Detonasiya raket mühərriki: sınaqlar, iş prinsipi, üstünlüklər

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Kosmosun tədqiqi istər-istəməz kosmik gəmi ilə əlaqələndirilir. Hər hansı bir raketin ürəyi onun mühərrikidir. O, ilk kosmik sürəti - astronavtları orbitə çatdırmaq üçün təxminən 7,9 km/s, planetin cazibə sahəsini aşmaq üçün isə ikinci kosmik sürəti inkişaf etdirməlidir.

Buna nail olmaq asan deyil, lakin elm adamları daim bu problemi həll etmək üçün yeni yollar axtarırlar. Rusiyadan olan dizaynerlər daha da irəli getdilər və sınaqları uğurla başa çatan bir detonasiya raket mühərriki hazırlamağı bacardılar. Bu nailiyyəti kosmik mühəndislik sahəsində əsl sıçrayış adlandırmaq olar.

Yeni Xüsusiyyətlər

Niyə detonasiya mühərriklərinə böyük ümidlər var? Alimlərin fikrincə, onların gücü mövcud raket mühərriklərinin gücündən 10 min dəfə çox olacaq. Eyni zamanda, onlar çox az yanacaq sərf edəcəklər və onların istehsalı aşağı qiymət və gəlirliliyi ilə seçiləcək. Nə ilədirəlaqəli?

Hər şey yanacağın oksidləşmə reaksiyasına aiddir. Müasir raketlər deflagrasiya prosesindən - sabit təzyiqdə yanacağın yavaş (subsonik) yanmasından istifadə edirsə, detonasiya raket mühərriki yanan qarışığın partlaması, detonasiyası hesabına işləyir. O, səsdən yüksək sürətlə yanır və şok dalğası yayılmaqla eyni vaxtda böyük miqdarda istilik enerjisi buraxır.

Partlayıcı mühərrikin rus versiyasının hazırlanması və sınaqdan keçirilməsi "Enerqomaş" istehsal kompleksinin tərkibində "Detonation LRE" ixtisaslaşdırılmış laboratoriyası tərəfindən həyata keçirilib.

Yeni mühərriklərin üstünlüyü

Dünyanın aparıcı alimləri 70 ildir ki, detonasiya mühərriklərini öyrənir və inkişaf etdirirlər. Bu tip mühərriklərin yaradılmasına mane olan əsas səbəb yanacağın idarə olunmayan öz-özünə yanmasıdır. Bundan əlavə, yanacaq və oksidləşdiricinin səmərəli qarışdırılması, həmçinin ucluq və hava qəbulunun inteqrasiyası gündəmdə idi.

Bu problemləri həll etməklə texniki xüsusiyyətlərinə görə vaxtı ötəcək partlayıcı raket mühərriki yaratmaq mümkün olacaq. Eyni zamanda alimlər onun üstünlüklərini belə adlandırırlar:

1. Səs altı və hipersəs diapazonlarında sürətləri inkişaf etdirmək imkanı.
2. Bir çox hərəkət edən hissələri dizayn edin.
3. Elektrik stansiyasının daha az kütləsi və dəyəri.
4. Yüksək termodinamik səmərəlilik.

Bu tip mühərrik seriyalı istehsal olunmayıb. İlk dəfə 2008-ci ildə alçaqdan uçan təyyarələrdə sınaqdan keçirildi. Aparıcı raketlər üçün detonasiya mühərriki ilk dəfə rus alimləri tərəfindən sınaqdan keçirilib. Buna görə də bu tədbirə böyük əhəmiyyət verilir.

İş prinsipi: nəbz və davamlı

Hazırda elm adamları impulslu və davamlı iş axını ilə qurğular inkişaf etdirirlər. İmpulslu iş sxemi ilə detonasiya raket mühərrikinin işləmə prinsipi yanma kamerasının yanan qarışıqla dövri doldurulmasına, onun ardıcıl alışmasına və yanma məhsullarının ətraf mühitə buraxılmasına əsaslanır.

