Ένας παλλόμενος κινητήρας έκρηξης δοκιμάστηκε στη Ρωσία

Το Γραφείο Πειραματικού Σχεδιασμού Lyulka ανέπτυξε, κατασκεύασε και δοκίμασε ένα πρωτότυπο μιας μηχανής έκρηξης με παλμικό συντονισμό με καύση δύο σταδίων ενός μίγματος κηροζίνης-αέρα. Όπως αναφέρει το ITAR-TASS, η μέση μετρούμενη ώθηση του κινητήρα ήταν περίπου εκατό κιλά και η διάρκεια της συνεχούς λειτουργίας ήταν μεγαλύτερη από δέκα λεπτά. Μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους, το Γραφείο Σχεδίασης σκοπεύει να κατασκευάσει και να δοκιμάσει έναν παλμικό εκρηκτικό κινητήρα πλήρους μεγέθους.

Σύμφωνα με τον επικεφαλής σχεδιαστή του Γραφείου Σχεδιασμού Lyulka, Alexander Tarasov, κατά τη διάρκεια των δοκιμών που προσομοίωσαν τρόπους λειτουργίας, χαρακτηριστικό των κινητήρων turbojet και ramjet. Μετρημένες τιμές ειδικής ώσης και συγκεκριμένη κατανάλωσητα καύσιμα αποδείχτηκαν 30-50 τοις εκατό καλύτερα από τον συμβατικό αέρα μηχανές αεροσκάφους. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, ο νέος κινητήρας άνοιγε και σβήνε επανειλημμένα, καθώς και έλεγχος πρόσφυσης.

Με βάση την έρευνα που διεξήχθη, τα δεδομένα που ελήφθησαν από δοκιμές, καθώς και την ανάλυση σχεδιασμού κυκλώματος, το Γραφείο Σχεδιασμού της Lyulka σκοπεύει να προτείνει την ανάπτυξη μιας ολόκληρης οικογένειας κινητήρων αεροσκαφών με παλλόμενη έκρηξη. Ειδικότερα, μπορούν να δημιουργηθούν κινητήρες μικρής διάρκειας ζωής για μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα και πυραύλους και κινητήρες αεροσκαφών για υπερηχητικές πτήσεις κρουαζιέρας.

Στο μέλλον, με βάση τις νέες τεχνολογίες, μπορούν να δημιουργηθούν κινητήρες για πυραυλικά και διαστημικά συστήματα και συνδυασμένες μονάδες παραγωγής ενέργειας για αεροσκάφη ικανά να πετούν στην ατμόσφαιρα και πέρα ​​από αυτήν.

Σύμφωνα με το γραφείο σχεδιασμού, οι νέοι κινητήρες θα αυξήσουν την αναλογία ώσης προς βάρος των αεροσκαφών κατά 1,5-2 φορές. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε τέτοιους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, το εύρος πτήσης ή το βάρος των όπλων των αεροσκαφών μπορεί να αυξηθεί κατά 30-50 τοις εκατό. Ταυτόχρονα, το ειδικό βάρος των νέων κινητήρων θα είναι 1,5-2 φορές μικρότερο από αυτό των συμβατικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής αεριωθουμένων.

Αναφέρθηκε τον Μάρτιο του 2011 ότι στη Ρωσία βρίσκονταν σε εξέλιξη εργασίες για τη δημιουργία μιας παλλόμενης μηχανής έκρηξης. Αυτό δήλωσε τότε ο Ilya Fedorov, διευθύνων σύμβουλος της ένωσης έρευνας και παραγωγής Saturn, η οποία περιλαμβάνει το Γραφείο Σχεδιασμού Lyulka. Ο Fedorov δεν διευκρίνισε ποιος τύπος μηχανής εκρηκτικότητας συζητείται.

Επί του παρόντος, είναι γνωστοί τρεις τύποι παλλόμενων κινητήρων: βαλβίδα, χωρίς βαλβίδες και έκρηξη. Η αρχή λειτουργίας αυτών των σταθμών παραγωγής ενέργειας είναι η περιοδική παροχή καυσίμου και οξειδωτικού στο θάλαμο καύσης, όπου συμβαίνει ανάφλεξη μίγμα καυσίμουκαι η εκροή προϊόντων καύσης από το ακροφύσιο με το σχηματισμό ώθησης πίδακα. Η διαφορά από τους συμβατικούς κινητήρες αεριωθουμένων είναι η εκρηκτική καύση του μείγματος καυσίμου, στην οποία απλώνεται το μέτωπο της καύσης μεγαλύτερη ταχύτηταήχος.

Παλλομένος μηχανή αεροπλάνουεφευρέθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Σουηδό μηχανικό Martin Wiberg. Ένας παλλόμενος κινητήρας θεωρείται απλός και φθηνός στην κατασκευή, αλλά λόγω των χαρακτηριστικών της καύσης καυσίμου είναι αναξιόπιστος. Ο νέος τύπος κινητήρα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην παραγωγή κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου στους γερμανικούς πυραύλους κρουζ V-1. Ήταν εξοπλισμένα με τον κινητήρα Argus As-014 της Argus-Werken.

Επί του παρόντος, πολλές μεγάλες αμυντικές εταιρείες στον κόσμο ασχολούνται με έρευνα για την ανάπτυξη κινητήρων παλμικού αεριωθούμενου υψηλής απόδοσης. Ειδικότερα, τις εργασίες πραγματοποιεί η γαλλική εταιρεία SNECMA and American General Electricκαι Pratt & Whitney. Το 2012, το Εργαστήριο Ναυτικής Έρευνας των ΗΠΑ ανακοίνωσε την πρόθεσή του να αναπτύξει έναν κινητήρα περιστροφικής έκρηξης, ο οποίος θα αντικαταστήσει τους συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων στα πλοία.

