نموذج نموذجية مع الخصائص المرغوبة. لقد مر المنتج ذو الخبرة "Iphret" بالفعل الاختبار، حيث تم جمع عدد كبير من المعلومات المتنوعة. باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها، ستستمر تطور الاتجاه.

إن تطوير الاتجاه الجديد وترجمة الأفكار في النموذج المطبق تقريبا سيستغرق الكثير من الوقت، ولهذا السبب، في المستقبل المنظور والفضاء والجيش في المستقبل المنظور سيكون مجهزا بمحركات سائلة تقليدية فقط. ومع ذلك، فإن العمل قد خرج بالفعل من مرحلة نظرية بحتة، والآن كل إطلاق اختبار للمحرك التجريبي يجلب لحظة بناء الصاروخ الكامل مع محطات توليد الطاقة الجديدة.

وفقا لمواد المواقع:
http://engine.space/
http://fpi.gov.ru/
https://rg.ru/
https://utro.ru/
http://tass.ru/
http://svpressa.ru/

في نهاية يناير، ظهرت تقارير عن نجاحات جديدة للعلوم والتكنولوجيا الروسية. من المصادر الرسمية، أصبح من المعروف أن أحد المشاريع المحلية لمحرك النفاثة الواعدة لنوع التفجير قد مرت بالفعل مرحلة الاختبار. هذا يجلب لحظة الانتهاء الكامل من جميع الأعمال المطلوبة، بناء على نتائج الصواريخ الكونية أو العسكرية للتنمية الروسية ستكون قادرة على الحصول على محطات توليد الطاقة الجديدة مع زيادة الخصائص. علاوة على ذلك، يمكن استخدام مبادئ جديدة لعملية المحرك ليس فقط في مجال الصواريخ، ولكن أيضا في مجالات أخرى. في الأيام الأخيرة من يناير، أخبر نائب رئيس الوزراء ديمتري روغوزين الصحافة الوطنية على أحدث النجاح لمؤسسات البحث.

من بين الآخر، لمست عملية إنشاء محركات جيت باستخدام مبادئ جديدة للعمل. وقد تم بالفعل تقديم محرك واعد مع حرق التفجير إلى الاختبار. وفقا لنائب رئيس الوزراء، فإن تطبيق مبادئ التشغيل الجديدة لتشغيل محطة الطاقة يسمح لك بالحصول على زيادة كبيرة في الخصائص. بالمقارنة مع بنيات الهندسة المعمارية التقليدية، هناك زيادة في التوجه حوالي 30٪.


مخطط محرك الصواريخ التفجير

يتم استخدام محركات الصواريخ الحديثة من الطبقات والأنواع المختلفة التي تعمل في مختلف المجالات من قبل ما يسمى. دورة iSobaric أو حرق devlagration. في غرف الاحتراق الخاصة بهم، يتم الحفاظ على ضغط مستمر، حيث يحدث حرق الوقود البطيء. لا يحتاج المحرك في مبادئ Devlagration إلى وحدات متينة بشكل خاص، ولكنه محدود في أقصى قدر من المؤشرات. زيادة الخصائص الرئيسية، بدءا من مستوى معين، اتضح أن تكون معقدة بشكل غير معقول.

بديل للمحرك مع دورة إيزوبريك في سياق تحسين الخصائص - النظام مع ما يسمى. حرق التفجير. في هذه الحالة، يحدث رد فعل أكسدة الوقود وراء موجة الصدمة، مع تحريك سرعة عالية على طول غرفة الاحتراق. هذا يجعل متطلبات خاصة لتصميم المحرك، لكنه يعطي مزايا واضحة. من وجهة نظر كفاءة احتراق الوقود، فإن حرق التفجير أفضل بنسبة 25٪ من انحرف. يختلف أيضا عن حرق مع ضغط مستمر من زيادة قوة تبديد الحرارة من وحدة سطح رد الفعل. من الناحية النظرية، من الممكن زيادة هذه المعلمة بنسبة ثلاث أو أربع أوامر. نتيجة لذلك، يمكن زيادة سرعة غازات النفاثة بنسبة 20-25 مرة.

وبالتالي، فإن محرك التفجير، يختلف في زيادة الكفاءة، قادر على تطوير فحوى كبيرة مع استهلاك الوقود أقل. ومع ذلك، فإن مزاياها على التصميمات التقليدية واضحة، حتى وقت قريب، تركت التقدم في هذه المنطقة الكثير مما هو مرغوب فيه. تم صياغة مبادئ محرك النفاثة للتفجير في عام 1940 من قبل الفيزيائي السوفيتي YA.B. Zeldovich، ولكن المنتجات النهائية من هذا النوع لم تصل بعد بعد. الأسباب الرئيسية لعدم وجود نجاح حقيقي هي مشاكل في إنشاء تصميم قوي بما فيه الكفاية، وكذلك تعقيد الإطلاق والصيانة اللاحقة لموجة الصدمة عند تطبيق الوقود الموجود.

