Në fund të janarit, u raportuan përparime të reja në shkencën dhe teknologjinë ruse. Nga burimet zyrtare u bë e ditur se një nga projektet e brendshme të një motori premtues të tipit shpërthyes tashmë ka kaluar fazën e testimit. Kjo afron momentin e përfundimit të plotë të të gjithë punës së kërkuar, sipas rezultateve të së cilës raketa hapësinore ose ushtarake të modelit rus do të jenë në gjendje të marrin termocentrale të rinj me karakteristika të rritura. Për më tepër, parimet e reja të funksionimit të motorit mund të gjejnë zbatim jo vetëm në fushën e raketave, por edhe në zona të tjera.
Në fund të janarit, Zëvendëskryeministri Dmitry Rogozin i tha shtypit vendas sukseset e fundit të organizatave kërkimore. Ndër temat e tjera, ai preku procesin e krijimit të motorëve jet duke përdorur parime të reja të funksionimit. Një motor premtues me djegie shpërthyese tashmë është sjellë në testim. Sipas Zëvendëskryeministrit, përdorimi i parimeve të reja të funksionimit të termocentralit lejon një rritje të konsiderueshme të performancës. Në krahasim me strukturat e arkitekturës tradicionale, vërehet një rritje e shtytjes prej rreth 30%.
Diagrami i motorit të raketës së shpërthimit
Motorët modernë të raketave të klasave dhe llojeve të ndryshme, të operuar në fusha të ndryshme, përdorin të ashtuquajturin. cikli izobarik ose djegia e shpërthimit. Dhomat e tyre të djegies mbajnë një presion të vazhdueshëm në të cilin karburanti digjet ngadalë. Një motor i bazuar në parimet e deflagrimit nuk ka nevojë për njësi veçanërisht të qëndrueshme, megjithatë, është i kufizuar në performancën maksimale. Rritja e karakteristikave themelore, duke filluar nga një nivel i caktuar, rezulton të jetë e paarsyeshme e vështirë.
Një alternativë për një motor me një cikël izobarik në kontekstin e përmirësimit të performancës është një sistem me të ashtuquajturin. djegia e shpërthimit. Në këtë rast, reagimi i oksidimit të karburantit ndodh prapa valës së goditjes që lëviz me një shpejtësi të madhe përmes dhomës së djegies. Kjo vendos kërkesa të veçanta në modelin e motorit, por në të njëjtën kohë ofron avantazhe të dukshme. Për sa i përket efikasitetit të djegies së karburantit, djegia e shpërthimit është 25% më e mirë se djegia e shpërthimit. Ai gjithashtu ndryshon nga djegia me presion të vazhdueshëm nga fuqia e shtuar e lëshimit të nxehtësisë për njësinë e sipërfaqes së frontit të reagimit. Në teori, është e mundur të rritet ky parametër me tre deri në katër urdhra të madhësisë. Si pasojë, shpejtësia e gazeve reaktive mund të rritet 20-25 herë.
Kështu, motori i shpërthimit, me efikasitetin e tij të rritur, është në gjendje të zhvillojë më shumë shtytje me më pak konsum të karburantit. Përparësitë e tij ndaj modeleve tradicionale janë të dukshme, por deri vonë, përparimi në këtë fushë la shumë për të dëshiruar. Parimet e një motori avioni shpërthyes u formuluan në vitin 1940 nga fizikani sovjetik Ya.B. Zeldovich, por produktet e përfunduara të këtij lloji nuk kanë arritur ende në shfrytëzim. Arsyet kryesore për mungesën e suksesit të vërtetë janë problemet me krijimin e një strukture mjaft të fortë, si dhe vështirësinë për të nisur dhe mbajtur më pas një valë goditëse duke përdorur karburantet ekzistuese.
Një nga projektet më të fundit vendas në fushën e motorëve të raketave shpërthyese u lançua në vitin 2014 dhe po zhvillohet në NPO Energomash me emrin Akademiku V.P. Glushko. Sipas të dhënave të disponueshme, qëllimi i projektit me kodin "Ifrit" ishte studimi i parimeve themelore të teknologjisë së re me krijimin e mëvonshëm të një motori rakete me lëndë djegëse të lëngët duke përdorur vajguri dhe oksigjen të gaztë. Motori i ri, i emëruar pas demonëve të zjarrit nga folklori arab, u bazua në parimin e djegies së shpërthimit të rrotullimit. Kështu, në përputhje me idenë kryesore të projektit, vala e goditjes duhet të lëvizë vazhdimisht në një rreth brenda dhomës së djegies.
