Aviatsiya va raketalar uchun mavjud harakatlantiruvchi tizimlar juda yuqori ko'rsatkichlarni ko'rsatadi, lekin ularning imkoniyatlari chegarasiga yaqinlashdi. Aviatsiya raketasi va kosmik sanoatining rivojlanishi uchun zamin yaratadigan harakat parametrlarini yanada oshirish uchun boshqa dvigatellar kerak bo'ladi. yangi ish tamoyillari bilan. Katta umidlar deb ataladigan narsalarga bog'langan. portlatish dvigatellari. Bunday puls-klass tizimlari allaqachon laboratoriyalarda va samolyotlarda sinovdan o'tkazilmoqda.
Jismoniy tamoyillar
Mavjud va ishlaydigan suyuq yonilg'i dvigatellari subsonik yonish yoki deflagratsiyadan foydalanadi. Yoqilg'i va oksidlovchi ishtirokidagi kimyoviy reaksiya yonish kamerasi orqali subsonik tezlikda harakatlanadigan front hosil qiladi. Bu yonish ko'krakdan chiqadigan reaktiv gazlar miqdori va tezligini cheklaydi. Shunga ko'ra, maksimal tortishish ham cheklangan.
Portlash yonishi alternativa hisoblanadi. Bunday holda, reaktsiya fronti tovush tezligidan harakatlanib, zarba to'lqinini hosil qiladi. Bu yonish rejimi gazsimon mahsulotlarning chiqishini oshiradi va tortish kuchini oshiradi.
Portlash dvigateli ikkita versiyada tayyorlanishi mumkin. Shu bilan birga, impulsli yoki pulsatsiyalanuvchi (IDD / PDD) va aylanadigan / aylanadigan motorlar ishlab chiqilmoqda. Ularning farqi yonish tamoyillarida yotadi. Aylanadigan dvigatel doimiy reaktsiyani saqlaydi, impulsli dvigatel yonilg'i va oksidlovchi aralashmasining ketma -ket "portlashlari" bilan ishlaydi.
Impulslar kuch hosil qiladi
Nazariy jihatdan, uning dizayni an'anaviy ramjet yoki suyuq yoqilg'i raketa dvigatelidan murakkab emas. U yonish kamerasi va nozullarni yig'ishni, shuningdek yonilg'i va oksidlovchini etkazib berish vositalarini o'z ichiga oladi. Bunday holda, dvigatel ishining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq bo'lgan strukturaning mustahkamligi va mustahkamligiga maxsus cheklovlar qo'yiladi.
Ish paytida injektor yonish kamerasiga yonilg'i etkazib beradi; oksidlovchi havo olish moslamasi yordamida atmosferadan etkazib beriladi. Aralashma hosil bo'lgandan so'ng, olov paydo bo'ladi. Yoqilg'i komponentlarining to'g'ri tanlanishi va aralashmaning nisbati, optimal ateşleme usuli va kameraning konfiguratsiyasi tufayli, dvigatel ko'krak yo'nalishi bo'yicha harakatlanuvchi zarba to'lqini hosil bo'ladi. Texnologiyaning hozirgi darajasi 2,5-3 km / s gacha to'lqin tezligini mos keladigan kuchlanishni olish imkonini beradi.
IDD pulsatsiyalanuvchi ishlash tamoyilidan foydalanadi. Bu shuni anglatadiki, portlash va reaktiv gazlar chiqqandan so'ng, yonish kamerasi uchib ketadi, yana aralashma bilan to'ldiriladi va keyin yangi "portlash" sodir bo'ladi. Yuqori va barqaror surish olish uchun bu tsikl sekundiga o'ndan minglab marta yuqori chastotada bajarilishi kerak.
Qiyinchiliklar va afzalliklar
IDD-ning asosiy afzalligi-mavjud va bo'lajak ramjet va suyuq yonilg'i dvigatellaridan ustunlikni ta'minlaydigan takomillashtirilgan xususiyatlarni olishning nazariy imkoniyati. Shunday qilib, xuddi shu surish bilan, impulsli vosita ixcham va engilroq bo'lib chiqadi. Shunga ko'ra, xuddi shu o'lchamlarda yanada kuchliroq birlik yaratish mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, bunday dvigatel dizayni jihatidan sodda, chunki u asboblarning bir qismini talab qilmaydi.
IDD noldan (raketaning boshida) gipertovushgacha bo'lgan keng tezlikda ishlaydi. U raketa va kosmik tizimlarda, aviatsiyada - fuqarolik va harbiy sohalarda qo'llanilishi mumkin. Har holda, uning xarakterli xususiyatlari an'anaviy tizimlarga nisbatan ma'lum afzalliklarga ega bo'lishga imkon beradi. Ehtiyojlarga qarab, tankdagi oksidlovchi yoki atmosferadan kislorod oladigan havo reaktivi yordamida raketa IDD yaratish mumkin.
