2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41
Utforskning av rymd är ofrivilligt förknippad med rymdfarkoster. Hjärtat i varje bärraket är dess motor. Den måste utveckla den första rymdhastigheten - cirka 7,9 km/s för att leverera astronauterna i omloppsbana, och den andra rymdhastigheten för att övervinna planetens gravitationsfält.
Att uppnå detta är inte lätt, men forskare letar ständigt efter nya sätt att lösa detta problem. Designers från Ryssland gick ännu längre och lyckades utveckla en detonationsraketmotor, vars tester slutade med framgång. Denna prestation kan kallas ett verkligt genombrott inom rymdteknik.
Nya funktioner
Varför finns det stora förhoppningar om detonationsmotorer? Enligt forskare kommer deras kraft att vara 10 tusen gånger större än kraften hos befintliga raketmotorer. Samtidigt kommer de att förbruka mycket mindre bränsle, och deras produktion kommer att kännetecknas av låg kostnad och lönsamhet. Vad är det medrelaterade?
Det handlar om bränsleoxidationsreaktionen. Om moderna raketer använder deflagreringsprocessen - långsam (subsonisk) förbränning av bränsle vid konstant tryck, fungerar detonationsraketmotorn på grund av explosionen, detonation av den brännbara blandningen. Den brinner i överljudshastigheter och frigör enorma mängder termisk energi samtidigt som stötvågen fortplantar sig.
Utvecklingen och testningen av den ryska versionen av detonationsmotorn utfördes av det specialiserade laboratoriet "Detonation LRE" som en del av produktionskomplexet "Energomash".
Nya motorers överlägsenhet
Världens ledande forskare har studerat och utvecklat detonationsmotorer i 70 år. Det främsta skälet till att förhindra skapandet av denna typ av motor är den okontrollerade spontana förbränningen av bränsle. Dessutom stod den effektiva blandningen av bränsle och oxidationsmedel, liksom integreringen av munstycket och luftintaget, på agendan.
Genom att lösa dessa problem kommer det att vara möjligt att skapa en detonationsraketmotor, som, vad gäller dess tekniska egenskaper, kommer att ta om tid. Samtidigt kallar forskare dess fördelar:
- Förmågan att utveckla hastigheter inom subsonic och hypersonic.
- Designa många rörliga delar.
- Lägre massa och kostnad för kraftverket.
- Hög termodynamisk effektivitet.
Denna typ av motor tillverkades inte i serie. Den testades första gången på lågtflygande flygplan 2008. Detonationsmotorn för bärraketer testades för första gången av ryska forskare. Det är därför som denna händelse ges så stor betydelse.
Arbetsprincip: puls och kontinuerlig
För närvarande utvecklar forskare installationer med ett pulserande och kontinuerligt arbetsflöde. Funktionsprincipen för en detonationsraketmotor med ett pulsat driftschema är baserad på den cykliska fyllningen av förbränningskammaren med en brännbar blandning, dess sekventiella antändning och utsläpp av förbränningsprodukter i miljön.
Följaktligen, i en kontinuerlig arbetsprocess, matas bränslet in i förbränningskammaren kontinuerligt, bränslet brinner i en eller flera detonationsvågor som kontinuerligt cirkulerar över flödet. Fördelarna med sådana motorer är:
- Enkeltändning av bränsle.
- Relativt enkel design.
- Liten storlek och vikt på enheter.
- Effektivare användning av den brännbara blandningen.
- Lågt ljud, vibrationer och emissioner.
I framtiden, med hjälp av dessa fördelar, kommer en detonerande raketmotor för flytande drivmedel med kontinuerlig drift att ersätta alla befintliga installationer på grund av dess vikt, storlek och kostnadsegenskaper.
Testa detonationsmotor
De första testerna av den inhemska detonationsanläggningen ägde rum inom ramen förprojekt upprättat av utbildnings- och vetenskapsministeriet. En liten motor med en förbränningskammare 100 mm i diameter och en ringformig kanalbredd på 5 mm presenterades som en prototyp. Testerna utfördes på ett speciellt stativ, indikatorer registrerades vid arbete med olika typer av brännbar blandning - väte-syre, naturgas-syre, propan-butan-syre.