Zhvilluesi kryesor i projektit të ri ishte NPO Energomash, ose më saktë një laborator special i krijuar në bazë të tij. Përveç kësaj, disa organizata të tjera kërkimore dhe të projektimit u përfshinë në punë. Programi mori mbështetje nga Fondacioni i Kërkimeve të Avancuara. Me përpjekje të përbashkëta, të gjithë pjesëmarrësit e projektit Ifrit ishin në gjendje të formonin një pamje optimale për një motor premtues, si dhe të krijonin një dhomë model të djegies me parime të reja të funksionimit.
Për të studiuar perspektivat e të gjithë drejtimit dhe ideve të reja, të ashtuquajturat. modeli i dhomës së djegies së shpërthimit që plotëson kërkesat e projektit. Një motor i tillë me përvojë me një konfigurim të reduktuar supozohej të përdorte vajguri të lëngët si lëndë djegëse. Gazi i oksigjenit u sugjerua si një agjent oksidues. Në gusht 2016, filloi testimi i një prototipi të kamerës. Importantshtë e rëndësishme që për herë të parë në një projekt të këtij lloji ishte e mundur ta sillnim atë në fazën e testeve të stolit. Më parë, motorët e raketave të shpërthimit vendas dhe të huaj u zhvilluan, por nuk u testuan.
Gjatë testeve të mostrës së modelit, u morën rezultate shumë interesante, duke treguar korrektësinë e qasjeve të përdorura. Pra, për shkak të përdorimit të materialeve dhe teknologjive të duhura, doli që të sillte presionin brenda dhomës së djegies në 40 atmosfera. Shtytja e produktit eksperimental arriti në 2 tonë.
Dhoma model në një stol provë
Rezultate të caktuara u morën në kuadrin e projektit Ifrit, por motori i shpërthimit të brendshëm me karburant të lëngshëm është ende larg zbatimit praktik të plotë. Para futjes së pajisjeve të tilla në projekte të reja të teknologjisë, projektuesit dhe shkencëtarët duhet të zgjidhin një numër problemesh më serioze. Vetëm atëherë industria e raketave dhe hapësirës ose industria e mbrojtjes do të jenë në gjendje të fillojnë të realizojnë potencialin e teknologjisë së re në praktikë.
Në mes të janarit, Rossiyskaya Gazeta publikoi një intervistë me projektuesin kryesor të NPO Energomash, Petr Levochkin, mbi gjendjen aktuale të punëve dhe perspektivat për motorët e shpërthimit. Përfaqësuesi i kompanisë zhvilluese kujtoi dispozitat kryesore të projektit, dhe gjithashtu preku temën e sukseseve të arritura. Përveç kësaj, ai foli për fushat e mundshme të aplikimit të "Ifrit" dhe strukturave të ngjashme.
Për shembull, motorët shpërthyes mund të përdoren në avionët hipersonikë. P. Lyovochkin kujtoi se motorët e propozuar tani për përdorim në pajisje të tilla përdorin djegie subonike. Me shpejtësinë hipersonike të aparatit të fluturimit, ajri që hyn në motor duhet të ngadalësohet në modalitetin e zërit. Sidoqoftë, energjia e frenimit duhet të çojë në ngarkesa shtesë termike në kornizën e ajrit. Në motorët shpërthyes, shkalla e djegies së karburantit arrin të paktën M = 2.5. Kjo bën të mundur rritjen e shpejtësisë së fluturimit të avionit. Një makinë e tillë me një motor tip shpërthimi do të jetë në gjendje të përshpejtojë me shpejtësi tetë herë shpejtësinë e zërit.
Sidoqoftë, perspektivat reale për motorët e raketave të tipit shpërthim nuk janë ende shumë të mëdha. Sipas P. Lyovochkin, ne "sapo hapëm derën në zonën e djegies së shpërthimit". Shkencëtarët dhe projektuesit do të duhet të studiojnë shumë çështje, dhe vetëm pas kësaj do të jetë e mundur të krijohen struktura me potencial praktik. Për shkak të kësaj, industria hapësinore do të duhet të përdorë motorë tradicionalë me lëndë djegëse të lëngshme për një kohë të gjatë, gjë që, megjithatë, nuk mohon mundësinë e përmirësimit të tyre të mëtejshëm.
