2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40
Raziskovanje vesolja je nehote povezano z vesoljskimi plovili. Srce katere koli nosilne rakete je njen motor. Razviti mora prvo vesoljsko hitrost - približno 7,9 km/s, da astronavte dostavi v orbito, in drugo vesoljsko hitrost, da premaga gravitacijsko polje planeta.
To ni enostavno, vendar znanstveniki nenehno iščejo nove načine za rešitev tega problema. Oblikovalci iz Rusije so šli še dlje in uspeli razviti detonacijski raketni motor, katerega testi so se končali uspešno. Ta dosežek lahko imenujemo pravi preboj na področju vesoljskega inženiringa.
Nove funkcije
Zakaj obstaja veliko upanje za detonacijske motorje? Po mnenju znanstvenikov bo njihova moč 10 tisoč krat večja od moči obstoječih raketnih motorjev. Hkrati bodo porabili veliko manj goriva, njihovo proizvodnjo pa bodo odlikovali nizki stroški in donosnost. S čim jepovezano?
Vse gre za reakcijo oksidacije goriva. Če sodobne rakete uporabljajo proces deflagracije - počasno (podzvočno) zgorevanje goriva pri konstantnem tlaku, potem detonacijski raketni motor deluje zaradi eksplozije, detonacije gorljive mešanice. Gori z nadzvočno hitrostjo in hkrati s širjenjem udarnega vala sprošča ogromne količine toplotne energije.
Razvoj in testiranje ruske različice detonacijskega motorja je izvedel specializirani laboratorij "Detonation LRE" kot del proizvodnega kompleksa "Energomash".
Premoč novih motorjev
Vodični svetovni znanstveniki že 70 let preučujejo in razvijajo detonacijske motorje. Glavni razlog za preprečevanje nastanka tovrstnega motorja je nenadzorovano spontano zgorevanje goriva. Poleg tega je bilo na dnevnem redu učinkovito mešanje goriva in oksidanta, pa tudi integracija šobe in dovoda zraka.
Z rešitvijo teh problemov bo mogoče ustvariti detonacijski raketni motor, ki bo po svojih tehničnih lastnostih prehiteval čas. Hkrati znanstveniki imenujejo njegove prednosti:
- Zmožnost razvoja hitrosti v podzvočnem in hiperzvočnem območju.
- Oblikujte veliko gibljivih delov.
- Nižja masa in stroški elektrarne.
- Visoka termodinamična učinkovitost.
Ta tip motorja ni bil izdelan v seriji. Prvič je bil testiran na nizko letečih letalih leta 2008. Ruski znanstveniki so prvič preizkusili detonacijski motor za nosilne rakete. Zato je temu dogodku pripisan tako velik pomen.
Načelo delovanja: impulzno in neprekinjeno
Trenutno znanstveniki razvijajo instalacije z impulznim in neprekinjenim potekom dela. Načelo delovanja detonacijskega raketnega motorja s pulzno shemo delovanja temelji na cikličnem polnjenju zgorevalne komore z gorljivo mešanico, njenem zaporednem vžigu in sproščanju produktov zgorevanja v okolje.
Skladno s tem se v neprekinjenem delovnem procesu gorivo neprekinjeno dovaja v zgorevalno komoro, gorivo gori v enem ali več detonacijskih valovih, ki neprekinjeno krožijo po toku. Prednosti takšnih motorjev so:
- Enotni vžig goriva.
- Relativno preprost dizajn.
- Majhna velikost in teža enot.
- Učinkovitejša uporaba gorljive mešanice.
- Nizek hrup, vibracije in emisije.
Z uporabo teh prednosti bo detonacijski raketni motor na tekoče gorivo neprekinjenega delovanja nadomestil vse obstoječe naprave zaradi svoje teže, velikosti in stroškovnih značilnosti.
Preskusni detonacijski motor
Prvi preizkusi domače detonacijske naprave so potekali v okviruprojekt, ki ga je ustanovilo Ministrstvo za izobraževanje in znanost. Kot prototip je bil predstavljen majhen motor z zgorevalno komoro premera 100 mm in širino obročastega kanala 5 mm. Preizkusi so bili opravljeni na posebnem stojalu, kazalniki so bili zabeleženi pri delu na različnih vrstah gorljivih mešanic - vodik-kisik, zemeljski plin-kisik, propan-butan-kisik.
Preizkusi detonacijskega raketnega motorja, ki ga poganja kisikovo-vodikovo gorivo, so dokazali, da je termodinamični cikel teh enot za 7 % učinkovitejši od drugih enot. Poleg tega je bilo eksperimentalno potrjeno, da se s povečanjem količine dobavljenega goriva poveča tudi potisk, pa tudi število detonacijskih valov in hitrost vrtenja.
