დეტონაციური რაკეტის ძრავა: ტესტები, მუშაობის პრინციპი, უპირატესობები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

კოსმოსის კვლევა უნებურად ასოცირდება კოსმოსურ ხომალდთან. ნებისმიერი გამშვები მანქანის გული მისი ძრავაა. მან უნდა განავითაროს პირველი კოსმოსური სიჩქარე - დაახლოებით 7,9 კმ/წმ, რათა ასტრონავტები ორბიტაზე გადაიყვანოს, ხოლო მეორე კოსმოსური სიჩქარე პლანეტის გრავიტაციული ველის დასაძლევად.

ამის მიღწევა ადვილი არ არის, მაგრამ მეცნიერები მუდმივად ეძებენ ამ პრობლემის გადაჭრის ახალ გზებს. დიზაინერები რუსეთიდან კიდევ უფრო შორს წავიდნენ და მოახერხეს დეტონაციის სარაკეტო ძრავის შემუშავება, რომლის გამოცდებიც წარმატებით დასრულდა. ამ მიღწევას შეიძლება ეწოდოს ნამდვილი გარღვევა კოსმოსური ინჟინერიის სფეროში.

ახალი ფუნქციები

რატომ არის დიდი იმედი დეტონაციის ძრავებზე? მეცნიერთა აზრით, მათი სიმძლავრე 10 ათასჯერ მეტი იქნება არსებული სარაკეტო ძრავების სიმძლავრეზე. ამასთან ისინი გაცილებით ნაკლებ საწვავს მოიხმარენ, მათი წარმოება კი დაბალი თვითღირებულებითა და მომგებიანობით იქნება გამორჩეული. რასთანაადაკავშირებული?

ეს ყველაფერი ეხება საწვავის დაჟანგვის რეაქციას. თუ თანამედროვე რაკეტები იყენებენ დეფლაგრაციის პროცესს - საწვავის ნელი (ქვებგერითი) წვას მუდმივი წნევით, მაშინ დეტონაციის სარაკეტო ძრავა ფუნქციონირებს აფეთქების, აალებადი ნარევის დეტონაციის გამო. ის იწვის ზებგერითი სიჩქარით, ათავისუფლებს უზარმაზარ თერმულ ენერგიას დარტყმის ტალღის გავრცელების დროს.

დეტონაციის ძრავის რუსული ვერსიის შემუშავება და ტესტირება ჩაატარა სპეციალიზებულმა ლაბორატორიამ "Detonation LRE" საწარმოო კომპლექს "Energomash"-ის შემადგენლობაში.

ახალი ძრავების უპირატესობა

მსოფლიოს წამყვანი მეცნიერები 70 წელია სწავლობენ და ავითარებენ დეტონაციის ძრავებს. მთავარი მიზეზი, რომელიც ხელს უშლის ამ ტიპის ძრავის შექმნას, არის საწვავის უკონტროლო სპონტანური წვა. გარდა ამისა, დღის წესრიგში იყო საწვავის და ოქსიდიზატორის ეფექტური შერევა, აგრეთვე საქშენისა და ჰაერის ამომყვანის ინტეგრაცია.

ამ პრობლემების გადაჭრით შესაძლებელი იქნება დეტონაციური სარაკეტო ძრავის შექმნა, რომელიც ტექნიკური მახასიათებლებით, დროს გაუსწრებს. ამავე დროს, მეცნიერები მის უპირატესობებს უწოდებენ:

1. სიჩქარების განვითარების უნარი ქვებგერით და ჰიპერბგერით დიაპაზონში.
2. დაპროექტეთ ბევრი მოძრავი ნაწილი.
3. ელექტროსადგურის დაბალი მასა და ღირებულება.
4. მაღალი თერმოდინამიკური ეფექტურობა.

ამ ტიპის ძრავა არ იყო წარმოებული სერიულად. ის პირველად 2008 წელს გამოსცადეს დაბალ მფრინავ თვითმფრინავებზე. გამშვები მანქანების დეტონაციის ძრავა პირველად რუსმა მეცნიერებმა გამოსცადეს. სწორედ ამიტომ ენიჭება ამ ღონისძიებას ასეთი დიდი მნიშვნელობა.

მუშაობის პრინციპი: პულსი და უწყვეტი

ამჟამად, მეცნიერები ავითარებენ ინსტალაციებს იმპულსური და უწყვეტი სამუშაო ნაკადით. დეტონაციური სარაკეტო ძრავის მუშაობის პრინციპი იმპულსური მუშაობის სქემით ემყარება წვის კამერის ციკლურ შევსებას წვადი ნარევით, მის თანმიმდევრულ აალებას და წვის პროდუქტების გარემოში გამოყოფას.