Një fakt interesant është se parimi i shpërthimit të djegies përdoret jo vetëm në fushën e motorëve të raketave. Tashmë ekziston një projekt i brendshëm për një sistem aviacioni me një dhomë djegie të tipit shpërthyes që funksionon në parimin e pulsit. Një prototip i këtij lloji u vu në provë, dhe në të ardhmen mund të fillojë një drejtim të ri. Motorët e rinj me djegie të trokitur mund të gjejnë aplikime në një larmi të gjerë fushash dhe të zëvendësojnë pjesërisht motorët e turbinës me gaz ose turbojet të modeleve tradicionale.
Projekti i brendshëm i një motori avioni shpërthyes po zhvillohet në OKB im. JAM. Djep. Informacioni në lidhje me këtë projekt u prezantua për herë të parë në forumin ndërkombëtar ushtarak-teknik të vitit të kaluar "Ushtria-2017". Në stendën e zhvilluesit të kompanisë kishte materiale për motorë të ndryshëm, si serialë ashtu edhe ata në zhvillim. Midis këtyre të fundit ishte një mostër shpërthimi premtuese.
Thelbi i propozimit të ri është përdorimi i një dhome jo standarde të djegies të aftë për djegie të shpërthimit të karburantit në një atmosferë ajri. Në këtë rast, frekuenca e "shpërthimeve" brenda motorit duhet të arrijë 15-20 kHz. Në të ardhmen, është e mundur të rritet më tej ky parametër, si rezultat i të cilit zhurma e motorit do të shkojë përtej intervalit të perceptuar nga veshi i njeriut. Karakteristika të tilla të motorit mund të jenë me interes.
Nisja e parë e produktit eksperimental "Ifrit"
Sidoqoftë, përparësitë kryesore të termocentralit të ri lidhen me përmirësimin e performancës. Testet e stolit të prototipeve kanë treguar se ato tejkalojnë motorët tradicionalë të turbinave me gaz me rreth 30% në tregues të veçantë. Në kohën e demonstrimit të parë publik të materialeve në motorin OKB im. JAM. Djepat ishin në gjendje të merrnin karakteristika mjaft të larta të performancës. Një motor me përvojë i një lloji të ri ishte në gjendje të punonte për 10 minuta pa ndërprerje. Koha totale e funksionimit të këtij produkti në stendë në atë kohë tejkaloi 100 orë.
Përfaqësuesit e zhvilluesit treguan se tashmë është e mundur të krijohet një motor shpërthimi i ri me një shtytje prej 2-2.5 ton, i përshtatshëm për instalim në avionë të lehtë ose mjete ajrore pa pilot. Në hartimin e një motori të tillë, propozohet të përdoret i ashtuquajturi. pajisjet rezonuese përgjegjëse për rrjedhën e duhur të djegies së karburantit. Një avantazh i rëndësishëm i projektit të ri është mundësia themelore e instalimit të pajisjeve të tilla kudo në kornizën ajrore.
Ekspertët e OKB tyre. JAM. Djepat kanë punuar në motorët e avionëve me djegie të shpërthimit impuls për më shumë se tre dekada, por deri më tani projekti nuk e ka lënë fazën e kërkimit dhe nuk ka perspektivë të vërtetë. Arsyeja kryesore është mungesa e një urdhri dhe financimi i nevojshëm. Nëse projekti merr mbështetjen e nevojshme, atëherë në të ardhmen e parashikueshme mund të krijohet një motor mostër, i përshtatshëm për përdorim në pajisje të ndryshme.
Deri më sot, shkencëtarët dhe stilistët rusë kanë arritur të tregojnë rezultate shumë të jashtëzakonshme në fushën e motorëve jet duke përdorur parime të reja të funksionimit. Ka disa projekte menjëherë të përshtatshme për përdorim në hapësirën e raketave dhe zonat hipersonike. Për më tepër, motorët e rinj mund të përdoren gjithashtu në aviacionin "tradicional". Disa projekte janë ende në fazat e hershme dhe nuk janë ende gati për inspektime dhe punë të tjera, ndërsa në fusha të tjera rezultatet më të shquara tashmë janë marrë.