Analogi v drugih državah
Detonacijske motorje razvijajo znanstveniki iz vodilnih držav sveta. Največji uspeh v tej smeri so dosegli oblikovalci iz ZDA. V svoje modele so implementirali neprekinjen način delovanja oziroma rotacijski. Ameriška vojska namerava te naprave uporabiti za opremljanje površinskih ladij. Zaradi svoje manjše teže in majhnosti z visoko izhodno močjo bodo pripomogli k povečanju učinkovitosti bojnih čolnov.
Stehiometrično mešanico vodika in kisika uporablja ameriški detonacijski raketni motor. Prednosti takšnega vira energije so predvsem ekonomične - kisik gori natanko toliko, kot je potrebno za oksidacijo vodika. Zdaj zaVlada ZDA porabi več milijard dolarjev za oskrbo vojaških ladij z ogljikovim gorivom. Stehiometrično gorivo bo zmanjšalo stroške za nekajkrat.
Nadaljnje razvojne smeri in obeti
Novi podatki, pridobljeni kot rezultat testov detonacijskih motorjev, so določili uporabo bistveno novih metod za konstrukcijo sheme za delovanje na tekoče gorivo. Toda za delovanje morajo imeti takšni motorji visoko toplotno odpornost zaradi velike količine sproščene toplotne energije. Trenutno se razvija poseben premaz, ki bo zagotovil delovanje zgorevalne komore pri izpostavljenosti visokim temperaturam.
Posebno mesto v nadaljnjih raziskavah je izdelava mešalnih glav, s katerimi bo mogoče pridobiti kapljice gorljivega materiala določene velikosti, koncentracije in sestave. Za reševanje teh vprašanj bo ustvarjen nov detonacijski raketni motor na tekoče gorivo, ki bo postal osnova novega razreda nosilnih raket.
Priporočena:
Rok uporabnosti vodomera: obdobje delovanja in delovanja, obdobja preverjanja, pravila delovanja in čas uporabe merilnikov tople in hladne vode
Rok uporabnosti vodomerov je različen. Odvisno je od njegove kakovosti, stanja cevi, priključka na hladno ali toplo vodo, proizvajalca. V povprečju proizvajalci trdijo približno 8-10 let delovanja naprav. V tem primeru je lastnik dolžan njihovo preverjanje opraviti v zakonsko določenih rokih. Več o tem in nekaterih drugih točkah vam bomo povedali v članku
Diamantni vrtalni stroj: vrste, naprava, princip delovanja in pogoji delovanja
Kombinacija kompleksne konfiguracije smeri rezanja in polprevodniške delovne opreme omogoča opremi za diamantno vrtanje, da izvaja izjemno občutljive in kritične postopke obdelave kovin. Takšnim enotam se zaupajo operacije oblikovanja oblikovanih površin, korekcije lukenj, obdelave koncev itd. Hkrati je diamantni vrtalni stroj univerzalen glede možnosti uporabe na različnih področjih. Uporablja se ne samo v specializiranih industrijah, ampak tudi v zasebnih delavnicah
Nizkotlačni grelniki: definicija, princip delovanja, tehnične značilnosti, klasifikacija, zasnova, značilnosti delovanja, uporaba v industriji
Nizkotlačni grelniki (LPH) se trenutno uporabljajo precej aktivno. Obstajata dve glavni vrsti, ki ju proizvajajo različni montažni obrati. Seveda se razlikujejo tudi po lastnostih delovanja
Protiletalski raketni sistem. Protiletalski raketni sistem "Igla". Protiletalski raketni sistem "Osa"
Potreba po ustvarjanju specializiranih protiletalskih raketnih sistemov je bila zrela med drugo svetovno vojno, vendar so se znanstveniki in orožarji iz različnih držav začeli podrobneje ukvarjati s tem vprašanjem šele v 50. letih. Dejstvo je, da do takrat preprosto ni bilo sredstev za nadzor prestreznih raket
"Alder" - raketni sistem: značilnosti, testi. Ukrajinska 300-milimetrska popravljena bojna raketa "Alder"
Ni skrivnost, da na ozemlju Ukrajine potekajo aktivne sovražnosti. Morda se je zato vlada odločila ustvariti novo orožje. Alder je raketni sistem, katerega razvoj so začeli letos. Vlada Ukrajine zagotavlja, da ima raketa edinstveno tehnologijo. Podrobnejše informacije o testiranju kompleksa in njegovih značilnostih najdete v našem članku
