Тэсрэх пуужингийн хөдөлгүүр: туршилт, үйл ажиллагааны зарчим, давуу тал

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Сансрын хайгуул нь сансрын хөлөгтэй өөрийн эрхгүй холбоотой байдаг. Аливаа пуужингийн зүрх нь түүний хөдөлгүүр юм. Энэ нь сансрын нисэгчдийг тойрог замд хүргэхийн тулд анхны сансрын хурдыг 7.9 км/сек, дэлхийн таталцлын талбайг даван туулах хоёр дахь сансрын хурдыг хөгжүүлэх ёстой.

Үүнд хүрэх нь амаргүй ч эрдэмтэд энэ асуудлыг шийдвэрлэх шинэ арга замыг байнга эрэлхийлсээр байдаг. Оросын дизайнерууд цаашаа явж, тэсэлгээний пуужингийн хөдөлгүүрийг бүтээж чадсан бөгөөд туршилтууд нь амжилттай болсон. Энэхүү ололтыг сансрын инженерийн салбарын жинхэнэ нээлт гэж нэрлэж болно.

Шинэ онцлогууд

Яагаад тэсэлгээний хөдөлгүүрт их найдаж байна вэ? Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар тэдний хүч одоо байгаа пуужингийн хөдөлгүүрүүдийн хүчнээс 10 мянга дахин их байх болно. Үүний зэрэгцээ тэд хамаагүй бага түлш зарцуулж, тэдний үйлдвэрлэл нь бага өртөгтэй, ашигтайгаар ялгагдана. Юутай холбоотой юмхолбоотой юу?

Энэ бүхэн түлшний исэлдэлтийн урвалын тухай юм. Хэрэв орчин үеийн пуужингууд нь шатах процессыг ашигладаг бол тогтмол даралттай түлш удаан (субсон) шатдаг бол тэсрэх пуужингийн хөдөлгүүр нь шатамхай хольцын дэлбэрэлт, дэлбэрэлтийн улмаас ажилладаг. Энэ нь дуунаас хурдан хурдтай шатаж, цочролын долгион тархахтай зэрэгцэн асар их хэмжээний дулааны энерги ялгаруулдаг.

Тэсэлгээний хөдөлгүүрийн орос хувилбарыг боловсруулж, турших ажлыг "Энергомаш" үйлдвэрлэлийн цогцолборын нэг хэсэг болох "Detonation LRE" тусгай лаборатори хийсэн.

Шинэ хөдөлгүүрүүдийн давуу тал

Дэлхийн тэргүүлэх эрдэмтэд 70 жилийн турш тэсэлгээний хөдөлгүүрийг судалж, хөгжүүлж байна. Энэ төрлийн хөдөлгүүрийг бий болгоход саад болж буй гол шалтгаан нь түлшний хяналтгүй аяндаа шаталт юм. Үүнээс гадна түлш, исэлдүүлэгчийг үр ашигтай холих, мөн цорго, агаарын хэрэглээг нэгтгэх асуудал хэлэлцэх асуудлын жагсаалтад орсон.

Эдгээр асуудлыг шийдсэнээр тэсэлгээний пуужингийн хөдөлгүүр бүтээх боломжтой бөгөөд техникийн шинж чанараараа цагийг гүйцэх юм. Үүний зэрэгцээ эрдэмтэд түүний давуу талыг:гэж нэрлэдэг.

1. Дууны болон хэт авианы хязгаарт хурдыг хөгжүүлэх чадвар.
2. Хөдөлгөөнт эд ангиудыг зохион бүтээх.
3. Цахилгаан станцын бага масс ба өртөг.
4. Термодинамикийн өндөр үр ашиг.

Энэ төрлийн хөдөлгүүрийг цувралаар үйлдвэрлээгүй. Үүнийг анх 2008 онд нам дор нисдэг онгоцонд туршсан. Пуужингийн тэсэлгээний хөдөлгүүрийг Оросын эрдэмтэд анх удаа туршжээ. Тийм ч учраас энэ арга хэмжээнд маш их ач холбогдол өгч байна.

Ажлын зарчим: импульс ба тасралтгүй

Одоогоор эрдэмтэд импульс, тасралтгүй ажлын урсгалтай суурилуулалтыг боловсруулж байна. Импульсийн ажиллагааны схем бүхий тэсэлгээний пуужингийн хөдөлгүүрийн ажиллах зарчим нь шаталтын камерыг шатамхай хольцоор циклээр дүүргэх, дараалсан гал асаах, шаталтын бүтээгдэхүүнийг хүрээлэн буй орчинд гаргахад суурилдаг.