Müvafiq olaraq, davamlı iş prosesində yanacaq davamlı olaraq yanma kamerasına verilir, yanacaq davamlı olaraq axın boyunca dövr edən bir və ya bir neçə detonasiya dalğasında yanır. Belə mühərriklərin üstünlükləri bunlardır:

1. Yanacağın tək alışması.
2. Nisbətən sadə dizayn.
3. Vahidlərin kiçik ölçüsü və çəkisi.
4. Yanan qarışığın daha səmərəli istifadəsi.
5. Aşağı səs-küy, vibrasiya və emissiya.

Gələcəkdə bu üstünlüklərdən istifadə edərək fasiləsiz işləyən detonasiya maye yanacaqlı raket mühərriki çəkisi, ölçüsü və qiymət xüsusiyyətlərinə görə bütün mövcud qurğuları əvəz edəcək.

Sınaq partlatma mühərriki

Çərçivəsində yerli detonasiya qurğusunun ilk sınaqları baş tutdulayihəsi Təhsil və Elm Nazirliyi tərəfindən yaradılmışdır. Prototip olaraq 100 mm diametrli yanma kamerası və 5 mm dairəvi kanal eni olan kiçik mühərrik təqdim edildi. Sınaqlar xüsusi stenddə aparılıb, müxtəlif növ yanan qarışığın - hidrogen-oksigen, təbii qaz-oksigen, propan-butan-oksigen üzərində işləyərkən göstəricilər qeydə alınıb.

Oksigen-hidrogen yanacağı ilə işləyən detonasiya raket mühərrikinin sınaqları sübut etdi ki, bu qurğuların termodinamik dövrü digər qurğularla müqayisədə 7% daha səmərəlidir. Bundan əlavə, tədarük olunan yanacağın miqdarının artması ilə təkan qüvvəsinin, həmçinin detonasiya dalğalarının sayının və fırlanma sürətinin artması eksperimental olaraq təsdiq edilmişdir.

Başqa ölkələrdə analoqlar

Detonasiya mühərrikləri dünyanın aparıcı ölkələrinin alimləri tərəfindən hazırlanır. Bu istiqamətdə ən böyük uğuru ABŞ-dan olan dizaynerlər əldə ediblər. Modellərində onlar davamlı iş rejimini və ya fırlanmanı həyata keçirdilər. ABŞ ordusu bu qurğulardan suüstü gəmiləri təchiz etmək üçün istifadə etməyi planlaşdırır. Daha yüngül çəkisi və yüksək çıxış gücü ilə kiçik ölçüləri sayəsində onlar döyüş qayıqlarının effektivliyini artırmağa kömək edəcəklər.

Hidrogen və oksigenin stoxiometrik qarışığı Amerika detonasiya raket mühərriki tərəfindən istifadə edilir. Belə bir enerji mənbəyinin üstünlükləri ilk növbədə iqtisadidir - oksigen, hidrogeni oksidləşdirmək üçün lazım olan qədər yanır. İndi üçünABŞ hökuməti hərbi gəmiləri karbon yanacağı ilə təmin etmək üçün bir neçə milyard dollar xərcləyir. Stokiometrik yanacaq xərcləri bir neçə dəfə azaldacaq.

Əlavə inkişaf istiqamətləri və perspektivləri

Partlayıcı mühərriklərin sınaqları nəticəsində əldə edilən yeni məlumatlar maye yanacaqla işləmə sxeminin qurulması üçün prinsipial yeni metodların istifadəsini müəyyən etdi. Ancaq işləmək üçün bu cür mühərriklər çox miqdarda istilik enerjisi buraxdığı üçün yüksək istilik müqavimətinə malik olmalıdırlar. Hazırda yüksək temperaturun təsiri altında yanma kamerasının işləməsini təmin edəcək xüsusi örtük hazırlanır.

Daha sonrakı tədqiqatlarda xüsusi yer qarışdırıcı başlıqların yaradılmasıdır ki, onun köməyi ilə müəyyən ölçüdə, konsentrasiyada və tərkibdə yanan materialdan damcı almaq mümkün olacaq. Bu problemləri həll etmək üçün yeni partlayıcı maye yanacaqlı raket mühərriki yaradılacaq ki, bu da buraxılış aparatlarının yeni sinfinin əsasına çevriləcək.