Οι κινητήρες περιστροφικής έκρηξης διαφέρουν από τους παλλόμενους στο ότι η εκρηκτική καύση του μείγματος καυσίμου σε αυτούς συμβαίνει συνεχώς - το μέτωπο καύσης κινείται σε έναν δακτυλιοειδή θάλαμο καύσης στον οποίο το μείγμα καυσίμου ανανεώνεται συνεχώς.

Ένας κινητήρας έκρηξης είναι απλούστερος και φθηνότερος στην κατασκευή, είναι μια τάξη μεγέθους πιο ισχυρός και οικονομικός από έναν συμβατικό κινητήρα τζετ και έχει υψηλότερη απόδοση σε σύγκριση με αυτόν.

Περιγραφή:

Ο κινητήρας έκρηξης (παλμικός, παλλόμενος κινητήρας) αντικαθιστά τον συμβατικό κινητήρα τζετ. Για να κατανοήσετε την ουσία ενός κινητήρα έκρηξης, πρέπει να αποσυναρμολογήσετε έναν συμβατικό κινητήρα τζετ.

Ένας τυπικός κινητήρας τζετ έχει σχεδιαστεί ως εξής.

Στον θάλαμο καύσης συμβαίνει καύση καυσίμου και οξειδωτικού, που είναι οξυγόνο από τον αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, η πίεση στο θάλαμο καύσης είναι σταθερή. Η διαδικασία καύσης αυξάνει απότομα τη θερμοκρασία, δημιουργεί ένα σταθερό μέτωπο φλόγας και σταθερό ώθηση τζετπου προέρχονται από το ακροφύσιο. Το μπροστινό μέρος μιας συμβατικής φλόγας διαδίδεται σε περιβάλλον αερίου με ταχύτητα 60-100 m/sec. Αυτό είναι που προκαλεί κίνηση αεροσκάφος. Ωστόσο, οι σύγχρονοι κινητήρες τζετ έχουν φτάσει σε ένα ορισμένο όριο απόδοσης, ισχύος και άλλων χαρακτηριστικών, η βελτίωση των οποίων είναι σχεδόν αδύνατη ή εξαιρετικά δύσκολη.

Σε έναν εκρηκτικό (παλμικό ή παλμικό) κινητήρα, η καύση λαμβάνει χώρα με έκρηξη. Η έκρηξη είναι μια διαδικασία καύσης, η οποία όμως συμβαίνει εκατοντάδες φορές πιο γρήγορα από ό,τι κατά τη συμβατική καύση καυσίμου. Κατά την καύση έκρηξης, σχηματίζεται ένα κρουστικό κύμα έκρηξης, που το μεταφέρει με υπερηχητική ταχύτητα. Είναι περίπου 2500 m/sec. Η πίεση ως αποτέλεσμα της καύσης με έκρηξη αυξάνεται γρήγορα, αλλά ο όγκος του θαλάμου καύσης παραμένει αμετάβλητος. Τα προϊόντα καύσης διαφεύγουν με μεγάλη ταχύτητα μέσα από το ακροφύσιο. Η συχνότητα παλμών του κύματος έκρηξης φτάνει πολλές χιλιάδες ανά δευτερόλεπτο. Σε ένα κύμα έκρηξης δεν υπάρχει σταθεροποίηση του μετώπου της φλόγας για κάθε παλμό το μείγμα καυσίμου ανανεώνεται και το κύμα ξεκινά ξανά.

Η πίεση σε έναν κινητήρα έκρηξης δημιουργείται από την ίδια την έκρηξη, η οποία εξαλείφει την παροχή μίγματος καυσίμου και οξειδωτικού σε υψηλή πίεση. Σε έναν συμβατικό κινητήρα τζετ, για να δημιουργηθεί πίεση ώσης 200 atm, είναι απαραίτητο να τροφοδοτηθεί το μείγμα καυσίμου σε πίεση 500 atm. Ενώ σε έναν κινητήρα έκρηξης η πίεση τροφοδοσίας του μείγματος καυσίμου είναι 10 atm.

Ο θάλαμος καύσης μιας μηχανής έκρηξης έχει δομικά σχήματος δακτυλίου με ακροφύσια που βρίσκονται κατά μήκος της ακτίνας του για την παροχή καυσίμου. Το κύμα έκρηξης τρέχει γύρω από τον κύκλο ξανά και ξανά, το μείγμα καυσίμου συμπιέζεται και καίγεται, ωθώντας τα προϊόντα καύσης μέσα από το ακροφύσιο.

Πλεονεκτήματα:

– Ο εκρηκτικός κινητήρας είναι ευκολότερος στην κατασκευή. Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε μονάδες στροβιλοαντλίας,

– μια τάξη μεγέθους πιο ισχυρός και οικονομικός από έναν συμβατικό κινητήρα τζετ,

- έχει περισσότερα υψηλής απόδοσης,

– φθηνότερο στην κατασκευή

– δεν χρειάζεται να δημιουργήσετε υψηλή πίεσηπαροχή του μείγματος καυσίμου και του οξειδωτικού, δημιουργείται υψηλή πίεση λόγω της ίδιας της έκρηξης,

– ο κινητήρας έκρηξης υπερβαίνει τον συμβατικό κινητήρα εκτόξευσης κατά 10 φορές ως προς την ισχύ ανά μονάδα όγκου, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του σχεδιασμού του κινητήρα εκπυρσοκρότησης,

– η καύση με έκρηξη είναι 100 φορές ταχύτερη από την καύση συμβατικού καυσίμου.