Duke hetuar temën e motorëve të avionit me djegie shpërthyese, specialistët rusë ishin në gjendje të krijonin një model model stol të një dhome djegieje me karakteristikat e dëshiruara. Produkti eksperimental "Ifrit" tashmë ka kaluar teste, gjatë të cilave u mblodhën një sasi e madhe informacioni të ndryshëm. Me ndihmën e të dhënave të marra, zhvillimi i drejtimit do të vazhdojë.
Zotërimi i një drejtimi të ri dhe përkthimi i ideve në një formë praktikisht të zbatueshme do të marrë shumë kohë, dhe për këtë arsye, në të ardhmen e parashikueshme, raketat hapësinore dhe të ushtrisë në të ardhmen e parashikueshme do të pajisen me vetëm motorë tradicionalë me lëndë djegëse të lëngshme. Sidoqoftë, puna tashmë ka lënë fazën thjesht teorike, dhe tani çdo lëshim provë i një motori eksperimental afron momentin e ndërtimit të raketave të plota me termocentrale të reja.
Bazuar në materialet nga faqet:
http://engine.space/
http://fpi.gov.ru/
https://rg.ru/
https://utro.ru/
http://tass.ru/
http://svpressa.ru/
SH.PK "Analog" u organizua në vitin 2010 për prodhimin dhe funksionimin e dizajnit të spërkatësve për fushat që kam shpikur, ideja e së cilës u mishërua në Patentën RF për modelin e shërbimeve Nr. 67402 në 2007.
Tani, unë gjithashtu kam zhvilluar konceptin e një motori rrotullues me djegie të brendshme, në të cilin është e mundur të organizohet djegia shpërthyese (shpërthyese) e karburantit në hyrje me një lëshim të rritur (afërsisht 2 herë) të energjisë së presionit dhe temperaturës së gazrave të shkarkimit duke ruajtur performancën e motorit. Prandaj, me një rritje prej afërsisht 2 herë, efikasiteti i motorit të nxehtësisë, d.m.th. deri në rreth 70%. Zbatimi i këtij projekti kërkon kosto të mëdha financiare për hartimin e tij, përzgjedhjen e materialeve dhe prodhimin e një prototipi. Dhe për sa i përket karakteristikave dhe zbatueshmërisë, ky është një motor, mbi të gjitha, aviacion, dhe gjithashtu, mjaft i zbatueshëm për makina, automjete vetëlëvizëse, etj. është e nevojshme në fazën aktuale të zhvillimit të teknologjisë dhe kërkesave mjedisore.
Përparësitë e tij kryesore do të jenë thjeshtësia e dizajnit, ekonomia, mirëdashja mjedisore, çift rrotullues i lartë, kompaktësia, niveli i ulët i zhurmës edhe pa përdorur një silenciator. Prodhueshmëria e tij e lartë dhe materialet speciale do të jenë mbrojtje nga kopjet.
Thjeshtësia e dizajnit sigurohet nga modeli i tij i rotorit, në të cilin të gjitha pjesët e motorit kryejnë një lëvizje të thjeshtë rrotulluese.
Miqësia dhe efikasiteti ndaj mjedisit sigurohen nga djegia 100% e karburantit të menjëhershëm në një dhomë të qëndrueshme, me temperaturë të lartë (rreth 2000 ° C), të pa ftohur, dhomë të veçantë të djegies, të mbyllur për këtë kohë nga valvulat. Ftohja e një motori të tillë sigurohet nga brenda (ftohja e lëngut të punës) me çdo pjesë të nevojshme të ujit që hyn në seksionin e punës para se të shkarkoni pjesët e ardhshme të lëngut të punës (gazrat e djegies) nga dhoma e djegies, duke marrë kështu presion shtesë të avujt e ujit dhe punë e dobishme në boshtin e punës.
Çift rrotullues i lartë, edhe me shpejtësi të ulët, sigurohet (në krahasim me një motor me djegie të brendshme pistoni), një madhësi e madhe dhe konstante e shpatullës së ndikimit të lëngut të punës në tehun e rotorit. Ky faktor do të bëjë të mundur që çdo transport tokësor të bëjë pa një transmetim kompleks dhe të shtrenjtë ose, të paktën, ta thjeshtojë atë në mënyrë të konsiderueshme.
Disa fjalë për modelin dhe funksionimin e tij.
