2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26
Avaruustutkimus liittyy tahattomasti avaruusaluksiin. Jokaisen kantoraketin sydän on sen moottori. Sen on kehitettävä ensimmäinen avaruusnopeus - noin 7,9 km/s kuljettaakseen astronautit kiertoradalle, ja toinen avaruusnopeus voittaakseen planeetan gravitaatiokentän.
Tämän saavuttaminen ei ole helppoa, mutta tutkijat etsivät jatkuvasti uusia tapoja ratkaista tämä ongelma. Venäläiset suunnittelijat menivät vielä pidemmälle ja onnistuivat kehittämään räjähdysrakettimoottorin, jonka testit päättyivät menestykseen. Tätä saavutusta voidaan kutsua todelliseksi läpimurtoksi avaruustekniikan alalla.
Uudet ominaisuudet
Miksi räjähdysmoottoreille on asetettu suuria toiveita? Tutkijoiden mukaan niiden teho on 10 tuhatta kertaa suurempi kuin olemassa olevien rakettimoottoreiden teho. Samaan aikaan ne kuluttavat paljon vähemmän polttoainetta, ja niiden tuotanto erottuu alhaisista kustannuksista ja kannattavuudesta. Mitä se sisältääliittyvät?
Kyse on polttoaineen hapetusreaktiosta. Jos nykyaikaiset raketit käyttävät syttymisprosessia - polttoaineen hidasta (aliääni) palamista vakiopaineessa, niin räjähdysrakettimoottori toimii räjähdyksen, palavan seoksen räjähdyksen vuoksi. Se palaa yliäänenopeuksilla vapauttaen v altavia määriä lämpöenergiaa samaan aikaan kuin iskua alto etenee.
Räjähdysmoottorin venäläisen version kehittämisen ja testauksen suoritti erikoislaboratorio "Detonation LRE" osana "Energomashin" tuotantokompleksia.
Uusien moottoreiden ylivoima
Maailman johtavat tiedemiehet ovat tutkineet ja kehittäneet räjähdysmoottoreita 70 vuoden ajan. Pääsyy, joka estää tämäntyyppisten moottorien luomisen, on polttoaineen hallitsematon spontaani palaminen. Lisäksi polttoaineen ja hapettimen tehokas sekoittaminen sekä suuttimen ja ilmanottoaukon integrointi olivat asialistalla.
Ratkaisemalla nämä ongelmat on mahdollista luoda räjähdysrakettimoottori, joka teknisiltä ominaisuuksiltaan ylittää ajan. Samaan aikaan tiedemiehet kutsuvat sen etuja:
- Kyky kehittää nopeuksia subsonic- ja hypersonic-alueilla.
- Suunnittele monia liikkuvia osia.
- Pienempi massa ja voimalaitoksen hinta.
- Korkea termodynaaminen hyötysuhde.
Tällaista moottorityyppiä ei valmistettu sarjassa. Sitä testattiin ensimmäisen kerran matalalla lentävillä lentokoneilla vuonna 2008. Venäläiset tutkijat testasivat ensimmäistä kertaa kantorakettien räjähdysmoottoria. Siksi tälle tapahtumalle annetaan niin suuri merkitys.
Toimintaperiaate: pulssi ja jatkuva
Tieteilijat kehittävät tällä hetkellä asennuksia, joissa on pulssitoiminen ja jatkuva työnkulku. Pulssikäyttöisen räjähdysrakettimoottorin toimintaperiaate perustuu polttokammion sykliseen täyttämiseen palavalla seoksella, sen peräkkäiseen syttymiseen ja palamistuotteiden vapautumiseen ympäristöön.
Jatkuvassa työprosessissa polttoainetta syötetään polttokammioon jatkuvasti, jolloin polttoaine palaa yhtenä tai useampana räjähdysaallona, joka kiertää jatkuvasti virtauksen poikki. Tällaisten moottoreiden edut ovat:
- Polttoaineen kertasytytys.
- Suhteellisen yksinkertainen muotoilu.
- Yksikköjen pieni koko ja paino.
- Tehokkaampi palavan seoksen käyttö.
- Alhainen melu, tärinä ja päästöt.
Näitä etuja hyödyntäen tulevaisuudessa jatkuvatoiminen räjähtävä neste-ajoainerakettimoottori korvaa kaikki olemassa olevat laitteistot painonsa, koon ja kustannusominaisuuksiensa vuoksi.
Testaa räjähdysmoottoria
Kotimaisen räjäytyslaitteiston ensimmäiset testit suoritettiin vuoden aikanaOpetus- ja tiedeministeriön perustama hanke. Prototyyppinä esiteltiin pieni moottori, jonka polttokammio oli halkaisij altaan 100 mm ja rengasmainen kanavan leveys 5 mm. Testit suoritettiin erikoistelineellä, indikaattorit kirjattiin työskennellessä erityyppisillä palavilla seoksilla - vety-happi, maakaasu-happi, propaani-butaani-happi.
