Микровзрывы внутри горящей смеси увеличили зону горения на 50% — это поможет создавать более предсказуемые двигатели
Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) определили физико-химические условия, обеспечивающие ускоренное зажигание самовоспламеняющихся (гиперголических) топливных смесей. Полученные данные позволяют прогнозировать динамику горения и создавать более безопасные топливные композиции для ракетных двигателей и систем управления космическими аппаратами.
Гиперголические топлива представляют собой комбинации горючего и окислителя, воспламеняющиеся спонтанно при контакте без внешнего источника инициирования.
В экспериментальной работе томские учёные анализировали кинетику воспламенения методом свободного падения топливных частиц. Измерялись три ключевых параметра: латентный период до зажигания, длительность полного выгорания и радиус распространения пламени в парогазовой фазе.
Критическим фактором оказалась высота сброса частиц. При увеличении дистанции падения с 5 до 20 см зафиксировано:
- сокращение времени зажигания на 69%;
- уменьшение периода выгорания на 56%;
- расширение зоны горения парогазовой смеси на 50%.
В 25% экспериментальных запусков наблюдался эффект микровзрыва: дезинтеграция частицы с формированием аэрозольного облака, что приводило к резкому ускорению окислительных реакций и повышению эффективности сгорания.
Полученные корреляции между механическими параметрами подачи топлива и кинетикой горения создают основу для проектирования двигателей с управляемым процессом воспламенения, что критически важно для маневрирования космических аппаратов и систем аварийного запуска.