Motori me djegie të brendshme ka një formë cilindrike me dy seksione të tehut të rotorit, njëra prej të cilave shërben për ngjeshjen hyrëse dhe paraprake të përzierjes karburant-ajër dhe është një seksion i njohur dhe i zbatueshëm i një kompresori rrotullues konvencional; tjetri, ai që punon, është motori me avull rrotullues i modernizuar i Marcinevsky; dhe midis tyre ekziston një grup statik i materialit rezistent ndaj nxehtësisë, në të cilin bëhet një dhomë e veçantë, e kyçur për kohëzgjatjen e djegies, me tre valvola jo rrotulluese, 2 prej të cilave janë të lira, të llojit të petalit, dhe një i kontrolluar për të lehtësuar presionin para hyrjes së pjesës tjetër të montimeve të karburantit.
Kur motori po funksionon, boshti i punës me rotorë dhe tehe kthehet. Në pjesën e hyrjes, tehja thith dhe shtyp kompletimin e karburantit dhe, kur presioni ngrihet mbi presionin e dhomës së djegies (pasi presioni të lirohet prej tij), përzierja e punës nxirret në një nxehtësi (rreth 2000 ° C dhomë, ndezur nga një shkëndijë, dhe shpërthen menjëherë. Në të njëjtën kohë, valvula e hyrjes mbyllet, valvula e daljes hapet, dhe para se të hapet, sasia e kërkuar e ujit injektohet në seksionin e punës. Rezulton se gazrat super të nxehtë hidhen në seksionin e punës nën presion të lartë, dhe ka një pjesë të ujit që kthehet në avull dhe përzierja e avullit-gazit rrotullon rotorin e motorit, duke e ftohur njëkohësisht. Sipas informacionit të disponueshëm, tashmë ekziston materiali që mund të përballojë temperaturat deri në 10,000 gradë C për një kohë të gjatë, nga i cili duhet të bëni një dhomë të djegies.
Në maj 2018, u paraqit një kërkesë për një shpikje. Aplikimi tani është duke u shqyrtuar mbi bazueshmërinë.
Ky aplikim për investim paraqitet për të siguruar financim për R&D, krijimin e një prototipi, rregullimin dhe rregullimin e tij të hollësishëm derisa të merret një mostër pune e këtij motori. Me kalimin e kohës, ky proces mund të zgjasë një ose dy vjet. Opsionet e financimit për zhvillimin e mëtejshëm të modifikimeve të motorit për pajisje të ndryshme mund dhe duhet të zhvillohen veçmas për mostrat e tij specifike.
informacion shtese
Zbatimi i këtij projekti është një provë e shpikjes në praktikë. Marrja e një prototipi të zbatueshëm. Materiali i marrë mund t'i ofrohet të gjithë industrisë inxhinierike vendase për zhvillimin e modeleve të automjeteve me një motor efikas të djegies së brendshme në bazë të kontratave me zhvilluesin dhe pagesën e tarifave të komisionit.
Ju mund të zgjidhni drejtimin tuaj, më premtues për hartimin e një motori me djegie të brendshme, për shembull, ndërtimin e motorit të avionit për një automjet ultra të lehtë dhe të ofroni një motor të prodhuar, si dhe të instaloni këtë motor me djegie të brendshme në zhvillimin tuaj të një automjeti ultra të lehtë, një prototip i të cilit po montohet.
Duhet të theksohet se tregu për avionët privatë në botë sapo ka filluar të zhvillohet, por në vendin tonë është në fillimet e tij. Dhe, përfshirë domethënë, mungesa e një motori të përshtatshëm me djegie të brendshme po pengon zhvillimin e tij. Dhe në vendin tonë, me hapësirat e tij të pafundme, avionë të tillë do të jenë në kërkesë.
Analizat e tregut
Zbatimi i projektit është marrja e një motori thelbësisht të ri dhe jashtëzakonisht premtues me djegie të brendshme.
Tani theksi është në ekologji, dhe një motor elektrik propozohet si një alternativë ndaj një motori me djegie të brendshme pistoni, por kjo energji e nevojshme për të duhet të gjenerohet diku, e akumuluar për të. Pjesa më e madhe e energjisë elektrike prodhohet në termocentralet, të cilat nuk janë miqësore me mjedisin, gjë që do të çojë në ndotje të konsiderueshme në vendet e tyre. Dhe jeta e shërbimit të pajisjeve të ruajtjes së energjisë nuk i kalon 2 vjet, ku t'i ruani këto mbeturina të dëmshme? Rezultati i projektit të propozuar është një motor efikas dhe i padëmshëm dhe, jo më pak i rëndësishëm, një motor i përshtatshëm dhe i njohur me djegie të brendshme. Thjesht duhet të mbushni rezervuarin me karburant të shkallës së ulët.
