Кратко к вопросу о детонационых двигателях

В связи с непонятками у народа по детонационным двигателям, решил малость поумничать простым языком, чисто от себя и даже без ссылок на авторитеты.

Детонационными называются двигатели в штатном режиме которых используются детонационное сгорание топлива. Сам двигатель может быть (теоретически) любым , — двс, реактивным, да хоть паровым. Теоретически. Однако, до настоящего времени все известные коммерчески приемлемые двигатели таких режимов сгорания топлива, в простонародье именуемого «взрывом», не использовали в силу их … м-м-м…. коммерческой неприемлемости..

Что дает применение детонационного сгорания в двигателях? Сильно упрощая и обобщая, примерно следующее:

1.Замена обычного горения детонационным за счет особенностей газодинамики фронта ударной волны, увеличивает теоретическую предельно достижимую полноту сгорания смеси, что позволяет повысить КПД двигателя, и снизить расход, примерно на 5-20%. Это актуально для всех типов двигателей, как ДВС, так и реактивных.

2. Скорость сгорания порции топливной смеси увеличивается примерно в 10-100 раз, значит теоретически можно для ДВС увеличить литровую мощность (или удельную тягу на килограмм массы для реактивных двигателей) примерно в такое же количество раз. Этот фактор актуален тоже для всех типов двигателей.

3. Фактор актуальный только для реактивных двигателей всех типов: так как процессы горения идут в камере сгорания на сверхзвуковых скоростях,  а температуры и давления в камере сгорания возрастают в разы, то появляется отличная теоретическая возможность многократно увеличить и скорость истечения реактивной струи из сопла. Что в свою очередь ведет к пропорциональному росту тяги, удельного импульса, экономичности, и/или снижению массы двигателя и требуемого топлива.

Все эти три фактора очень важны, но носят не революционный, а так сказать эволюционный характер. Революционным является четвертый и пятый фактор, и относится он только к  реактивным двигателям:

4. Только применение детонационных технологий позволяет создать прямоточный (а значит, — на атмосферном окислителе!) универсальный реактивный двигатель приемлемой массы, размеров и тяги, для практического и широкомасштабной освоения диапазона до-, сверх-, и гиперзвуковых скоростей 0-20Мах.

5.Только детонационные технологии позволяют выжать из химических ракетных двигателей (на паре топливо-окислитель) скоростные параметры требуемые для их широкого применения в межпланетных перелетах.

П.4 и 5. теоретически открывают нам а) дешевую дорогу в ближний космос, и б)дорогу к пилотируемым пускам к ближайшим планетам, без необходимости делать монструозные сверхтяжелые ракетоносители массой over3500tonnes.

Недостатки детонационных двигателей вытекают из их достоинств:

1. Скорость горения настолько высока, что чаще всего эти двигатели удается заставить работают лишь циклически: впуск-горение-выпуск. Что как минимум втрое снижает максимально достижимую литровую мощность и/или тягу, иногда лишая смысла саму затею.

2. Температуры,  давления, и скорости их нарастания в камере сгорания детонационных двигателей таковы, что  исключают прямое применение большинства известных нам материалов. Все они слишком слабы для построения простого, дешевого и эффективного двигателя. Требуется либо целое семейство принципиально новых материалов, либо применение пока неотработанных конструкторских ухищрений. Материалов у нас нет, а усложнение конструкции опять таки часто лишает смысла всю затею.

Однако есть область в которой без детонационных двигателей не обойтись. Это экономически оправданнй атмосферный гиперзвук с диапазоном скоростей 2-20 Max.  Поэтому битва идет по трем направлениям:

1. Создание схемы двигателя с непрерывной детонацией в камере сгорания. Что требует суперкомпьютеров и нетривиальных теоретических подходов для расчета их гемодинамики. В этой области проклятые ватники как всегда вырвались вперед, и впервые в мире теоретически показали, что непрерывная делегация вообще возможна. Изобретение, открытие, патент, — все дела. И приступили к изготовлению практической конструкции из ржавых труб и керосина.