Үүний дагуу тасралтгүй ажиллах явцад түлш нь шаталтын камерт тасралтгүй тэжээгддэг бөгөөд түлш нь урсгалын дагуу тасралтгүй эргэлддэг нэг буюу хэд хэдэн тэсэлгээний долгионоор шатдаг. Ийм хөдөлгүүрийн давуу талууд нь:

1. Шатахууны нэг удаагийн гал асаах.
2. Харьцангуй энгийн загвар.
3. Жижиг хэмжээ ба жин.
4. Шатамхай хольцыг илүү үр дүнтэй ашиглах.
5. Дуу чимээ, чичиргээ, ялгаралт бага.

Цаашид эдгээр давуу талуудыг ашиглан тасралтгүй ажиллагаатай тэсэлгээний шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь жин, хэмжээ, зардлын шинж чанараараа одоо байгаа бүх суурилуулалтыг орлуулах болно.

Тэсэлгээний хөдөлгүүрийн туршилт

Хүрээнд дотоодын тэсэлгээний суурилуулалтын анхны туршилтууд явагдлааБоловсрол, шинжлэх ухааны яамнаас байгуулсан төсөл. Прототип болгон 100 мм диаметртэй, 5 мм-ийн дугуй суваг бүхий шатаах камертай жижиг хөдөлгүүрийг танилцуулав. Туршилтыг тусгай тавиур дээр хийж, янз бүрийн төрлийн шатамхай хольц - устөрөгч-хүчилтөрөгч, байгалийн хий-хүчилтөрөгч, пропан-бутан-хүчилтөрөгч дээр ажиллах үед үзүүлэлтүүдийг тэмдэглэв.

Хүчилтөрөгч-устөрөгчийн түлшээр ажилладаг тэсэлгээний пуужингийн хөдөлгүүрийн туршилтууд эдгээр нэгжийн термодинамикийн эргэлт бусад нэгжүүдээс 7% илүү үр ашигтай болохыг нотолсон. Нэмж дурдахад нийлүүлж буй түлшний хэмжээ ихсэх тусам түлхэлт, тэсэлгээний долгионы тоо, эргэлтийн хурд нэмэгддэг нь туршилтаар батлагдсан.

Бусад улс дахь аналогууд

Тэсэлгээний хөдөлгүүрийг дэлхийн тэргүүлэгч орнуудын эрдэмтэд бүтээж байна. Энэ чиглэлээр АНУ-ын дизайнерууд хамгийн их амжилтанд хүрсэн. Тэдний загварт тэд тасралтгүй ажиллах горим буюу эргэлтийг хэрэгжүүлсэн. АНУ-ын арми эдгээр байгууламжийг гадаргын хөлөг онгоцуудыг тоноглоход ашиглахаар төлөвлөж байна. Хөнгөн жинтэй, жижиг хэмжээтэй тул өндөр гаралтын чадалтай тул байлдааны завины үр нөлөөг нэмэгдүүлэхэд тусална.

Устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн стехиометрийн холимогийг Америкийн тэсэлгээний пуужингийн хөдөлгүүрт ашигладаг. Ийм эрчим хүчний эх үүсвэрийн давуу тал нь юуны түрүүнд эдийн засгийн шинж чанартай байдаг - хүчилтөрөгч нь устөрөгчийг исэлдүүлэхэд шаардагдах хэмжээгээр шатдаг. ОдооАНУ-ын засгийн газар байлдааны хөлөг онгоцуудыг нүүрстөрөгчийн түлшээр хангахын тулд хэдэн тэрбум доллар зарцуулдаг. Стохиометрийн түлш зардлыг хэд дахин бууруулна.

Цаашид хөгжлийн чиглэл, хэтийн төлөв

Тэсэлгээний хөдөлгүүрийн туршилтын үр дүнд олж авсан шинэ мэдээлэл нь шингэн түлшээр ажиллах схемийг бий болгох цоо шинэ аргыг ашиглахыг тодорхойлсон. Гэхдээ ажиллуулахын тулд ийм хөдөлгүүрүүд их хэмжээний дулааны энерги ялгардаг тул өндөр дулаан эсэргүүцэлтэй байх ёстой. Одоогоор өндөр температурт шаталтын камерын ажиллагааг хангах тусгай бүрээсийг боловсруулж байна.

Цаашдын судалгаанд онцгой байр суурь эзэлдэг холигч толгойг бий болгох бөгөөд үүний тусламжтайгаар өгөгдсөн хэмжээ, концентраци, найрлагатай шатамхай материалын дуслыг авах боломжтой болно. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд тэсэлгээний шингэн түлшээр ажилладаг шинэ пуужингийн хөдөлгүүрийг бүтээх бөгөөд энэ нь шинэ ангиллын пуужингийн үндэс суурь болно.