Σημείωση: © Φωτογραφία https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Στα τέλη Ιανουαρίου, εμφανίστηκαν αναφορές για νέες επιτυχίες στη ρωσική επιστήμη και τεχνολογία. Έγινε γνωστό από επίσημες πηγές ότι ένα από τα εγχώρια έργα ενός πολλά υποσχόμενου κινητήρα αεριωθούμενου τύπου έκρηξης έχει ήδη περάσει το στάδιο δοκιμών. Αυτό φέρνει πιο κοντά τη στιγμή της πλήρους ολοκλήρωσης όλων των απαιτούμενων εργασιών, με αποτέλεσμα οι ρωσικοί διαστημικοί ή στρατιωτικοί πύραυλοι να μπορούν να δέχονται νέους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με αυξημένα χαρακτηριστικά. Επιπλέον, νέες αρχές λειτουργίας του κινητήρα μπορούν να βρουν εφαρμογή όχι μόνο στον τομέα των πυραύλων, αλλά και σε άλλους τομείς.

Στα τέλη Ιανουαρίου, ο αντιπρόεδρος της κυβέρνησης Ντμίτρι Ρογκόζιν μίλησε στον εγχώριο Τύπο για τις τελευταίες επιτυχίες των ερευνητικών οργανισμών. Μεταξύ άλλων θεμάτων, έθιξε τη διαδικασία δημιουργίας κινητήρων τζετ με βάση νέες αρχές λειτουργίας. Ένας πολλά υποσχόμενος κινητήρας με καύση έκρηξης έχει ήδη δοκιμαστεί. Σύμφωνα με τον αντιπρόεδρο της κυβέρνησης, η εφαρμογή νέων αρχών λειτουργίας εργοστάσιο ηλεκτρισμούσας επιτρέπει να έχετε σημαντική αύξηση στην απόδοση. Σε σύγκριση με τα σχέδια παραδοσιακής αρχιτεκτονικής, παρατηρείται αύξηση της πρόσφυσης περίπου 30%.

Διάγραμμα μιας μηχανής πυραύλων έκρηξης

Σύγχρονοι πυραυλοκινητήρες διαφορετικές τάξειςκαι οι τύποι που χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς χρησιμοποιούν το λεγόμενο. ισοβαρικός κύκλος ή καύση αναφλεγμονής. Οι θάλαμοι καύσης τους διατηρούν σταθερή πίεση, στην οποία το καύσιμο καίγεται αργά. Ένας κινητήρας που βασίζεται σε αρχές εκτόνωσης δεν απαιτεί ιδιαίτερα ισχυρές μονάδες, αλλά έχει περιορισμένη μέγιστη απόδοση. Η αύξηση των βασικών χαρακτηριστικών, ξεκινώντας από ένα συγκεκριμένο επίπεδο, αποδεικνύεται αδικαιολόγητα δύσκολη.

Μια εναλλακτική λύση σε έναν κινητήρα ισοβαρικού κύκλου στο πλαίσιο της βελτίωσης της απόδοσης είναι ένα σύστημα με το λεγόμενο. καύση έκρηξης. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίδραση οξείδωσης του καυσίμου συμβαίνει πίσω από το κρουστικό κύμα, με υψηλή ταχύτητακινείται μέσα από τον θάλαμο καύσης. Αυτό δημιουργεί ιδιαίτερες απαιτήσεις στη σχεδίαση του κινητήρα, αλλά προσφέρει επίσης προφανή πλεονεκτήματα. Από την άποψη της απόδοσης της καύσης καυσίμου, η καύση με έκρηξη είναι 25% καλύτερη από την καύση με ανάφλεξη. Διαφέρει επίσης από την καύση με σταθερή πίεση στην αυξημένη ισχύ απελευθέρωσης θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας του μετώπου αντίδρασης. Θεωρητικά, είναι δυνατό να αυξηθεί αυτή η παράμετρος κατά τρεις έως τέσσερις τάξεις μεγέθους. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα των αντιδρώντων αερίων μπορεί να αυξηθεί κατά 20-25 φορές.

Έτσι, ο κινητήρας έκρηξης, χαρακτηρίζεται από αυξημένο συντελεστή χρήσιμη δράση, είναι σε θέση να αναπτύξει μεγαλύτερη ώθηση με λιγότερη κατανάλωση καυσίμου. Τα πλεονεκτήματά του σε σχέση με τα παραδοσιακά σχέδια είναι προφανή, αλλά μέχρι πρόσφατα, η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα άφηνε πολλά να είναι επιθυμητή. Οι αρχές ενός κινητήρα εκπυρσοκρότησης διατυπώθηκαν το 1940 από τον Σοβιετικό φυσικό Ya.B. Zeldovich, αλλά τελικά προϊόντα αυτού του είδους δεν έχουν ακόμη τεθεί σε χρήση. Οι κύριοι λόγοι για την έλλειψη πραγματικής επιτυχίας είναι τα προβλήματα με τη δημιουργία μιας αρκετά ισχυρής δομής, καθώς και η δυσκολία εκτόξευσης και στη συνέχεια διατήρησης ενός κρουστικού κύματος κατά τη χρήση υπαρχόντων καυσίμων.

Ένα από τα τελευταία εγχώρια έργα στον τομέα των κινητήρων πυραύλων έκρηξης ξεκίνησε το 2014 και αναπτύσσεται στο NPO Energomash που φέρει το όνομά του. Ο Ακαδημαϊκός Β.Π. Glushko. Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα, σκοπός του έργου με τον κρυπτογράφηση Ifrit ήταν η μελέτη των βασικών αρχών νέα τεχνολογίαακολουθούμενη από τη δημιουργία ενός υγρού πυραυλοκινητήρα που χρησιμοποιεί κηροζίνη και αέριο οξυγόνο. Ο νέος κινητήρας, που πήρε το όνομά του από τους δαίμονες της φωτιάς από την αραβική λαογραφία, βασίστηκε στην αρχή της καύσης με περιστροφική έκρηξη. Έτσι, σύμφωνα με τη βασική ιδέα του έργου, το ωστικό κύμα θα πρέπει να κινείται συνεχώς σε κύκλο μέσα στον θάλαμο καύσης.