Biroq, muhim kamchiliklar va qiyinchiliklar mavjud. Shunday qilib, yangi yo'nalishni egallash uchun turli fan va fanlarning birlashuvida juda murakkab tadqiqotlar va tajribalarni o'tkazish kerak. Maxsus ishlash printsipi dvigatel dizayni va uning materiallariga alohida talablar qo'yadi. Dvigatel tuzilishiga zarar etkazishi yoki yo'q qilishi mumkin bo'lgan yuklarning ko'payishining yuqori bosimi.
Vazifa - bu zarur portlash chastotasiga mos keladigan yoqilg'i va oksidlovchi etkazib berishning yuqori tezligini ta'minlash, shuningdek, yonilg'i etkazib berishdan oldin tozalashni amalga oshirish. Bundan tashqari, alohida muhandislik muammosi - har bir ish tsiklida zarba to'lqinining boshlanishi.
Ta'kidlash joizki, hozirgi kunga qadar, IDD, olimlar va dizaynerlarning barcha urinishlariga qaramay, laboratoriyalar va poligonlardan nariga o'tishga tayyor emas. Dizayn va texnologiyalar yanada rivojlanishga muhtoj. Shuning uchun, yangi dvigatellarni amaliyotga joriy etish haqida gapirishning hojati yo'q.
Texnologiya tarixi
Qizig'i shundaki, impulsli portlovchi dvigatel printsipi birinchi marta olimlar tomonidan emas, balki fantastika yozuvchilari tomonidan taklif qilingan. Masalan, G. Adamovning "Ikki okean siri" romanidagi "Pioner" suv osti kemasi IDD-ni vodorod-kislorodli gaz aralashmasida ishlatgan. Shunga o'xshash fikrlar boshqa san'at asarlarida ham mavjud.
Portlash dvigatellari mavzusidagi ilmiy tadqiqotlar biroz keyinroq, qirqinchi yillarda boshlangan va bu yo'nalishning kashshoflari sovet olimlari bo'lgan. Kelajakda, turli mamlakatlarda, tajribali IDDni yaratishga bir necha bor urinishdi, lekin ularning muvaffaqiyati zarur texnologiyalar va materiallarning etishmasligi bilan jiddiy cheklandi.
2008 yil 31 yanvarda AQSh Mudofaa vazirligining DARPA agentligi va Harbiy havo kuchlari laboratoriyasi IDD tipidagi havo bilan nafas oluvchi birinchi uchish laboratoriyasini sinovdan o'tkaza boshladi. Asl dvigatel Scale Composites-dan o'zgartirilgan Long-EZ samolyotiga o'rnatildi. Elektr stansiyasi suyuq yonilg'i bilan ta'minlangan va atmosferadan havo oladigan to'rtta quvurli yonish kamerasini o'z ichiga olgan. Taxminan 80 Gts chastotali portlashda. 90 kgf, bu faqat engil samolyot uchun etarli edi.
Ushbu testlar IDD ning aviatsiyada ishlatishga yaroqliligini ko'rsatdi, shuningdek dizaynni takomillashtirish va ularning xususiyatlarini oshirish zarurligini ko'rsatdi. Xuddi shu 2008 yilda samolyotning prototipi muzeyga yuborildi va DARPA va tegishli tashkilotlar o'z ishlarini davom ettirdilar. IDDni istiqbolli raketa tizimlarida qo'llash mumkinligi haqida xabar berildi, ammo hozircha ular ishlab chiqilmagan.
Mamlakatimizda IDD mavzusi nazariya va amaliyot darajasida o'rganildi. Masalan, 2017 yilda "Vodorod va portlash" jurnalida gazli vodorodda ishlaydigan portlovchi ramjetli dvigatelning sinovlari haqidagi maqola paydo bo'ldi. Shuningdek, aylanadigan portlovchi dvigatellar ustida ishlar davom etmoqda. Raketalarda ishlatishga yaroqli, suyultiriladigan raketa dvigateli ishlab chiqildi va sinovdan o'tkazildi. Samolyot dvigatellarida bunday texnologiyalarni qo'llash masalasi o'rganilmoqda. Bunday holda, portlash yonish kamerasi turbojet dvigateliga birlashtirilgan.
Texnologiya nuqtai nazaridan
Portlash dvigatellari turli sohalarda va sohalarda qo'llanilishi nuqtai nazaridan katta qiziqish uyg'otadi. Asosiy xususiyatlarning kutilayotgan o'sishi tufayli ular hech bo'lmaganda mavjud sinflar tizimini siqib chiqarishi mumkin. Biroq, nazariy va amaliy rivojlanishning murakkabligi ularni amaliyotda qo'llanishiga hali imkon bermaydi.
Biroq, so'nggi yillarda ijobiy tendentsiyalar kuzatilmoqda. Umuman detonatsion dvigatellar, shu jumladan. tez -tez laboratoriyalardan xabarlarda paydo bo'ladi. Bu yo'nalishning rivojlanishi davom etmoqda va kelajakda u kerakli natijalarni berishi mumkin, garchi istiqbolli namunalar paydo bo'lish vaqti, ularning xususiyatlari va qo'llanilish sohalari hali ham so'roq ostida qolmoqda. Biroq, so'nggi yillardagi xabarlar kelajakka optimizm bilan qarashga imkon beradi.