Rezultati i projektit është perspektiva e zëvendësimit të të gjithë motorëve të pistonit në botë me këtë. Kjo është perspektiva e përdorimit të energjisë së fuqishme të shpërthimit për qëllime paqësore, dhe një zgjidhje konstruktive për këtë proces në motorin me djegie të brendshme propozohet për herë të parë. Për më tepër, është relativisht i lirë.
Veçantia e projektit
Kjo është një shpikje. Për herë të parë propozohet një dizajn që lejon përdorimin e shpërthimit në një motor me djegie të brendshme.
Në çdo kohë, një nga detyrat kryesore të projektimit të një motori me djegie të brendshme ishte afrimi i kushteve të djegies së shpërthimit, por mos lejimi i shfaqjes së tij.
Kanalet e fitimit të parave
Shitja e licencave të prodhimit.
Eksplorimi i hapësirës lidhet padashur me anije kozmike. Zemra e çdo mjeti lëshues është motori i tij. Ai duhet të zhvillojë shpejtësinë e parë hapësinore - rreth 7.9 km / s, për të dërguar astronautët në orbitë, dhe shpejtësinë e dytë hapësinore, për të kapërcyer fushën gravitacionale të planetit.
Kjo nuk është e lehtë të arrihet, por shkencëtarët po kërkojnë vazhdimisht mënyra të reja për të zgjidhur këtë problem. Projektuesit nga Rusia shkuan edhe më tej dhe arritën të zhvillojnë një motor rakete shpërthimi, testet e të cilit përfunduan me sukses. Kjo arritje mund të quhet një përparim i vërtetë në fushën e inxhinierisë së hapësirës.
Mundësi të reja
Pse ka shpresa të mëdha për motorët shpërthyes? Sipas llogaritjeve të shkencëtarëve, fuqia e tyre do të jetë 10 mijë herë më shumë se fuqia e motorëve ekzistues të raketave. Në të njëjtën kohë, ata do të konsumojnë shumë më pak karburant, dhe prodhimi i tyre do të dallohet nga kostoja e ulët dhe përfitimi. Cila është arsyeja për këtë?
Bëhet fjalë për reagimin e oksidimit të karburantit. Nëse raketat moderne përdorin procesin e shpërthimit - djegie të ngadaltë (nën -zanore) të karburantit nën presion të vazhdueshëm, atëherë motori i raketës shpërthyese funksionon për shkak të një shpërthimi, shpërthimi të një përzierje të djegshme. Ai digjet me shpejtësi supersonike me lëshimin e një sasie të madhe të energjisë termike njëkohësisht me përhapjen e valës së goditjes.
Zhvillimi dhe testimi i versionit rus të motorit të shpërthimit u krye nga laboratori i specializuar "Detonation LRE" si pjesë e kompleksit të prodhimit "Energomash".
Superioriteti i motorëve të rinj
Shkencëtarët kryesorë të botës kanë studiuar dhe zhvilluar motorë shpërthimi për 70 vjet. Arsyeja kryesore që parandalon krijimin e këtij lloji të motorit është djegia spontane e pakontrolluar e karburantit. Për më tepër, në rendin e ditës ishin detyrat e përzierjes efikase të karburantit dhe oksiduesit, si dhe integrimin e grykës dhe marrjes së ajrit.
Pasi të keni zgjidhur këto probleme, do të jetë e mundur të krijoni një motor rakete shpërthimi, i cili do të tejkalojë kohën në karakteristikat e tij teknike. Në të njëjtën kohë, shkencëtarët i quajnë këto përparësi:
- Aftësia për të zhvilluar shpejtësi në intervalet nën -zanore dhe hipersonike.
- Eliminimi i shumë pjesëve lëvizëse nga dizajni.
- Pesha dhe kostoja më e ulët e termocentralit.
- Efikasitet i lartë termodinamik.
Serikisht, ky lloj motori nuk u prodhua. Ai u testua për herë të parë në aeroplanë me fluturim të ulët në 2008. Motori i shpërthimit për automjetet e lëshimit u testua së pari nga shkencëtarët rusë. Kjo është arsyeja pse kjo ngjarje ka një rëndësi kaq të madhe.