Ο κύριος προγραμματιστής του νέου έργου ήταν το NPO Energomash, ή μάλλον ένα ειδικό εργαστήριο που δημιουργήθηκε στη βάση του. Επιπλέον, αρκετοί άλλοι ερευνητικοί και σχεδιαστικοί οργανισμοί συμμετείχαν στην εργασία. Το πρόγραμμα έλαβε υποστήριξη από το Foundation for Advanced Study. Μέσω κοινών προσπαθειών, όλοι οι συμμετέχοντες στο έργο Ifrit μπόρεσαν να δημιουργήσουν μια βέλτιστη εμφάνιση πολλά υποσχόμενος κινητήρας, καθώς και δημιουργία ενός μοντέλου θαλάμου καύσης με νέες αρχές λειτουργίας.

Να μελετήσει τις προοπτικές ολόκληρης της κατεύθυνσης και τις νέες ιδέες, τα λεγόμενα μοντέλο θάλαμος εκρήξεωνκαύσης που πληροί τις απαιτήσεις του έργου. Ένας τέτοιος πειραματικός κινητήρας με μειωμένη διαμόρφωση υποτίθεται ότι χρησιμοποιεί υγρή κηροζίνη ως καύσιμο. Το αέριο οξυγόνο προτάθηκε ως οξειδωτικός παράγοντας. Τον Αύγουστο του 2016 ξεκίνησαν οι δοκιμές της πρωτότυπης κάμερας. Είναι σημαντικό ότι για πρώτη φορά ένα έργο αυτού του είδους μπόρεσε να φτάσει στο στάδιο των δοκιμών στον πάγκο. Προηγουμένως, εγχώριοι και ξένοι πυραυλοκινητήρες αναπτύχθηκαν αλλά δεν δοκιμάστηκαν.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής του δείγματος του μοντέλου, κατέστη δυνατό να ληφθούν πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα που δείχνουν την ορθότητα των προσεγγίσεων που χρησιμοποιήθηκαν. Έτσι, χρησιμοποιώντας τα σωστά υλικάκαι η τεχνολογία κατάφερε να φέρει την πίεση στο εσωτερικό του θαλάμου καύσης στις 40 ατμόσφαιρες. Η ώθηση του πειραματικού προϊόντος έφτασε τους 2 τόνους.

Θάλαμος μοντέλου σε πάγκο δοκιμών

Στο πλαίσιο του έργου Ifrit, επιτεύχθηκαν ορισμένα αποτελέσματα, αλλά ο εγχώριος κινητήρας έκρηξης υγρού καυσίμου απέχει ακόμη πολύ από την πλήρη πρακτική εφαρμογή. Πριν από την εισαγωγή τέτοιου εξοπλισμού σε έργα νέας τεχνολογίας, οι σχεδιαστές και οι επιστήμονες θα πρέπει να αποφασίσουν ολόκληρη γραμμήτα πιο σοβαρά καθήκοντα. Μόνο μετά από αυτό η βιομηχανία πυραύλων και διαστήματος ή η αμυντική βιομηχανία θα μπορέσουν να αρχίσουν να συνειδητοποιούν τις δυνατότητες της νέας τεχνολογίας στην πράξη.

Στα μέσα Ιανουαρίου" Ρωσική εφημερίδα» δημοσίευσε μια συνέντευξη με τον επικεφαλής σχεδιαστή της NPO Energomash, Petr Levochkin, το θέμα της οποίας ήταν η τρέχουσα κατάσταση και οι προοπτικές για τους κινητήρες έκρηξης. Ο εκπρόσωπος της εταιρείας ανάπτυξης υπενθύμισε τις κύριες διατάξεις του έργου και έθιξε επίσης το θέμα των επιτυχιών που σημειώθηκαν. Επιπλέον, μίλησε για πιθανές περιοχέςτη χρήση «Ifrit» και παρόμοιων δομών.

Για παράδειγμα, οι κινητήρες έκρηξης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υπερηχητικά αεροσκάφη. Ο P. Levochkin υπενθύμισε ότι οι κινητήρες που προτείνονται επί του παρόντος για χρήση σε τέτοιο εξοπλισμό χρησιμοποιούν υποηχητική καύση. Στην υπερηχητική ταχύτητα του οχήματος πτήσης, ο αέρας που εισέρχεται στον κινητήρα πρέπει να επιβραδυνθεί σε λειτουργία ήχου. Ωστόσο, η ενέργεια πέδησης πρέπει να οδηγεί σε πρόσθετα θερμικά φορτία στο πλαίσιο του αεροσκάφους. Σε κινητήρες έκρηξης, ο ρυθμός καύσης καυσίμου φτάνει τουλάχιστον το M=2,5. Χάρη σε αυτό, καθίσταται δυνατή η αύξηση της ταχύτητας πτήσης του αεροσκάφους. Ένα τέτοιο μηχάνημα με κινητήρα τύπου έκρηξης μπορεί να επιταχύνει σε ταχύτητες οκτώ φορές την ταχύτητα του ήχου.

Ωστόσο, οι πραγματικές προοπτικές για πυραυλοκινητήρες τύπου έκρηξης δεν είναι ακόμη πολύ μεγάλες. Σύμφωνα με τον P. Levochkin, «μόλις ανοίξαμε την πόρτα στην περιοχή της καύσης έκρηξης». Οι επιστήμονες και οι σχεδιαστές θα πρέπει να μελετήσουν πολλά θέματα και μόνο τότε θα είναι δυνατή η δημιουργία σχεδίων με πρακτικές δυνατότητες. Εξαιτίας αυτού, η διαστημική βιομηχανία θα πρέπει να χρησιμοποιεί υγρούς κινητήρες παραδοσιακού σχεδιασμού για μεγάλο χρονικό διάστημα, κάτι που ωστόσο δεν αναιρεί την πιθανότητα περαιτέρω βελτίωσής τους.

Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι η αρχή της έκρηξης της καύσης χρησιμοποιείται όχι μόνο στον τομέα των κινητήρων πυραύλων. Υπάρχει ήδη εγχώριο έργοσύστημα αεροπορίας με θάλαμο καύσης τύπου έκρηξης που λειτουργεί με παλμική αρχή. Ένα πρωτότυπο αυτού του είδους έχει δοκιμαστεί και στο μέλλον μπορεί να δώσει αφορμή για μια νέα κατεύθυνση. Οι νέοι κινητήρες με καύση έκρηξης μπορούν να βρουν εφαρμογή σε διάφορα πεδία και να αντικαταστήσουν εν μέρει τους αεριοστρόβιλους ή κινητήρες turbojetπαραδοσιακά σχέδια.

Το εγχώριο έργο ενός κινητήρα αεροσκάφους έκρηξης αναπτύσσεται στο Γραφείο Σχεδιασμού που φέρει το όνομά του. ΕΙΜΑΙ. Κούνια. Οι πληροφορίες σχετικά με αυτό το έργο παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά στο περσινό διεθνές στρατιωτικό-τεχνικό φόρουμ Army 2017. Στο περίπτερο της εταιρείας ανάπτυξης υπήρχαν υλικά για διάφορους κινητήρες, τόσο σειριακό όσο και υπό ανάπτυξη. Μεταξύ των τελευταίων ήταν ένα πολλά υποσχόμενο δείγμα έκρηξης.

Η ουσία της νέας πρότασης είναι η χρήση ενός μη τυποποιημένου θαλάμου καύσης ικανού να εκτελεί παλμική έκρηξη καύσης καυσίμου σε ατμόσφαιρα αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα των "εκρήξεων" μέσα στον κινητήρα πρέπει να φτάσει τα 15-20 kHz. Στο μέλλον, είναι δυνατό να αυξηθεί περαιτέρω αυτή η παράμετρος, με αποτέλεσμα ο θόρυβος του κινητήρα να ξεπεράσει το εύρος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί. Τέτοια χαρακτηριστικά κινητήρα μπορεί να έχουν κάποιο ενδιαφέρον.

Πρώτη κυκλοφορία του πειραματικού προϊόντος "Ifrit"

Ωστόσο, τα κύρια πλεονεκτήματα του νέου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής συνδέονται με την αυξημένη απόδοση. Οι δοκιμές σε πάγκο πειραματικών προϊόντων έδειξαν ότι υπερτερούν κατά περίπου 30% από τα παραδοσιακά κινητήρες αεριοστροβίλωνΜε συγκεκριμένους δείκτες. Μέχρι την πρώτη δημόσια επίδειξη υλικών στον κινητήρα OKB. ΕΙΜΑΙ. Οι κούνιες μπόρεσαν να φτάσουν αρκετά ψηλά χαρακτηριστικά απόδοσης. Ένας πειραματικός κινητήρας νέου τύπου μπόρεσε να λειτουργήσει για 10 λεπτά χωρίς διακοπή. Ο συνολικός χρόνος λειτουργίας αυτού του προϊόντος στο περίπτερο εκείνη τη στιγμή ξεπέρασε τις 100 ώρες.

Εκπρόσωποι της εταιρείας ανάπτυξης ανέφεραν ότι είναι ήδη δυνατή η δημιουργία ενός νέου κινητήρα έκρηξης με ώθηση 2-2,5 τόνων, κατάλληλου για εγκατάσταση σε ελαφρά αεροσκάφη ή μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα. Στο σχεδιασμό ενός τέτοιου κινητήρα προτείνεται η χρήση του λεγόμενου. συσκευές συντονισμού υπεύθυνες για τη σωστή πρόοδο της καύσης καυσίμου. Σημαντικό πλεονέκτημαΤο νέο έργο είναι η θεμελιώδης δυνατότητα εγκατάστασης τέτοιων συσκευών οπουδήποτε στο πλαίσιο του αεροσκάφους.

Ειδικοί από την OKB im. ΕΙΜΑΙ. Οι Cradles εργάζονται σε κινητήρες αεροσκαφών με καύση παλμικής έκρηξης για περισσότερες από τρεις δεκαετίες, αλλά μέχρι στιγμής το έργο δεν έχει εγκαταλείψει το ερευνητικό στάδιο και δεν έχει πραγματικές προοπτικές. κύριος λόγος– έλλειψη τάξης και απαραίτητης χρηματοδότησης. Εάν το έργο λάβει την απαραίτητη υποστήριξη, τότε στο άμεσο μέλλον μπορεί να δημιουργηθεί ένα δείγμα κινητήρα κατάλληλο για χρήση σε διάφορους εξοπλισμούς.

Μέχρι σήμερα, Ρώσοι επιστήμονες και σχεδιαστές έχουν καταφέρει να δείξουν πολύ αξιόλογα αποτελέσματα στον τομέα των κινητήρων αεριωθουμένων χρησιμοποιώντας νέες αρχές λειτουργίας. Υπάρχουν πολλά έργα κατάλληλα για χρήση στα πεδία πυραύλων, διαστήματος και υπερηχητικών. Επιπλέον, οι νέοι κινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην «παραδοσιακή» αεροπορία. Ορισμένα έργα βρίσκονται ακόμη σε αρχικό στάδιο και δεν είναι ακόμη έτοιμα για επιθεωρήσεις και άλλες εργασίες, ενώ σε άλλους τομείς έχουν ήδη επιτευχθεί τα πιο αξιοσημείωτα αποτελέσματα.

