2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22
Udforskning af rummet er ufrivilligt forbundet med rumfartøjer. Hjertet i enhver løfteraket er dens motor. Den skal udvikle den første rumhastighed - omkring 7,9 km/s for at bringe astronauterne i kredsløb, og den anden rumhastighed for at overvinde planetens gravitationsfelt.
Det er ikke let at opnå dette, men videnskabsmænd leder konstant efter nye måder at løse dette problem på. Designere fra Rusland gik endnu længere og formåede at udvikle en detonationsraketmotor, hvis test endte med succes. Denne præstation kan kaldes et reelt gennembrud inden for rumteknologi.
Nye funktioner
Hvorfor er der store forhåbninger til detonationsmotorer? Ifølge videnskabsmænd vil deres kraft være 10 tusind gange større end kraften fra eksisterende raketmotorer. Samtidig vil de forbruge meget mindre brændstof, og deres produktion vil blive kendetegnet ved lave omkostninger og rentabilitet. Hvad er det medrelateret?
Det hele handler om brændstofoxidationsreaktionen. Hvis moderne raketter bruger deflagreringsprocessen - langsom (subsonisk) forbrænding af brændstof ved konstant tryk, så fungerer detonationsraketmotoren på grund af eksplosionen, detonation af den brændbare blanding. Det brænder med supersoniske hastigheder og frigiver enorme mængder termisk energi samtidig med, at stødbølgen forplanter sig.
Udviklingen og afprøvningen af den russiske version af detonationsmotoren blev udført af det specialiserede laboratorium "Detonation LRE" som en del af produktionskomplekset "Energomash".
Nye motorers overlegenhed
Verdens førende videnskabsmænd har studeret og udviklet detonationsmotorer i 70 år. Hovedårsagen til at forhindre oprettelsen af denne type motor er den ukontrollerede spontane forbrænding af brændstof. Derudover var den effektive blanding af brændstof og oxidationsmiddel, samt integration af dyse og luftindtag på dagsordenen.
Ved at løse disse problemer vil det være muligt at skabe en detonationsraketmotor, som med hensyn til dens tekniske egenskaber vil overhale tiden. Samtidig kalder videnskabsmænd dets fordele:
- Evnen til at udvikle hastigheder i de subsoniske og hypersoniske områder.
- Design mange bevægelige dele.
- Lavere masse og omkostninger ved kraftværket.
- Høj termodynamisk effektivitet.
Denne type motor blev ikke produceret i serie. Det blev første gang testet på lavtflyvende fly i 2008. Detonationsmotoren til løfteraketter blev testet for første gang af russiske videnskabsmænd. Det er derfor, denne begivenhed tillægges så stor betydning.
Arbejdsprincip: puls og kontinuerlig
I øjeblikket udvikler forskere installationer med en pulserende og kontinuerlig arbejdsgang. Princippet for drift af en detonationsraketmotor med et pulserende driftsskema er baseret på den cykliske fyldning af forbrændingskammeret med en brændbar blanding, dens sekventielle antændelse og frigivelse af forbrændingsprodukter til miljøet.
I en kontinuerlig arbejdsproces føres brændstoffet således ind i forbrændingskammeret kontinuerligt, brændstoffet brænder i en eller flere detonationsbølger, der kontinuerligt cirkulerer hen over strømmen. Fordelene ved sådanne motorer er:
- Enkeltænding af brændstof.
- Relativt enkelt design.
- Lille størrelse og vægt af enheder.
- Mere effektiv brug af den brændbare blanding.
- Lav støj, vibrationer og emissioner.
Ved at bruge disse fordele vil en detonationsraketmotor med flydende drivmiddel med kontinuerlig drift i fremtiden erstatte alle eksisterende installationer på grund af dens vægt, størrelse og omkostningskarakteristika.
Test detonationsmotor
De første test af den hjemlige detonationsinstallation fandt sted inden for rammerne afprojekt etableret af Undervisnings- og Videnskabsministeriet. En lille motor med et forbrændingskammer på 100 mm i diameter og en ringformet kanalbredde på 5 mm blev præsenteret som en prototype. Testene blev udført på et specielt stativ, indikatorer blev registreret ved arbejde på forskellige typer brændbare blandinger - brint-ilt, naturgas-ilt, propan-butan-ilt.
