Aviasiya və raketlər üçün mövcud itələyici sistemlər çox yüksək performans göstərir, lakin imkanlarının həddinə yaxınlaşdı. Aviasiya raketinin və kosmik sənayesinin inkişafı üçün zəmin yaradan təkan parametrlərini daha da artırmaq üçün digər mühərriklərə ehtiyac var. yeni iş prinsipləri ilə. Böyük ümidlər sözdədir. detonasiya mühərrikləri. Bu cür nəbz sinifli sistemlər artıq laboratoriyalarda və təyyarələrdə sınaqdan keçirilir.
Fiziki prinsiplər
Mövcud və işləyən maye yanacaq mühərrikləri subsonik yanma və ya deflagrationdan istifadə edir. Yanacaq və oksidləşdiricinin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiya, yanma kamerasından subsonik sürətlə hərəkət edən bir cəbhə meydana gətirir. Bu yanma, burundan axan reaktiv qazların miqdarını və sürətini məhdudlaşdırır. Buna görə, maksimum itki də məhduddur.
Alternativ olaraq detonasiya yanması mümkündür. Bu vəziyyətdə reaksiya cəbhəsi bir səs dalğası meydana gətirərək səsdən sürətli bir sürətlə hərəkət edir. Bu yanma rejimi qazlı məhsulların məhsuldarlığını artırır və dartmanın artmasını təmin edir.
Partlayış mühərriki iki versiyada hazırlana bilər. Eyni zamanda, impuls və ya pulsasiya edən (IDD / PDD) və fırlanan / fırlanan mühərriklər hazırlanır. Onların fərqi yanma prinsiplərindədir. Dönər mühərrik daimi bir reaksiya saxlayır, impulslu mühərrik isə yanacaq və oksidləşdirici qarışığın ardıcıl "partlayışları" ilə işləyir.
İmpulslar itələmə əmələ gətirir
Teorik olaraq, dizaynı ənənəvi ramjet və ya maye yanacaqlı raket mühərrikindən daha mürəkkəb deyil. Buraya yanma kamerası və burun qurğusu, həmçinin yanacaq və oksidləşdirici vasitələr daxildir. Bu vəziyyətdə, mühərrikin işləmə xüsusiyyətləri ilə əlaqəli quruluşun gücünə və dayanıqlığına xüsusi məhdudiyyətlər qoyulur.
Əməliyyat zamanı enjektörlər yanma kamerasına yanacaq verir; oksidləşdirici bir hava alma cihazı istifadə edərək atmosferdən verilir. Qarışıq meydana gəldikdən sonra alovlanma baş verir. Yanacaq komponentlərinin və qarışıq nisbətlərinin düzgün seçilməsi, optimal alovlanma üsulu və kameranın konfiqurasiyası səbəbindən mühərrik ağzı istiqamətində hərəkət edən bir şok dalğası əmələ gəlir. Mövcud texnologiya səviyyəsi, müvafiq itmə artımı ilə 2,5-3 km / s-ə qədər bir dalğa sürəti əldə etməyə imkan verir.
IDD pulsasiya edən bir iş prinsipindən istifadə edir. Bu o deməkdir ki, partlayışdan və reaktiv qazların sərbəst buraxılmasından sonra yanma kamerası partladılır, yenidən qarışıqla doldurulur və sonra yeni bir "partlayış" baş verir. Yüksək və sabit bir itələmə əldə etmək üçün bu dövrü saniyədə on minlərlə dəfə yüksək tezlikdə həyata keçirmək lazımdır.
Çətinliklər və üstünlüklər
IDD-nin əsas üstünlüyü, mövcud və potensial ramjet və maye yanacaqlı mühərriklərdən üstünlüyü təmin edən təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətlər əldə etməyin nəzəri imkanlarıdır. Beləliklə, eyni vuruşla, impuls mühərriki daha yığcam və daha yüngül olur. Buna görə eyni ölçülərdə daha güclü bir vahid yaradıla bilər. Əlavə olaraq, belə bir mühərrik dizaynın daha sadədir, çünki cihazın bir hissəsinə ehtiyac yoxdur.
IDD sıfırdan (raketin başlanğıcında) hipersonikə qədər geniş bir sürət aralığında işləyir. Raket və kosmik sistemlərdə və aviasiyada - mülki və hərbi sahələrdə tətbiq tapa bilər. Bütün hallarda xarakterik xüsusiyyətləri ənənəvi sistemlərə görə müəyyən üstünlüklər əldə etməyə imkan verir. Ehtiyaclardan asılı olaraq, bir tankdan oksidləşdirici və ya atmosferdən oksigen alan hava reaktivindən istifadə edərək bir raket IDD yaratmaq mümkündür.
Bununla birlikdə əhəmiyyətli çatışmazlıqlar və çətinliklər var. Beləliklə, yeni bir istiqaməti mənimsəmək üçün müxtəlif elm və fənlərin qovşağında müxtəlif olduqca mürəkkəb tədqiqatlar və təcrübələr aparmaq lazımdır. Xüsusi iş prinsipi mühərrik dizaynına və onun materiallarına xüsusi tələblər qoyur. Yüksək itələmə qiyməti, mühərrikin quruluşunu zədələyə və ya məhv edə biləcək yüklərin artmasıdır.