Ερευνώντας το θέμα των κινητήρων αεριωθουμένων με καύση έκρηξης, Ρώσοι ειδικοί μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα μοντέλο πάγκου ενός θαλάμου καύσης με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Το πειραματικό προϊόν "Ifrit" έχει ήδη περάσει δοκιμές, κατά τις οποίες συλλέχτηκε μεγάλος αριθμός διαφόρων πληροφοριών. Με τη βοήθεια των δεδομένων που αποκτήθηκαν, η ανάπτυξη της κατεύθυνσης θα συνεχιστεί.

Η εκμάθηση μιας νέας κατεύθυνσης και η μετάφραση ιδεών σε μια πρακτικά εφαρμόσιμη μορφή θα πάρει πολύ χρόνο, και για αυτόν τον λόγο, στο άμεσο μέλλον, οι διαστημικοί και στρατιωτικοί πύραυλοι στο άμεσο μέλλον θα είναι εξοπλισμένοι μόνο με παραδοσιακούς υγρούς κινητήρες. Ωστόσο, το έργο έχει ήδη εγκαταλείψει το καθαρά θεωρητικό στάδιο και τώρα κάθε δοκιμαστική εκτόξευση ενός πειραματικού κινητήρα φέρνει πιο κοντά τη στιγμή της κατασκευής πλήρους πυραύλων με νέους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.

Με βάση υλικά από ιστότοπους:
http://engine.space/
http://fpi.gov.ru/
https://rg.ru/
https://utro.ru/
http://tass.ru/
http://svpressa.ru/

Η Ρωσική Ομοσπονδία ήταν η πρώτη στον κόσμο που δοκίμασε επιτυχώς έναν εκρηκτικό κινητήρα υγρού πυραύλου. Η νέα μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας δημιουργήθηκε στο NPO Energomash. Αυτή είναι μια επιτυχία για τη ρωσική πυραυλική και διαστημική βιομηχανία, είπε στον ανταποκριτή Ομοσπονδιακό Πρακτορείο Ειδήσεωνεπιστημονικός αρθρογράφος Αλεξάντερ Γκάλκιν.

Όπως αναφέρεται στην επίσημη ιστοσελίδα του Ιδρύματος Προηγμένων Ερευνών, η ώθηση στον νέο κινητήρα δημιουργείται μέσω ελεγχόμενων εκρήξεων κατά την αλληλεπίδραση του ζεύγους καυσίμου οξυγόνου-κηροζίνης.

«Η σημασία της επιτυχίας αυτών των δοκιμών για την ταχεία ανάπτυξη της οικιακής κατασκευής κινητήρων δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί […] Το μέλλον βρίσκεται σε πυραυλοκινητήρες αυτού του είδους», είπε ο αναπληρωτής γενικός διευθυντήςΚαι επικεφαλής σχεδιαστής NPO "Energomash" Βλαντιμίρ Τσβάνοφ.

Να σημειωθεί ότι οι μηχανικοί της εταιρείας εργάζονται για την επιτυχή δοκιμή του νέου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής τα τελευταία δύο χρόνια. Ερευνητικές εργασίεςπου πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες από το Ινστιτούτο Υδροδυναμικής του Νοβοσιμπίρσκ που πήρε το όνομά του. M.A. Lavrentyev του Παραρτήματος Σιβηρίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και του Ινστιτούτου Αεροπορίας της Μόσχας.

«Νομίζω ότι αυτή είναι μια νέα λέξη στη βιομηχανία πυραύλων και ελπίζω ότι θα είναι χρήσιμη για τη ρωσική κοσμοναυτική. Η Energomash είναι πλέον η μόνη δομή που αναπτύσσει κινητήρες πυραύλων και τους πουλά με επιτυχία. Πρόσφατα έφτιαξαν τον κινητήρα RD-181 για τους Αμερικάνους, ο οποίος από άποψη συνολικής ισχύος είναι πιο αδύναμος από τον δοκιμασμένο RD-180. Αλλά το γεγονός είναι ότι μια νέα τάση έχει εμφανιστεί στην κατασκευή κινητήρων - μείωση του βάρους του εξοπλισμού του οχήματος διαστημόπλοιακάνει τους κινητήρες να γίνονται λιγότερο ισχυροί. Αυτό συμβαίνει με τη μείωση του βάρους εξόδου. Πρέπει λοιπόν να ευχηθούμε επιτυχία στους επιστήμονες και τους μηχανικούς της Energomash που εργάζεται και κάτι πετυχαίνει. Έχουμε ακόμα δημιουργικά κεφάλια», είναι σίγουρος ο Alexander Galkin.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ίδια η αρχή της δημιουργίας ενός jet stream μέσω ελεγχόμενων εκρήξεων μπορεί να εγείρει ερωτήματα σχετικά με την ασφάλεια των μελλοντικών πτήσεων. Ωστόσο, δεν υπάρχει λόγος ανησυχίας, αφού το κρουστικό κύμα στροβιλίζεται στον θάλαμο καύσης του κινητήρα.

«Είμαι σίγουρος ότι θα βρουν ένα σύστημα απόσβεσης κραδασμών για νέους κινητήρες, επειδή, κατ' αρχήν, τα παραδοσιακά οχήματα εκτόξευσης που αναπτύχθηκαν πίσω Σεργκέι Παβλόβιτς ΚορόλεφΚαι Βαλεντίνα Πέτροβιτς Γκλούσκο, επίσης έδωσε ισχυρή δόνησηστο κύτος του πλοίου. Κάπως όμως νίκησαν, βρήκαν τρόπο να σβήσουν το κολοσσιαίο τίναγμα. Όλα θα είναι ίδια εδώ», καταλήγει ο ειδικός.

Επί του παρόντος, οι υπάλληλοι της NPO Energomash διεξάγουν περαιτέρω έρευνα για να εργαστούν για τη σταθεροποίηση της πρόσφυσης και τη μείωση των φορτίων στη φέρουσα δομή του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Όπως σημειώθηκε στην επιχείρηση, η λειτουργία του ζεύγους καυσίμου οξυγόνου-κηροζίνης και η ίδια η αρχή της δημιουργίας δύναμης ανύψωσης εξασφαλίζει χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου σε περισσότερη δύναμη. Οι δοκιμές θα ξεκινήσουν στο μέλλον μοντέλο πλήρους μεγέθους, και ίσως θα χρησιμοποιηθεί για την εκτόξευση ωφέλιμων φορτίων ή ακόμα και αστροναυτών σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη.