Tests af detonationsraketmotorer drevet af oxygen-brintbrændstof viste, at disse enheders termodynamiske cyklus er 7 % mere effektiv end andre enheder. Derudover blev det eksperimentelt bekræftet, at med en stigning i mængden af tilført brændstof, øges trykkraften også, samt antallet af detonationsbølger og omdrejningshastigheden.
Analoger i andre lande
Detonationsmotorer udvikles af videnskabsmænd fra førende lande i verden. Designere fra USA har opnået den største succes i denne retning. I deres modeller implementerede de en kontinuerlig driftsform eller rotation. Det amerikanske militær planlægger at bruge disse installationer til at udstyre overfladeskibe. På grund af deres lettere vægt og lille størrelse med høj udgangseffekt, vil de hjælpe med at øge effektiviteten af kampbåde.
En støkiometrisk blanding af brint og oxygen bruges af en amerikansk detonationsraketmotor. Fordelene ved en sådan energikilde er primært økonomiske - ilt forbrænder præcis så meget, som det kræves for at oxidere brint. Nu forDen amerikanske regering bruger flere milliarder dollars på at forsyne krigsskibe med kulstofbrændstof. Støkiometrisk brændstof vil reducere omkostningerne flere gange.
Yderligere udviklingsretninger og perspektiver
Nye data opnået som et resultat af test af detonationsmotorer bestemte brugen af fundament alt nye metoder til at konstruere et skema til drift på flydende brændstof. Men for drift skal sådanne motorer have høj varmemodstand på grund af den store mængde termisk energi, der frigives. I øjeblikket udvikles en speciel belægning, der skal sikre driften af forbrændingskammeret under høj temperaturpåvirkning.
En særlig plads i videre forskning er skabelsen af blandehoveder, med hvilke det vil være muligt at opnå dråber af brændbart materiale af en given størrelse, koncentration og sammensætning. For at løse disse problemer vil der blive skabt en ny detonationsraketmotor med flydende drivmiddel, som vil blive grundlaget for en ny klasse af løfteraketter.
Anbefalede:
Indikatorer uden forsinkelse og gentegning: typer, funktionsprincip, fordele og ulemper ved anvendelse, ekspertrådgivning
Der er en lang række forskellige værktøjer inden for handel: grafiske konstruktioner, tekniske indikatorer, automatiserede programmer, handelssignaler og meget mere. For at kunne anvende dem i handel, skal du forstå, hvordan de fungerer. Indikatorer uden forsinkelse og gentegning er især populære blandt handlende
Kontinuerlig støbning af stål: funktionsprincip, nødvendigt udstyr, fordele og ulemper ved metoden
I dag er et stort antal forskellige ting, dele osv. lavet af stål. Dette kræver naturligvis en stor mængde kildemateriale. Derfor har anlæggene længe brugt metoden til kontinuerlig støbning af stål, kendetegnet ved den vigtigste egenskab - høj produktivitet
Vakuumtog: funktionsprincip, test. Fremtidens tog
For at øge ethvert køretøjs hastighed er det nødvendigt at undertrykke friktionskraften så meget som muligt. Sådan flyver rumskibe ud i rummet, som kan rejse i rummet i meget lang tid uden modstand. Den samme funktion er kernen i projektet kendt som "vakuumtoget"
Lasersvejsning: funktionsprincip og fordele
Metaller kan forbindes på forskellige måder. Den mest pålidelige og progressive måde at opnå permanente samlinger af forskellige produkter er lasersvejsning. Takket være denne teknologi er det muligt ikke kun at opnå stor præcision og nøjagtighed, men også at sammenføje materialer med et højt smeltepunkt eller høj varmeledningsevne. Den korte, kontrollerbare smelteperiode og den lille mængde smelte gør det muligt at svejse selv dele, som konventionelle metoder slet ikke egner sig til
Motor på alkohol: beskrivelse, enhed, funktionsprincip, fordele og ulemper, foto
Mange mennesker bør bebrejdes sindets inerti, som forhindrer dem i at se nye muligheder og anvendelsen af almindelige ting. For eksempel motoren på alkohol. Lad ikke den bedste løsning blandt alle mulige, men ganske arbejde. Desuden er der et stort antal udførelsesformer. Der er spiritusbenzin. Men ikke kun ham. Lad os tale om alt i rækkefølge