Parimi i punës: pulsi dhe i vazhdueshëm
Aktualisht, shkencëtarët po zhvillojnë instalime me një proces pune të pulsuar dhe të vazhdueshëm. Parimi i funksionimit të një motori rakete shpërthimi me një skemë të funksionimit të pulsuar bazohet në mbushjen ciklike të dhomës së djegies me një përzierje të djegshme, ndezjen e saj vijuese dhe lëshimin e produkteve të djegies në mjedis.
Prandaj, në një operacion të vazhdueshëm, karburanti furnizohet në dhomën e djegies vazhdimisht, karburanti digjet në një ose më shumë valë shpërthimi që qarkullojnë vazhdimisht nëpër rrjedhën. Përparësitë e motorëve të tillë janë:
- Ndezja e vetme e karburantit.
- Ndërtim relativisht i thjeshtë.
- Dimensionet e vogla dhe pesha e instalimeve.
- Përdorimi më efikas i përzierjes së djegshme.
- Zhurmë e ulët, dridhje dhe emetime.
Në të ardhmen, duke përdorur këto avantazhe, një motor rakete me motor shpërthyes me operim të vazhdueshëm do të zëvendësojë të gjitha instalimet ekzistuese për shkak të karakteristikave të tij dimensionale dhe të kostos.
Testet e motorit shpërthyes
Testet e para të një njësie shpërthyese të brendshme u kryen në kuadër të një projekti të krijuar nga Ministria e Arsimit dhe Shkencës. Një motor i vogël me një dhomë të djegies me diametër 100 mm dhe një gjerësi kanali unazor prej 5 mm u paraqit si një prototip. Testet u kryen në një stendë të veçantë, treguesit u regjistruan kur punonin në lloje të ndryshme të përzierjeve të djegshme-hidrogjen-oksigjen, gaz natyror-oksigjen, propan-butan-oksigjen.
Testet e një motori rakete shpërthimi që funksionon me karburant oksigjen-hidrogjen kanë vërtetuar se cikli termodinamik i këtyre instalimeve është 7% më efikas se ai i instalimeve të tjera. Për më tepër, u konfirmua eksperimentalisht se me një rritje të sasisë së karburantit të furnizuar, shtytja gjithashtu rritet, si dhe numri i valëve të shpërthimit dhe shpejtësia e rrotullimit.
Analogët në vendet e tjera
Shkencëtarët nga vendet kryesore të botës janë të angazhuar në zhvillimin e motorëve të shpërthimit. Suksesi më i madh në këtë drejtim u arrit nga projektuesit nga Shtetet e Bashkuara. Në modelet e tyre, ata kanë zbatuar një mënyrë të vazhdueshme të punës, ose rrotulluese. Ushtria amerikane planifikon të përdorë këto instalime për të pajisur anijet sipërfaqësore. Për shkak të peshës së tyre më të lehtë dhe madhësisë së vogël me fuqi të madhe dalëse, ato do të ndihmojnë në rritjen e efikasitetit të anijeve luftarake.
Një përzierje stekiometrike e hidrogjenit dhe oksigjenit përdoret për punën e tij nga një motor rakete shpërthimi amerikan. Përparësitë e një burimi të tillë energjie janë kryesisht ekonomike - vetëm aq oksigjen djeg sa kërkohet për oksidimin e hidrogjenit. Tani qeveria amerikane shpenzon disa miliardë dollarë për të furnizuar anijet luftarake me karburant karboni. Karburanti stekiometrik do të zvogëlojë kostot disa herë.
Drejtime të mëtejshme të zhvillimit dhe perspektivave
Të dhënat e reja të marra si rezultat i testeve të motorëve shpërthyes përcaktuan përdorimin e metodave thelbësisht të reja për ndërtimin e një skeme të funksionimit në karburant të lëngshëm. Por për të funksionuar, motorë të tillë duhet të kenë rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë për shkak të sasisë së madhe të energjisë së nxehtësisë të lëshuar. Për momentin, po zhvillohet një shtresë e veçantë, e cila do të sigurojë funksionimin e dhomës së djegies nën ekspozimin e temperaturës së lartë.
Një vend i veçantë në kërkimet e mëtejshme zë krijimi i kokave përzierëse, me ndihmën e të cilave do të jetë e mundur të merren pikat e materialit të djegshëm të një madhësie, përqendrimi dhe përbërjeje të caktuar. Për të adresuar këto çështje, do të krijohet një motor i ri shpërthyes me motor rakete, i cili do të bëhet baza e një klase të re të automjeteve të lëshimit.