Η Analog LLC οργανώθηκε το 2010 για την παραγωγή και λειτουργία του σχεδιασμού των ψεκαστών πεδίου που εφηύρα, η ιδέα του οποίου κατοχυρώθηκε στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας της Ρωσικής Ομοσπονδίας για το μοντέλο χρησιμότητας Νο. 67402 το 2007.

Τώρα, έχω αναπτύξει μια ιδέα περιστροφικός κινητήρας εσωτερικής καύσης, στην οποία είναι δυνατή η οργάνωση εκρηκτικής (εκρηκτικής) καύσης του εισερχόμενου καυσίμου με αυξημένη απελευθέρωση (περίπου 2 φορές) ενεργειακής πίεσης και θερμοκρασίας των καυσαερίων διατηρώντας παράλληλα την απόδοση του κινητήρα. Αντίστοιχα, με αύξηση περίπου 2 φορές, Θερμική απόδοσηκινητήρας, δηλ. έως και 70% περίπου. Η υλοποίηση αυτού του έργου απαιτεί μεγάλο οικονομικό κόστος για τον σχεδιασμό του, την επιλογή των υλικών και την παραγωγή ενός πρωτοτύπου. Και όσον αφορά τα χαρακτηριστικά και τη δυνατότητα εφαρμογής, αυτός είναι ένας κινητήρας, πάνω απ 'όλα, για την αεροπορία, και επίσης αρκετά εφαρμόσιμος για αυτοκίνητα, αυτοκινούμενα οχήματακλπ., δηλ. είναι απαραίτητο στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της τεχνολογίας και των περιβαλλοντικών απαιτήσεων.

Τα κύρια πλεονεκτήματά του θα είναι η απλότητα του σχεδιασμού, η αποτελεσματικότητα, η φιλικότητα προς το περιβάλλον, η υψηλή ροπή, η συμπαγής, χαμηλό επίπεδοθόρυβος ακόμη και χωρίς τη χρήση σιγαστήρα. Θα προστατεύεται από την αντιγραφή με την υψηλή τεχνολογία και τα ειδικά υλικά του.

Η απλότητα του σχεδιασμού διασφαλίζεται από τον περιστροφικό σχεδιασμό του, στον οποίο όλα τα μέρη του κινητήρα εκτελούν μια απλή περιστροφική κίνηση.

Η φιλικότητα προς το περιβάλλον και η αποτελεσματικότητα διασφαλίζονται από 100% στιγμιαία καύση καυσίμου σε ανθεκτικό, υψηλής θερμοκρασίας (περίπου 2000 g C), χωρίς ψύξη, ξεχωριστό θάλαμο καύσης, κλειδωμένο αυτή τη στιγμή με βαλβίδες. Η ψύξη ενός τέτοιου κινητήρα παρέχεται από το εσωτερικό (ψύξη του ρευστού εργασίας) με τυχόν απαραίτητα τμήματα νερού που εισέρχονται στο τμήμα εργασίας πριν από την εκτόξευση των επόμενων τμημάτων του ρευστού εργασίας (αέρια καύσης) από τον θάλαμο καύσης, επιτυγχάνοντας έτσι πρόσθετη πίεση υδρατμούς και χρήσιμη εργασίαστον άξονα εργασίας.

Η υψηλή ροπή, ακόμη και σε χαμηλές στροφές, παρέχεται (σε ​​σύγκριση με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης με έμβολο) από έναν μεγάλο και σταθερό ώμο επιρροής του ρευστού εργασίας στη λεπίδα εργασίας. Αυτός ο παράγοντας θα επιτρέψει σε οποιονδήποτε επίγεια μεταφοράνα κάνετε χωρίς μια περίπλοκη και ακριβή μετάδοση ή, τουλάχιστον, να την απλοποιήσετε σημαντικά.

Λίγα λόγια για τον σχεδιασμό και τη λειτουργία του.

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει κυλινδρικό σχήμα με δύο τμήματα ρότορα-λεπίδας, το ένα από τα οποία χρησιμεύει για εισαγωγή και προσυμπίεση μίγμα καυσίμου-αέρακαι αντιπροσωπεύει ένα γνωστό και λειτουργικό τμήμα του συμβατικού περιστροφικός συμπιεστής; το άλλο, που λειτουργεί, είναι ένα εκσυγχρονισμένο περιστροφικό ατμομηχανή Marcinevsky; και ανάμεσά τους υπάρχει μια στατική συστοιχία ανθεκτικού στη θερμότητα υλικού, στην οποία υπάρχει ξεχωριστός θάλαμος καύσης, κλειδωμένος κατά την καύση, με τρεις μη περιστρεφόμενες βαλβίδες, 2 από τις οποίες είναι ελεύθερες, τύπου πετάλου και μία ελεγχόμενη για ανακούφιση πίεση πριν από την εισαγωγή του επόμενου τμήματος του συγκροτήματος καυσίμου.

Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, ο άξονας εργασίας με ρότορες και λεπίδες περιστρέφεται. Στο τμήμα εισόδου, η λεπίδα αναρροφά και συμπιέζει το συγκρότημα καυσίμου και, με αύξηση της πίεσης πάνω από την πίεση του θαλάμου καύσης (μετά την πίεση εξαέρωσης από αυτό) μείγμα εργασίαςοδηγείται σε έναν καυτό θάλαμο (περίπου 2000 βαθμούς C), αναφλέγεται από έναν σπινθήρα και εκρήγνυται αμέσως. Εν, βαλβίδα εισαγωγήςκλείνει, ανοίγει Βαλβίδα εξάτμισης, και πριν το ανοίξετε, εγχέεται στο τμήμα εργασίας απαιτούμενο ποσόνερό. Αποδεικνύεται ότι τα εξαιρετικά καυτά αέρια εκτοξεύονται στο τμήμα εργασίας υπό υψηλή πίεση και υπάρχει ένα μέρος νερού που μετατρέπεται σε ατμό και το μείγμα ατμού-αερίου περιστρέφει τον ρότορα του κινητήρα, ψύχοντάς τον ταυτόχρονα. Σύμφωνα με τις διαθέσιμες πληροφορίες, υπάρχει ήδη ένα υλικό που αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 10.000 βαθμούς C για μεγάλο χρονικό διάστημα, από το οποίο πρέπει να κατασκευαστεί θάλαμος καύσης.

Τον Μάιο του 2018 κατατέθηκε Αίτηση για εφεύρεση. Η αίτηση εξετάζεται επί του παρόντος επί της ουσίας της.

Αυτή η αίτηση επένδυσης υποβάλλεται για την παροχή χρηματοδότησης για Ε&Α, τη δημιουργία πρωτοτύπου, τη λεπτομέρεια και τη ρύθμισή του μέχρι να ληφθεί δείγμα εργασίας. αυτού του κινητήρα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει ένα ή δύο χρόνια. Επιλογές χρηματοδότησης για περαιτέρω ανάπτυξη τροποποιήσεων κινητήρα για διάφορα είδη εξοπλισμούμπορεί και θα πρέπει να αναπτυχθεί χωριστά για συγκεκριμένα δείγματα.

Επιπλέον πληροφορίες

Η υλοποίηση αυτού του έργου είναι μια δοκιμή της εφεύρεσης στην πράξη. Απόκτηση ενός πρωτοτύπου εργασίας. Το προκύπτον υλικό μπορεί να προσφερθεί σε ολόκληρη την εγχώρια βιομηχανία μηχανικών για την ανάπτυξη μοντέλων Οχημαμε αποδοτικό κινητήρα εσωτερικής καύσης που βασίζεται σε συμβόλαια με τον κατασκευαστή και πληρωμή προμήθειας.

Μπορείτε να επιλέξετε τα περισσότερα υποσχόμενες κατευθύνσεις σχεδιασμός κινητήρα εσωτερικής καύσηςας πούμε, κατασκευή κινητήρων αεροσκαφών για UAV και προσφορά κατασκευασμένου κινητήρα, καθώς και εγκατάσταση αυτού του κινητήρα εσωτερικής καύσης σε δική της ανάπτυξη UAV, ένα πρωτότυπο του οποίου βρίσκεται στο στάδιο της συναρμολόγησης.

Να σημειωθεί ότι η αγορά των προσωπικών αεροσκαφών στον κόσμο μόλις άρχισε να αναπτύσσεται, αλλά στη χώρα μας βρίσκεται στα σπάργανα. Και, συμπεριλαμβανομένου δηλαδή η απουσία κατάλληλος κινητήρας εσωτερικής καύσηςεμποδίζει την ανάπτυξή του. Και στη χώρα μας, με τις ατελείωτες εκτάσεις της, μια τέτοια αεροπορία θα είναι περιζήτητη.

Market Analytics

Η υλοποίηση του έργου σημαίνει την απόκτηση ενός θεμελιωδώς νέου και εξαιρετικά πολλά υποσχόμενου κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Τώρα η έμφαση δίνεται στην οικολογία και ως εναλλακτική λύση εμβολοφόρος κινητήρας εσωτερικής καύσηςΠροτείνεται ένας ηλεκτροκινητήρας, αλλά αυτή η ενέργεια που είναι απαραίτητη για αυτόν πρέπει να παραχθεί κάπου, να συσσωρευτεί γι' αυτόν. Η μερίδα του λέοντος της ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, οι οποίοι δεν είναι φιλικοί προς το περιβάλλον, γεγονός που θα οδηγήσει σε σημαντική ρύπανση στις τοποθεσίες τους. Και η διάρκεια ζωής των συσκευών αποθήκευσης ενέργειας δεν υπερβαίνει τα 2 χρόνια, πού να αποθηκεύσετε αυτά τα επιβλαβή σκουπίδια; Το αποτέλεσμα του προτεινόμενου έργου είναι ένας αποτελεσματικός και ακίνδυνος και, όχι λιγότερο σημαντικός, βολικός και οικείος κινητήρας εσωτερικής καύσης. Απλά πρέπει να γεμίσετε τη δεξαμενή με καύσιμο χαμηλής ποιότητας.

Το αποτέλεσμα του έργου είναι η προοπτική αντικατάστασης όλων εμβολοφόρους κινητήρεςστον κόσμο ακριβώς έτσι. Αυτή είναι η προοπτική χρήσης της ισχυρής ενέργειας μιας έκρηξης για ειρηνικούς σκοπούς, και εποικοδομητική λύσηγια αυτή τη διαδικασία σε κινητήρες εσωτερικής καύσης προτείνεται για πρώτη φορά. Επιπλέον, είναι σχετικά φθηνό.

Μοναδικότητα του έργου

Αυτό είναι μια εφεύρεση. Σχεδιασμός για να επιτρέπει την έκρηξη στον κινητήρα εσωτερικής καύσηςπροσφέρεται για πρώτη φορά.

Ανά πάσα στιγμή, ένα από τα κύρια καθήκοντα του σχεδιασμού των κινητήρων εσωτερικής καύσης ήταν η προσέγγιση των συνθηκών καύσης με έκρηξη, αλλά η πρόληψη της εμφάνισής της.

Κανάλια δημιουργίας εσόδων

Πώληση αδειών για δικαιώματα παραγωγής.