Камеры сгорания, используемые для приведения в движение двигательных установок, являются важной частью многих технологий. Обычно они имеют объемную форму, например, цилиндрическую, и выполняют функцию преобразования химической энергии в тепловую и механическую энергию путем окисления топлива. Однако, научные исследователи сейчас обращают внимание на альтернативный подход к сжиганию топлива, известный как детонационное сжигание.
Детонационное сжигание основано на использовании ударных волн для ускорения процесса окисления топливно-воздушной смеси. Эта технология, изначально изучавшаяся в Мичиганском университете в 1960-х и 70-х годах, сейчас переживает свое второе рождение благодаря своим уникальным характеристикам. Исследователи Мичиганского университета, в сотрудничестве с учеными из Университета Пердью и Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL), разработали новый форм-фактор для двигателя с детонационным приводом. Они представили линейный массив форсунок, способных справляться с быстро движущимися ударными волнами в прямоугольной области.
Особенностью этого исследования является то, что линейная камера сгорания была впервые исследована с высокой степенью детализации, что позволило выявить механизм стабилизации детонации. Это открытие имеет потенциал изменить двигательные системы, повысить их эффективность и обеспечить гиперзвуковые режимы полета. Кроме того, такая система может преодолеть некоторые конструктивные ограничения, связанные с традиционными камерами сгорания.
Профессор аэрокосмической техники и машиностроения в Мичиганском университете, Венкат Раман, подчеркнул, что линейная система может быть полезна для обеспечения тяги по требованию в небольших самолетах, дронах или для управления ориентацией полетных систем. Эта технология имеет потенциал применения в различных областях, включая производство электроэнергии и гиперзвуковые полеты.
Исследователи собрали детали об ударной волне, реакционном слое и геометрических особенностях системы, используя компьютерное моделирование. Это позволило им лучше понять причины стабилизации детонации и применить эти знания для разработки более эффективных двигателей.
Источник:
Майкл Ульман и др., Стабилизация самовозбуждающихся волн в камере сгорания с линейной детонацией (Michael Ullman et al, Self-excited wave stabilization in a linear detonation combustor), Combustion and Flame (2023). DOI: 10.1016/j.combustflame.2023.113044
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
