Авиация мен зымырандардың қолданыстағы қозғаушы жүйелері өте жоғары өнімділік көрсетеді, бірақ олардың мүмкіндіктерінің шегіне жақындады. Авиациялық зымыран мен ғарыш өнеркәсібінің дамуына негіз болатын тарту параметрлерін одан әрі жоғарылату үшін басқа қозғалтқыштар қажет. жаңа жұмыс принциптерімен. Деп аталатындарға үлкен үміт артылады. детонациялық қозғалтқыштар. Импульстік сыныптағы мұндай жүйелер қазірдің өзінде зертханаларда және ұшақтарда сынақтан өтуде.
Физикалық принциптер
Қолданыстағы және жұмыс істейтін сұйық отынды қозғалтқыштарда дыбыс астында жану немесе дефраграция қолданылады. Жанармай мен тотықтырғыш қатысатын химиялық реакция жану камерасы арқылы дыбыс астындағы жылдамдықпен қозғалатын майдан түзеді. Бұл жану саптамадан шығатын реактивті газдардың мөлшері мен жылдамдығын шектейді. Тиісінше, максималды қозғалыс шектеулі.
Детонациялық жану балама болып табылады. Бұл жағдайда реакция фронты дыбыс жылдамдығымен қозғалып, соққы толқынын құрайды. Бұл жану режимі газ тәрізді өнімдердің шығымын арттырады және тартымдылығын арттырады.
Детонациялық қозғалтқышты екі нұсқада жасауға болады. Сонымен қатар импульсті немесе пульсациялық қозғалтқыштар (IDD / PDD) және айналмалы / айналмалы қозғалтқыштар әзірленуде. Олардың айырмашылығы жану принциптерінде жатыр. Айналмалы қозғалтқыш тұрақты реакцияны сақтайды, ал импульсті қозғалтқыш отын мен тотықтырғыш қоспасының кезекті «жарылыстарымен» жұмыс істейді.
Импульстар серпіліс жасайды
Теориялық тұрғыдан алғанда, оның дизайны дәстүрлі рамжет немесе сұйық отынды зымыран қозғалтқышынан күрделі емес. Ол жану камерасы мен саптамалық қондырғыны, сондай -ақ отын мен тотықтырғышты жеткізуге арналған құралдарды қамтиды. Бұл жағдайда қозғалтқыштың жұмыс ерекшеліктеріне байланысты құрылымның беріктігі мен беріктігіне арнайы шектеулер қойылады.
Жұмыс кезінде инжекторлар жану камерасына отын береді; тотықтырғыш атмосферадан ауа қабылдайтын қондырғы арқылы жеткізіледі. Қоспа пайда болғаннан кейін тұтану пайда болады. Жанармай компоненттері мен қоспаның пропорциясын дұрыс таңдаудың, оңтайлы тұтану әдісі мен камераның конфигурациясының арқасында қозғалтқыш шүмегі бағытында қозғалатын соққы толқыны пайда болады. Технологияның қазіргі деңгейі 2,5-3 км / с дейінгі толқын жылдамдығының сәйкес көтерілуімен алуға мүмкіндік береді.
IDD пульсациялық жұмыс принципін қолданады. Бұл детонациядан және реактивті газдар бөлінгеннен кейін жану камерасы ұшып кетеді, қайтадан қоспамен толтырылады - содан кейін жаңа «жарылыс» болады. Жоғары және тұрақты серпімділікке қол жеткізу үшін бұл цикл жоғары жиілікте, секундына оннан мыңға дейін орындалуы керек.
Қиындықтар мен артықшылықтар
IDD-дің басты артықшылығы-қолданыстағы және перспективті рамжет және сұйық отынды қозғалтқыштардан артықшылықты қамтамасыз ететін жетілдірілген сипаттамаларды алудың теориялық мүмкіндігі. Сонымен, бірдей серпіліспен импульстік қозғалтқыш ықшам және жеңіл болып шығады. Тиісінше, сол өлшемдерде неғұрлым қуатты қондырғы құруға болады. Сонымен қатар, мұндай қозғалтқыш конструкциясында қарапайым, себебі ол құрал -саймандардың бір бөлігін қажет етпейді.
IDD нөлден (зымыран басталғанда) гиперсоникке дейінгі кең ауқымды жылдамдықта жұмыс істейді. Ол зымырандық және ғарыштық жүйелерде, авиацияда - азаматтық және әскери салаларда қолдана алады. Барлық жағдайда оның сипаттамалық белгілері дәстүрлі жүйелерден белгілі бір артықшылықтар алуға мүмкіндік береді. Қажеттілікке байланысты резервуардағы тотықтырғышты немесе атмосферадан оттегін алатын ауа реактивті зымыранды қолдану арқылы зымырандық ИД жасауға болады.