بدأ أحد المشاريع المحلية الأخيرة في مجال محركات الصواريخ التفجير في عام 2014 ويتم تطويره في المنظمات غير الحكومية "Energomash". الأكاديمي V.P. غاضب وفقا للبيانات المتاحة، كان الهدف من المشروع مع تشفير "iPhret" هو دراسة المبادئ الأساسية للتقنيات الجديدة، تليها إنشاء محرك صاروخي سائل باستخدام الكيروسين والأكسجين الغاز. تم وضع أساس المحرك الجديد باسم الشياطين الناري من الفولكلور العربي، مبدأ حرق التفجير الدوران. وبالتالي، وفقا للفكرة الرئيسية للمشروع، يجب أن تتحرك موجة الصدمة باستمرار في دائرة داخل غرفة الاحتراق.

كان مطور الرأس للمشروع الجديد Energomash من المنظمات غير الحكومية، وإنشاء أكثر دقة في قاعدة مختبر خاص. بالإضافة إلى ذلك، جذبت العديد من منظمات البحث والتصميم الأخرى للعمل. دعم البرنامج صندوق البحث الواعد. تمكن جميع المشاركين في مشروع "iPhret" من تشكيل المظهر الأمثل للمحرك الواعد، وكذلك إنشاء غرفة احتراق النموذج مع مبادئ عمل جديدة.

لاستكشاف احتمالات الاتجاه بأكمله وأفكار جديدة قبل بضع سنوات، تم بناء ما يسمى. غرفة الاحتراق التفجير النموذجية المقابلة لمتطلبات المشروع. كان من المفترض أن يستخدم مثل هذا المحرك ذو الخبرة مع حزمة مختصرة ككويروسين سائل في الوقود. كما تم تقديم الأكسدة الأكسجين الغاز. في أغسطس 2016، بدأت غرفة الاختبار. من المهم أن يتمكن مشروع هذا النوع لأول مرة في التاريخ لأول مرة من خلال مرحلة الشيكات الملصق. سابقا، تم تطوير محركات الصواريخ المحلية والأجنبية، ولكن لم يتم اختبارها.

أثناء اختبارات نموذج النموذج، كان من الممكن الحصول على نتائج مثيرة للاهتمام للغاية تظهر صحة النهج المستخدمة. لذلك، من خلال استخدام المواد والتقنيات المناسبة، اتضح الضغط داخل غرفة الاحتراق إلى 40 أجواء. توصلت إلى المنتج ذي الخبرة 2 طن.


كاميرا نموذجية على مقاعد البدلاء اختبار

في إطار مشروع "iPhret"، تم الحصول على بعض النتائج، ولكن محرك التفجير المحلي على الوقود السائل لا يزال بعيدا عن الطلب العملي الكامل. قبل تقديم هذه المعدات إلى مشاريع جديدة، يتعين على المصممين والعلماء أن يحلوا عددا من أخطر المهام. فقط بعد ذلك، ستتمكن صناعة الصواريخ أو صناعة الفضاء أو صناعة الدفاع من بدء تنفيذ إمكانات التقنيات الجديدة في الممارسة العملية.

في منتصف يناير، نشرت Gazeta الروسية مقابلة مع كبير مصمم NPO "Energomash" من قبل بيتر ليفوشكين، وهو موضوع الدولة التي كانت الحالة الحالية وآفاق محركات التفجير. استدعى ممثل مؤسسة المطور الأحكام الرئيسية للمشروع، كما تم لمسه أيضا موضوع النجاح الذي تحقق. بالإضافة إلى ذلك، تحدث عن مجالات الاستخدام المحتملة من "التهاب الدفرة" والتصاميم المماثلة.

على سبيل المثال، يمكن استخدام محركات التفجير في طائرات فروتوني. ذكر P. Levochkin أن المحركات المقترحة الآن للاستخدام في هذه التقنية، واستخدام الاحتراق الخاطئ. مع سرعة hypersonic لجهاز الرحلة، يجب أن يكون الهواء الذي يدخل المحرك يجب أن ينفصل إلى وضع الصوت. ومع ذلك، يجب أن تؤدي الطاقة الكبح إلى أحمال حرارية إضافية على طائرة شراعية. في محركات التفجير، يصل معدل احتراق الوقود إلى M \u003d 2.5 على الأقل. بسبب هذا، يصبح من الممكن زيادة سرعة آلة الرحلة. ستتمكن آلة مماثلة بمحرك نوع التفجير من تسريع ما يصل إلى سرعات وثماني مرات أعلى من سرعة الصوت.

ومع ذلك، فإن المنظورات الحقيقية لمحركات الصواريخ التفجير ليست كبيرة جدا. وفقا ل P. Levochka، "فتحت فقط الباب إلى منطقة حرق التفجير." سيتعين على العلماء والمصممين دراسة العديد من الأسئلة، وفقط بعد ذلك سيكون من الممكن إنشاء هياكل ذات إمكانات عملية. نظرا لصناعة الفضاء هذه، فإن المحركات السائلة للتصميم التقليدي ستستخدم منذ فترة طويلة، والتي لا تلغي إمكانيات تحسينها الإضافي.