Testet e motorit shpërthyes
Fondacioni i Kërkimeve të Avancuara
Shoqata e Kërkimit dhe Prodhimit Energomash testoi një dhomë model të një motori rakete shpërthimi me lëndë të lëngshme, shtytja e së cilës ishte dy tonë. Pyotr Lyovochkin, projektuesi kryesor i Energomash, e tha këtë në një intervistë me Rossiyskaya Gazeta. Sipas tij, ky model punonte me vajguri dhe gaz oksigjeni.
Shpërthimi është një djegie e një substance në të cilën pjesa e përparme e djegies përhapet më shpejt se shpejtësia e zërit. Në këtë rast, një valë goditëse përhapet përmes substancës, e ndjekur nga një reaksion kimik me lëshimin e një sasie të madhe të nxehtësisë. Në motorët raketorë modernë, djegia e karburantit ndodh me një shpejtësi nën -zanore; ky proces quhet deflagration.
Motorët shpërthyes sot ndahen në dy lloje kryesore: impuls dhe rrotullues. Këto të fundit quhen edhe rrotullim. Në motorët impulsivë, shpërthime të shkurtra ndodhin pasi pjesë të vogla të përzierjes karburant-ajër digjen. Në djegien rrotulluese, përzierja digjet vazhdimisht pa u ndalur.
Në termocentrale të tillë, përdoret një dhomë unazore e djegies në të cilën përzierja e karburantit furnizohet në seri përmes valvulave të vendosura në mënyrë radiale. Në termocentrale të tillë, shpërthimi nuk zbehet - vala e shpërthimit "shkon rreth" dhomës unazore të djegies, përzierja e karburantit pas saj ka kohë të rinovojë veten. Motori rrotullues u studiua për herë të parë në BRSS në vitet 1950.
Motorët e shpërthimit janë të aftë të veprojnë në një gamë të gjerë të shpejtësive të fluturimit - nga zero në pesë numra Mach (0-6.2 mijë kilometra në orë). Besohet se sisteme të tilla shtytëse mund të japin më shumë energji ndërsa konsumojnë më pak karburant sesa motorët konvencionalë të avionëve. Në të njëjtën kohë, dizajni i motorëve të shpërthimit është relativisht i thjeshtë: atyre u mungon një kompresor dhe shumë pjesë lëvizëse.
Motori i ri rrëzues i shpërthimit të lëngshëm po zhvillohet së bashku nga disa institute, përfshirë Institutin e Aviacionit në Moskë, Institutin e Hidrodinamikës Lavrentyev, Qendrën Keldysh, Institutin Qendror Baranov të Motoreve të Aviacionit dhe Fakultetin e Mekanikës dhe Matematikës të Universitetit Shtetëror të Moskës. Zhvillimi mbikëqyret nga Fondacioni i Kërkimeve të Avancuara.
Sipas Lyovochkin, gjatë testeve, presioni në dhomën e djegies së motorit të shpërthimit ishte 40 atmosfera. Në të njëjtën kohë, njësia funksiononte me besueshmëri pa sisteme komplekse të ftohjes. Një nga detyrat e testeve ishte të konfirmonte mundësinë e djegies së shpërthimit të një përzierje karburanti oksigjen-vajguri. Më herët u raportua se frekuenca e shpërthimit në motorin e ri rus është 20 kilohertz.
Testet e para të një motori rakete shpërthyese të lëngshme në verë të vitit 2016. Nëse motori është testuar përsëri që atëherë nuk dihet.
Në fund të dhjetorit 2016, kompania amerikane Aerojet Rocketdyne nënshkroi një kontratë me Laboratorin Kombëtar të Teknologjisë Energjetike të SHBA për të zhvilluar një termocentral të ri të turbinës me gaz të bazuar në një motor shpërthimi rrotullues. Puna, e cila do të rezultojë në krijimin e një prototipi të instalimit të ri, është planifikuar të përfundojë deri në mesin e vitit 2019.
Sipas vlerësimeve paraprake, lloji i ri i motorit të turbinës me gaz do të ketë të paktën pesë përqind performancë më të mirë sesa njësitë e tilla konvencionale. Në të njëjtën kohë, vetë instalimet mund të bëhen më kompakte.
Vasily Sychev