შესაბამისად, უწყვეტი მუშაობის პროცესში, საწვავი უწყვეტად იკვებება წვის კამერაში, საწვავი იწვის ერთ ან რამდენიმე დეტონაციურ ტალღაში, რომლებიც მუდმივად ცირკულირებენ ნაკადში. ასეთი ძრავების უპირატესობებია:

1. საწვავის ერთჯერადი აალება.
2. შედარებით მარტივი დიზაინი.
3. ერთეულების მცირე ზომა და წონა.
4. წვადი ნარევის უფრო ეფექტური გამოყენება.
5. დაბალი ხმაური, ვიბრაცია და გამონაბოლქვი.

მომავალში, ამ უპირატესობების გამოყენებით, დეტონაციური თხევად-საწვავი სარაკეტო ძრავა უწყვეტი მოქმედებით ჩაანაცვლებს ყველა არსებულ დანადგარს მისი წონის, ზომისა და ღირებულების მახასიათებლების გამო.

სატესტო დეტონაციის ძრავა

საყოფაცხოვრებო დეტონაციის ინსტალაციის პირველი გამოცდები ჩატარდა ფარგლებშიგანათლებისა და მეცნიერების სამინისტროს მიერ დაარსებული პროექტი. პროტოტიპად წარმოდგენილი იყო მცირე ზომის ძრავა წვის კამერით 100 მმ დიამეტრით და რგოლოვანი არხის სიგანე 5 მმ. ტესტები ჩატარდა სპეციალურ სტენდზე, ინდიკატორები აღირიცხებოდა სხვადასხვა ტიპის წვად ნარევზე მუშაობისას - წყალბად-ჟანგბადი, ბუნებრივი აირი-ჟანგბადი, პროპან-ბუტანი-ჟანგბადი..

ჟანგბად-წყალბადის საწვავზე მომუშავე დეტონაციური რაკეტის ძრავის ტესტებმა დაამტკიცა, რომ ამ ერთეულების თერმოდინამიკური ციკლი 7%-ით უფრო ეფექტურია, ვიდრე სხვა დანაყოფები. გარდა ამისა, ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ მიწოდებული საწვავის რაოდენობის მატებასთან ერთად იზრდება ბიძგიც, ასევე დეტონაციის ტალღების რაოდენობა და ბრუნვის სიჩქარე..

ანალოგები სხვა ქვეყნებში

დეტონაციის ძრავებს ავითარებენ მსოფლიოს წამყვანი ქვეყნების მეცნიერები. ამ მიმართულებით ყველაზე დიდ წარმატებას ამერიკელმა დიზაინერებმა მიაღწიეს. მათ მოდელებში მათ განახორციელეს მუშაობის უწყვეტი რეჟიმი, ანუ ბრუნვა. შეერთებული შტატების სამხედროები გეგმავს გამოიყენოს ეს დანადგარები ზედაპირული ხომალდების აღჭურვისთვის. მსუბუქი წონისა და მცირე ზომის გამო, მაღალი გამომავალი სიმძლავრით, ისინი ხელს შეუწყობენ საბრძოლო ნავების ეფექტურობის გაზრდას.

წყალბადისა და ჟანგბადის სტექიომეტრიული ნაზავი გამოიყენება ამერიკული დეტონაციური რაკეტის ძრავით. ასეთი ენერგიის წყაროს უპირატესობა, პირველ რიგში, ეკონომიკურია - ჟანგბადი იწვის ზუსტად იმდენს, რამდენიც საჭიროა წყალბადის დაჟანგვისთვის. ახლა ამისთვისაშშ-ს მთავრობა რამდენიმე მილიარდ დოლარს ხარჯავს სამხედრო გემების ნახშირბადის საწვავით უზრუნველსაყოფად. სტოქიომეტრიული საწვავი რამდენჯერმე შეამცირებს ხარჯებს.

შემდეგი განვითარების მიმართულებები და პერსპექტივები

დეტონაციის ძრავების ტესტების შედეგად მიღებულმა ახალმა მონაცემებმა დაადგინა თხევად საწვავზე მუშაობის სქემის ასაგებად ფუნდამენტურად ახალი მეთოდების გამოყენება. მაგრამ მუშაობისთვის, ასეთ ძრავებს უნდა ჰქონდეთ მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა გამოთავისუფლებული თერმული ენერგიის დიდი რაოდენობით. ამ დროისთვის მზადდება სპეციალური საფარი, რომელიც უზრუნველყოფს წვის კამერის მუშაობას მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშ.

შემდგომ კვლევებში განსაკუთრებული ადგილი უკავია შერევის თავების შექმნას, რომლითაც შესაძლებელი იქნება მოცემული ზომის, კონცენტრაციისა და შემადგენლობის წვადი მასალის წვეთების მიღება. ამ საკითხების გადასაჭრელად შეიქმნება ახალი დეტონაციური თხევადი სარაკეტო ძრავა, რომელიც გახდება ახალი კლასის გამშვები მანქანების საფუძველი.