Happi-vetypolttoaineella toimivan räjähdysrakettimoottorin testit osoittivat, että näiden yksiköiden termodynaaminen sykli on 7 % tehokkaampi kuin muiden yksiköiden. Lisäksi vahvistettiin kokeellisesti, että syötettävän polttoaineen määrän kasvaessa myös työntövoima sekä räjähdysa altojen määrä ja pyörimisnopeus kasvavat.
Analogit muissa maissa
Räjähdysmoottoreita kehittävät tutkijat maailman johtavista maista. USA:n suunnittelijat ovat saavuttaneet suurimman menestyksen tähän suuntaan. He toteuttivat malleissaan jatkuvaa toimintatapaa eli rotaatiota. Yhdysv altain armeija aikoo käyttää näitä laitteistoja pinta-alusten varustamiseen. Kevyemmän painonsa ja pienen koonsa sekä suuren lähtötehon ansiosta ne auttavat lisäämään taisteluveneiden tehokkuutta.
Amerikkalainen räjähdysrakettimoottori käyttää vedyn ja hapen stoikiometristä seosta. Tällaisen energialähteen edut ovat ensisijaisesti taloudellisia - happea palaa täsmälleen niin paljon kuin tarvitaan vedyn hapettamiseen. Nyt vartenYhdysv altain hallitus käyttää useita miljardeja dollareita toimittaakseen sotalaivoja hiilipolttoaineella. Stökiometrinen polttoaine vähentää kustannuksia useita kertoja.
Jatkokehityssuunnat ja -näkymät
Räjähdysmoottoreiden testien tuloksena saadut uudet tiedot määrittelivät täysin uusien menetelmien käytön nestemäisellä polttoaineella toimivan järjestelmän rakentamisessa. Mutta käyttöä varten tällaisilla moottoreilla on oltava korkea lämmönkestävyys vapautuneen lämpöenergian suuren määrän vuoksi. Tällä hetkellä kehitetään erityistä pinnoitetta, joka varmistaa palotilan toiminnan korkeissa lämpötiloissa.
Erityinen paikka jatkotutkimuksessa on sekoituspäiden luominen, joilla on mahdollista saada pisaroita tietyn kokoisia, pitoisuuksia ja koostumusta olevaa palavaa materiaalia. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi luodaan uusi räjähtävä neste-ajoainerakettimoottori, josta tulee uuden kantorakettiluokan perusta.
Suositeltava:
Indikaattorit ilman viivettä ja uudelleenpiirtämistä: tyypit, toimintaperiaate, käytön edut ja haitat, asiantuntijaneuvoja
Kaupassa on laaja valikoima erilaisia työkaluja: graafiset rakenteet, tekniset indikaattorit, automatisoidut ohjelmat, kaupankäyntisignaalit ja paljon muuta. Jotta voit käyttää niitä menestyksekkäästi kaupankäynnissä, sinun on ymmärrettävä, miten ne toimivat. Ilmaisimet ilman viivettä ja uudelleenpiirtäminen ovat erityisen suosittuja kauppiaiden keskuudessa
Amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet: mistä ne on tehty, tyypit, luokitus, toimintaperiaate, lisäaineet kotitalouskemikaaleissa, käytön edut ja haitat
Tänään on kaksi mielipidettä. Jotkut sanovat, että amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet ovat haitallisia aineita, joita ei pitäisi käyttää. Toiset väittävät, että se ei ole ollenkaan niin vaarallista, mutta niiden käyttö on välttämätöntä. Ymmärtääksemme, miksi tämä kiista syntyi, on ymmärrettävä, mitä nämä komponentit ovat
Teräksen jatkuvavalu: toimintaperiaate, tarvittavat laitteet, menetelmän edut ja haitat
Nykyään teräksestä valmistetaan v altava määrä erilaisia asioita, osia jne. Tämä vaatii luonnollisesti paljon lähdemateriaalia. Siksi tehtaat ovat pitkään käyttäneet teräksen jatkuvan valumenetelmää, jolle on ominaista tärkein ominaisuus - korkea tuottavuus
Dieselin toimintaperiaate: ominaisuudet, edut ja haitat
Dieselautot teillämme eivät ole mitenkään harvinaisia. Länsi-Euroopan maissa he ovat enemmistönä. Dieselmoottoreilla on useita etuja bensiinimoottoreihin verrattuna. Mutta samalla on joitain haittoja. Mikä tämä moottori on, mikä on diesellaite ja toimintaperiaate? Harkitse asiaa tämän päivän artikkelissamme
Dieselsukellusveneet: luomishistoria, veneprojektit, toimintaperiaate, edut, haitat ja kehitysvaiheet
Ajatus luoda veden alla liikkuva sukellusvene, itse asiassa sukellusveneen prototyyppi (jäljempänä sukellusvene), syntyi kauan ennen niiden varsinaista ilmestymistä 1700-luvulla. Vedenalaisista ajoneuvoista ei ole tarkkoja kuvauksia lukuisissa legendoissa eikä renessanssin nerossa Leonardo da Vincissä