2. Создание конструктивных решений делающих возможными применение классических материалов. Проклятие ватники с пьяными медведями и тут первыми придумали и сделали лабораторный многокамерный двигатель, который уже работает сколь угодно долго. Тяга как у двигателя Су27, а вес такой, что его в руках держит 1 (один!) дедушка. Но так как водка была паленая, то двигатель получился пока пульсирующий. Зато, сволочь работает настолько чисто, что его можно включать даже на кухне (где ватники его собственно и запилили в промежутках между водкой и балалайкой)

3. Создание суперматериалов для будущих двигателей. Эта область наиболее тугая и наиболее секретная. Об прорывах  в ней информации я не имею.

Исходя из вышеозвученного рассмотрим перспективы детонационного, поршневого ДВС. Как известно, нарастание давления в камере сгорания классических размеров, при детонации в ДВС происходит быстрее скорости звука. Оставаясь в том же конструктиве, не существует способа заставить механический поршень, да ещё со значительными связанными массами, двигаться в цилиндре с примерно такими же скоростями. ГРМ классической компоновки тоже не может работать на таких скоростях. Поэтому прямая переделка классического ДВС на детонационный с практической точки зрения безсмысленна. Нужно заново разработать двигатель. Но как только мы этим начинаем заниматься, то оказывается что поршень в этой конструкции просто лишняя деталь. Поэтому ИМХО, поршневой детонационный ДВС это анахронизм

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Kokunov на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Комментарии

комментариев 15

  1. jaff_13:

    ув. господа, не стоило тащить сюда имхо неграмотного человека. Даже если он это правильно откуда-то скопипастил.
    ЗЫ Я в данном вопросе не копенгаген, но вот что пишут в комментариях: «Я много прочитал работ по ДД. И то что тут написано — 50%+ бреда.»

    • Ричъ:

      И то что тут написано — 50%+ бреда©

      валщебнабле!!!!
      в гранит, сцуконахъ!

      • jaff_13:

        отливай…

      • Gena:

        Детонация детонаторов посредством детонации детонаторов! Поршни нафиг-даёшь детонационный РПД на реактивной тяге!ШоломЪ!

    • Kokunov:

      Ну ради справедливости там в комментариях и не такое пишут.

      • jaff_13:

        Я склонен этому верить. О том, что он неграмотен, я знаю из первых рук: bit.ly/2bxYYp6.
        Чел на полном серьезе утверждает, что механическая работа не может быть отрицательной.

        • Kokunov:

          Мда. Скалярами вы его приложили…. я кстати тоже сомневаюсь, что на выходе из дросселя азот будет жидкий…хотя… -163 градуса вроде?

          • jaff_13:

            мне привычней 77,4 K (−195,75 С)
            Не знаю, сам не пробовал. Но пишут, что так.
            Вот хлопья СО2 (твердого), когда его из баллона по трубке выпускаешь — видел.

        • Kokunov:

          Но я и говорил, что собираюсь набросить;)

  2. Kokunov:

    Кстати. Может Гланге объяснит за такие двигатели? А то говорят есть двигатель некоего Тоскина, который на этом принципе и работает.
    а мне почему то фордовский литровый экобуст вспомнился…

  3. Henren:

    Автор изрек ересь. Ну какой к бесу детонационный ДВС? Зачем? Детонационная технология — это для ракет и, теоретически, для прямоточных реактивных движков. Ибо если поставить такую технологию, к примеру, на ракеты с ПРВД типа «Оникс», они будут летать быстрее и дальше.

  4. ZIL.ok.130:

    Проскакивала инфа,что индусы испытали гиперзвуковой движок,кое-кто даже пишет,что он—прямоточный(ну пняна).
    Што напрягает,так это имя доктора (наук иле просто доктора?),сообщившего об этом.
    А зовут его(не смеяца!) — Киран Кумар.
    Дескать.вышел он к журналёрам и спел им о тяжолой доле индийских учоных рассказал о том,что испытания были проведены рано утром как только взошла лучистая Шакья и двигун проработал целых пять секунд,што являеца настоящим прорывом без подрыва.
    После чего все присутствующие почувствовали духовное единение и распевая осанны Бадрипутре пошли навстречу рассвету.
    Благослави вас Кришна Масамбарати!

  5. Небритое прямоходящее:

    Хочу чертеж паровой машины с детонационным горением топлива.