Çətinlik, lazımi detonasiya tezliyinə uyğun olan yüksək miqdarda yanacaq və oksidant tədarükünü təmin etmək, həmçinin yanacaq verilməzdən əvvəl təmizləmə aparmaqdır. Bundan əlavə, ayrı bir mühəndislik problemi, hər bir əməliyyat dövrəsində bir şok dalğasının başlamasıdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, bu günə qədər IDD, elm adamlarının və dizaynerlərin bütün səylərinə baxmayaraq, laboratoriya və sınaq sahələrindən kənara çıxmağa hazır deyil. Dizayn və texnologiyaların daha da inkişaf etdirilməsi lazımdır. Buna görə praktikada yeni mühərriklərin tətbiqindən danışmaq lazım deyil.
Texnologiyanın tarixi
Maraqlıdır ki, impulslu detonasiya mühərriki prinsipini ilk dəfə elm adamları deyil, fantastika müəllifləri irəli sürmüşlər. Məsələn, G. Adamovun "İki okeanın sirri" romanındakı "Pioner" sualtı qayığı, hidrogen-oksigen qaz qarışığı üzərində IDD istifadə etdi. Oxşar fikirlər digər sənət əsərlərində də var.
Patlama mühərrikləri mövzusunda elmi araşdırmalar bir qədər sonra, qırxıncı illərdə başladı və istiqamətin qabaqcılları sovet alimləri idi. Gələcəkdə, fərqli ölkələrdə, təcrübəli bir IDD yaratmaq üçün dəfələrlə cəhdlər edildi, lakin müvəffəqiyyətləri lazımi texnologiya və materialların olmaması ilə ciddi şəkildə məhdudlaşdı.
31 Yanvar 2008-ci ildə ABŞ Müdafiə Nazirliyinin DARPA agentliyi və Hərbi Hava Qüvvələri Laboratoriyası IDD tipli hava ilə nəfəs alan ilk uçan laboratoriyanı sınaqdan keçirməyə başladı. Orijinal mühərrik, Scale Composites-dən dəyişdirilmiş Long-EZ təyyarəsinə quraşdırılmışdır. Elektrik stansiyasında maye yanacaq təmin edən və atmosferdən hava qəbul edən dörd borulu yanma kamerası vardı. Təxminən 80 Hz bir detonasiya tezliyində. 90 kqf, bu yalnız yüngül bir təyyarə üçün kifayət idi.
Bu testlər IDD -nin aviasiyada istifadə üçün əsas uyğunluğunu göstərdi və eyni zamanda dizaynı təkmilləşdirmək və xüsusiyyətlərini artırmaq lazım olduğunu göstərdi. Eyni 2008 -ci ildə təyyarənin prototipi muzeyə göndərildi və DARPA və əlaqədar təşkilatlar işə davam etdi. IDD -nin perspektivli raket sistemlərində istifadə edilməsinin mümkünlüyü barədə məlumat verildi - lakin indiyə qədər bunlar hazırlanmadı.
Ölkəmizdə İİD mövzusu nəzəriyyə və təcrübə səviyyəsində öyrənildi. Məsələn, 2017 -ci ildə "Yanma və Partlayış" jurnalında qazlı hidrogenlə işləyən bir partlayıcı ramjet mühərrikinin sınaqları haqqında bir məqalə çıxdı. Ayrıca, fırlanan detonasiya mühərrikləri üzərində işlər davam edir. Raketlərdə istifadə üçün uyğun olan maye yanacaqlı raket mühərriki hazırlanıb və sınaqdan keçirilib. Bu cür texnologiyaların təyyarə mühərriklərində istifadəsi məsələsi araşdırılır. Bu vəziyyətdə, detonasiya yanma kamerası turbojet mühərrikinə inteqrasiya olunur.
Texnologiya perspektivi
Detonasiya mühərrikləri müxtəlif sahələrdə və sahələrdə tətbiqi baxımından böyük maraq doğurur. Əsas xüsusiyyətlərdə gözlənilən artım səbəbiylə ən azından mövcud siniflərin sistemlərini sıxışdıra bilərlər. Ancaq nəzəri və praktiki inkişafın mürəkkəbliyi hələ praktikada istifadə etməyə imkan vermir.
Ancaq son illərdə müsbət tendensiyalar müşahidə olunur. Ümumiyyətlə detonasiya mühərrikləri, o cümlədən. nəbzli, getdikcə laboratoriyalardan xəbərlərdə görünür. Bu istiqamətin inkişafı davam edir və gələcəkdə perspektivli nümunələrin görünmə vaxtı, onların xüsusiyyətləri və tətbiq sahələri hələ də sual altında olsa da, istənilən nəticəni verə biləcək. Ancaq son illərin mesajları gələcəyə nikbinliklə baxmağa imkan verir.