مثيرة للاهتمام هي حقيقة أن مبدأ الاحتراق التفجير يجد استخدام ليس فقط في مجال محركات الصواريخ. هناك بالفعل مشروع محلي لنظام الطيران مع غرفة احتراق التفجير تعمل على مبدأ النبض. تم تقديم عينة من ذوي الخبرة من هذا النوع إلى الاختبار، وفي المستقبل يمكن أن تعطي اتجاها جديدا. يمكن استخدام محركات احتراق التفجير الجديدة في مجموعة متنوعة من المجالات وتحل جزئيا عن توربينات الغاز أو محركات Turbojet من التصميمات التقليدية.

تم تطوير المشروع المحلي لمحرك الطيران للتفجير في OKB. صباحا. مهد الحضارة. تم تقديم معلومات حول هذا المشروع لأول مرة في المنتدى الفني الدولي العام الماضي "الجيش 2017". في كشك شركة المطور، حضر مواد محركات مختلفة، سواء المسلسل والتطوير. وكان من بين الأخير عينة تفجير واعدة.

جوهر الاقتراح الجديد هو تطبيق غرفة احتراق غير قياسية قادرة على تنفيذ احتراق انفجار الدافع للوقود في الغلاف الجوي. في هذه الحالة، يجب أن يصل وتيرة "الانفجارات" داخل المحرك إلى 15-20 كيلو هرتز. في المستقبل، هناك زيادة إضافية في هذه المعلمة ممكنة، نتيجة لذلك ستذهب ضجيج المحرك إلى أبعد من النطاق الذي ينظر إليه من قبل الأذن البشرية. قد تكون هذه الميزات للمحرك بعض الاهتمام.


أول إطلاق منتج ذو خبرة "Iphret"

ومع ذلك، ترتبط المزايا الرئيسية لمحطة الطاقة الجديدة بخصائص مرتفعة. أظهرت اختبارات البدلاء من المنتجات ذات الخبرة أنهم حوالي 30٪ متفوقة على محركات توربينات الغاز التقليدية وفقا لمؤشرات محددة. بحلول وقت أول مظاهرة عامة للمواد على محرك OKB. صباحا. يمكن أن تحصل الحشو والأداء العالي بما فيه الكفاية. تمكن محرك من ذوي الخبرة من نوع جديد من العمل لمدة 10 دقائق دون استراحة. تم تجاوز التشغيل الكلي لهذا المنتج على الوقوف في ذلك الوقت 100 ساعة.

وأشار ممثلو مؤسسة المطور إلى أنه الآن يمكنك إنشاء محرك تفجير جديد مع شريط تواوي 2-2.5، ومناسب للتثبيت على الطائرات الخفيفة أو المركبات الجوية غير المأهولة. في تصميم مثل هذا المحرك، يقترح استخدام ما يسمى. أجهزة المرنان المسؤولة عن دورة احتراق الوقود الصحيح. ميزة مهمة للمشروع الجديد هي التركيب الممكن للمثل هذه الأجهزة في أي مكان في طائرة شراعية.

متخصصون في OKB. صباحا. يعمل المفرقعات على محركات الطائرات مع انفجار دفاعي يحترق أكثر من ثلاثة عقود، ولكن في حين أن المشروع لا يخرج من مرحلة البحث وليس لديه آفاق حقيقية. السبب الرئيسي هو عدم وجود ترتيب والتمويل اللازم. إذا حصل المشروع على الدعم اللازم، في المستقبل المنظور، يمكن إنشاء عينة محرك مناسبة للاستخدام على تقنيات مختلفة.

حتى الآن، تمكن العلماء الروس والمصممون من إظهار نتائج رائعة للغاية في مجال محركات النفاثة باستخدام مبادئ التشغيل الجديدة. هناك العديد من المشاريع المناسبة للاستخدام في المجالات الصاروخية والفضاء والفضاء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق محركات جديدة في الطيران "التقليدي". لا تزال بعض المشاريع في المراحل المبكرة وهي ليست جاهزة بعد للتحقق وغيرها من العمل، في حين تم بالفعل الحصول على أبرز النتائج التي تم الحصول عليها بالفعل.

استكشاف موضوع محركات النفاثة مع حرق التفجير، تمكن الخبراء الروس من إنشاء حجرة احتراق نموذج نموذجية مع الخصائص المرغوبة. لقد مر المنتج ذو الخبرة "Iphret" بالفعل الاختبار، حيث تم جمع عدد كبير من المعلومات المتنوعة. باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها، ستستمر تطور الاتجاه.

إن تطوير الاتجاه الجديد وترجمة الأفكار في النموذج المطبق تقريبا سيستغرق الكثير من الوقت، ولهذا السبب، في المستقبل المنظور والفضاء والجيش في المستقبل المنظور سيكون مجهزا بمحركات سائلة تقليدية فقط. ومع ذلك، فإن العمل قد خرج بالفعل من مرحلة نظرية بحتة، والآن كل إطلاق اختبار للمحرك التجريبي يجلب لحظة بناء الصاروخ الكامل مع محطات توليد الطاقة الجديدة.

جديد على الموقع

>

الأكثر شعبية