Найти в Дзене
Кругосветка

Детонационный двигатель - прорывная технология?

Оглавление

Периодически просто интернета обдаёт волной восторженных отзывов о новейшем технологическом прорыве в виде детонационного двигателя. Видимо, так происходит потому, что очередной "диванный аналитик" наткнулся на соответствующую статью. Его восторженные отзывы подхватывают такие же, как он - честные "сидельцы" интернета.

Рекомендуется к прочтению для всех, кто прогулял уроки физики.

Проистекают такие заявления, видимо, оттого, что при детонации многократно повышается скорость сгорания топлива. В кристальной чистоте ума, у таких людей сразу появляется знак равенства между скоростью горения и скоростью истечения газов в ракетном двигателе, повышением температуры и КПД.


Но скорость сгорания никаким боком не имеет отношения к ни КПД, ни к предельной температуре, ни к предельной скорости истечения газов в ракетном двигателе.

Двигатель внутреннего сгорания


Предельный КПД ДВС определяется разницей температур в камере сгорания и окружающей среды. Никакой детонацией это нельзя изменить.

Также никакой детонацией нельзя повысить предельную температуру сгорания.

Также нельзя повысить предельную температуру сгорания заставляя топливо сгорать в меньшем объёме, что вроде бы противоречит даже школьному курсу физики, но в реальности никакого противоречия нет.

Дело в том, что при "сгорании" каждой молекулы топлива (на уровне отдельных молекул правильнее говорить об окислении) выделяется некоторое количество теплоты. Эта энергия идёт на "нагрев" продуктов окисления. Нагреть продукты на большую температуру, которая как раз и является мерой средней энергии молекул, не получится согласно закону сохранения энергии.

Ракетный двигатели

В ракетных двигателях то же самое. При окислении топлива молекулы могут получить не более определённой энергии (в среднем) для данной пары топлива и окислителя.

Сопло ракетного двигателя - не более чем способ преобразовать часть хаотичного движения молекул в упорядоченное движение в определённом направлении. При этом скорость хаотичного движения снижает, а значит, падает температура.

Никакими способами сжигания топлива, нельзя изменить предельную температуру, а значит и скорость истечения газов из сопла!

Кстати, в целом ракетные двигатели имеют низкий КПД.

Например, если бы они имели КПД такой же, как у обычного ДВС и движителя как у авто, то для вывода на орбиту 100 килограммового спутника потребовалось только 200 килограмм топлива (бензина) плюс 500 килограмм кислорода. Сравните это с тоннами топлива. Преодоление сопротивление воздуха увеличит эту цифру, но не принципиально.

Происходит это как из-за низкого КПД преобразования тепловой энергии в энергию движения, так и из-за кинетических потерь согласно формуле Циолковского.