Tester av detonationsraketmotorer som drivs av syre-vätebränsle visade att den termodynamiska cykeln för dessa enheter är 7 % effektivare än andra enheter. Dessutom bekräftades experimentellt att med en ökning av mängden bränsle som tillförs ökar också dragkraften, liksom antalet detonationsvågor och rotationshastigheten.
Analoger i andra länder
Detonationsmotorer utvecklas av forskare från ledande länder i världen. Designers från USA har uppnått den största framgången i denna riktning. I sina modeller implementerade de ett kontinuerligt driftsätt, eller roterande. Den amerikanska militären planerar att använda dessa installationer för att utrusta ytfartyg. På grund av sin lättare vikt och lilla storlek med hög uteffekt, kommer de att bidra till att öka effektiviteten hos stridsbåtar.
En stökiometrisk blandning av väte och syre används av en amerikansk detonationsraketmotor. Fördelarna med en sådan energikälla är i första hand ekonomiska - syre brinner exakt så mycket som krävs för att oxidera väte. Nu förDen amerikanska regeringen spenderar flera miljarder dollar för att förse krigsfartyg med kolbränsle. Stökiometriskt bränsle kommer att minska kostnaderna med flera gånger.
Vidareutvecklingsriktningar och framtidsutsikter
Ny data som erhållits som ett resultat av tester av detonationsmotorer bestämde användningen av fundament alt nya metoder för att konstruera ett schema för drift på flytande bränsle. Men för drift måste sådana motorer ha hög värmebeständighet på grund av den stora mängden termisk energi som frigörs. För tillfället utvecklas en speciell beläggning som kommer att säkerställa driften av förbränningskammaren under hög temperaturexponering.
En speciell plats i vidare forskning är skapandet av blandningshuvuden, med vilka det kommer att vara möjligt att erhålla droppar av brännbart material av en given storlek, koncentration och sammansättning. För att lösa dessa problem kommer en ny detonationsraketmotor för flytande drivmedel att skapas, som kommer att bli grunden för en ny klass av bärraketer.
Rekommenderad:
Stränggjutning av stål: funktionsprincip, nödvändig utrustning, fördelar och nackdelar med metoden
Idag tillverkas ett stort antal olika saker, delar etc. av stål, vilket naturligtvis kräver en stor mängd källmaterial. Därför har anläggningarna länge använt metoden för kontinuerlig gjutning av stål, kännetecknad av den viktigaste egenskapen - hög produktivitet
Tester för yrkesmässig lämplighet för anställda vid inrikesministeriet. Vilka bör utföras och varför görs det?
Hur kontrollerar man om en viss person ärligt och effektivt kan tjäna till förmån för människorna i inrikesministeriet? Det finns speciella tester för detta, även vilken person som helst kan klara dem för att bestämma egenskaperna hos deras karaktär. Vilka är dessa tester? Läs nedan
Polygrafi när du söker jobb: kärnan i tester, frågor och ungefärliga svar
Användningen av en polygraf när man söker jobb orsakar fortfarande många kontroverser och frågor. Vissa är intresserade av lagligheten av en sådan kontroll. Andra oroar sig över frågan om hur man kan lura en lögndetektor och om det överhuvudtaget är möjligt. Det är inte känt vilken arbetsgivare som kommer att erbjuda den sökande att ta polygraf när han söker jobb. Därför kommer information om förfarandet och andra nyanser av revisionen uppenbarligen inte att vara överflödig
Avisningsmaterial: produktion, egenskaper, tester
Avisningsmaterial är moderna medel som gör att du kan skydda vägar från is och snö
Lasersvetsning: funktionsprincip och fördelar
Metaller kan anslutas på olika sätt. Det mest pålitliga och progressiva sättet att erhålla permanenta fogar av olika produkter är lasersvetsning. Tack vare denna teknik är det möjligt att inte bara uppnå stor precision och noggrannhet, utan också att sammanfoga material med hög smältpunkt eller hög värmeledningsförmåga. Den korta, kontrollerbara smälttiden och den lilla mängden smälta gör det möjligt att svetsa även delar för vilka konventionella metoder inte alls lämpar sig