Дегенмен, елеулі кемшіліктер мен қиындықтар бар. Сонымен, жаңа бағытты меңгеру үшін әр түрлі ғылымдар мен пәндердің түйіскен жерінде әр түрлі күрделі зерттеулер мен эксперименттер жүргізу қажет. Нақты жұмыс принципі қозғалтқыштың конструкциясы мен оның материалдарына ерекше талаптар қояды. Жоғары қозғалтқыштың бағасы - бұл қозғалтқыштың құрылымын зақымдауы немесе бұзуы мүмкін жүктемелердің жоғарылауы.
Қажетті детонация жиілігіне сәйкес келетін отын мен тотықтырғыштың берілуінің жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету, сондай -ақ отынды жеткізер алдында тазалауды жүргізу міндеті болып табылады. Сонымен қатар, жеке инженерлік мәселе - әр жұмыс циклінде соққы толқынының іске қосылуы.
Айта кету керек, бүгінгі күнге дейін ҒЗИ ғалымдар мен дизайнерлердің барлық күш -жігеріне қарамастан, зертханалар мен полигондардың шегінен шығуға дайын емес. Дизайндар мен технологиялар одан әрі дамытуды қажет етеді. Сондықтан практикаға жаңа қозғалтқыштарды енгізу туралы айтудың қажеті жоқ.
Технологияның тарихы
Бір қызығы, импульсті детонациялық қозғалтқыштың принципін алғаш рет ғалымдар емес, фантаст -жазушылар ұсынған. Мысалы, Г. Адамовтың «Екі мұхиттың жұмбағы» романындағы «Пионер» суасты қайығы сутегі-оттегі газ қоспасына ИДД қолданды. Ұқсас идеялар басқа өнер туындыларында да бар.
Детонациялық қозғалтқыштар тақырыбы бойынша ғылыми зерттеулер сәл кейінірек, қырқыншы жылдары басталды, ал бағыттың бастаушылары кеңес ғалымдары болды. Болашақта, әр түрлі елдерде, тәжірибелі ИД құруға бірнеше рет талпыныс жасалды, бірақ олардың табысы қажетті технологиялар мен материалдардың жетіспеушілігімен шектелді.
2008 жылдың 31 қаңтарында АҚШ Қорғаныс министрлігінің DARPA агенттігі мен Әуе күштері зертханасы IDD типті ауамен тыныс алатын бірінші ұшатын зертхананы сынауды бастады. Түпнұсқалық қозғалтқыш Scale Composites компаниясының Long-EZ модификацияланған ұшағына орнатылды. Электр қондырғысында сұйық отынмен қамтамасыз етілген және атмосферадан ауа алатын төрт құбырлы жану камерасы болды. 80 Гц детонациялық жиілікте, шамамен. 90 кгс, бұл тек жеңіл ұшаққа жеткілікті болды.
Бұл сынақтар IDD авиацияда қолдануға жарамдылығын көрсетті, сонымен қатар конструкцияларды жетілдіру мен олардың сипаттамаларын арттыру қажеттілігін көрсетті. Сол 2008 жылы ұшақтың прототипі мұражайға жіберілді, ал DARPA және онымен байланысты ұйымдар жұмысын жалғастырды. Болашақ зымырандық жүйелерде IDD қолдану мүмкіндігі туралы айтылды, бірақ әзірге олар әзірленбеген.
Біздің елде ИД тақырыбы теория мен практика деңгейінде зерттелді. Мысалы, 2017 жылы «Жану мен жарылыс» журналында газ тәрізді сутегіде жұмыс істейтін детонациялық рамжетикалық қозғалтқыштың сынақтары туралы мақала пайда болды. Сонымен қатар, айналмалы детонациялық қозғалтқыштарда жұмыс жалғасуда. Зымырандарда қолдануға жарамды сұйық отынды зымыран қозғалтқышы жасалды және сыналды. Мұндай технологияларды авиациялық қозғалтқыштарда қолдану мәселесі зерттелуде. Бұл жағдайда жану камерасы детонациялық қозғалтқышқа қосылады.
Технология перспективасы
Детонациялық қозғалтқыштар олардың әр түрлі салалар мен өрістерде қолданылуы тұрғысынан үлкен қызығушылық тудырады. Негізгі сипаттамалардың күтілетін ұлғаюына байланысты, олар, ең болмағанда, қолданыстағы сыныптар жүйесін сығып алады. Алайда, теориялық және практикалық дамудың күрделілігі олардың практикада қолдануға келуіне әлі мүмкіндік бермейді.
Дегенмен, соңғы жылдары оң үрдістер байқалды. Жалпы детонациялық қозғалтқыштар, соның ішінде. зертханалардан жаңалықтарда жиі пайда болады. Бұл бағыттың дамуы жалғасуда, ал болашақта ол перспективалы үлгілердің пайда болу уақыты, олардың сипаттамалары мен қолдану салалары әлі де күмән туғызса да, қажетті нәтиже бере алады. Дегенмен, соңғы жылдардағы хабарлар болашаққа оптимистікпен қарауға мүмкіндік береді.
