Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

Автор BadgerM, 26.03.2008 13:10:00

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

DiZed

#2220
для vladimir

энергетический баланс для горения выглядит в любом случае как  (D - большая дельта, конечное приращение)

DH=DU+pdV

где DH - энтальпия химической реакции, DU - изменение внутренней энергии; если система представлена газом и мы будем считать его идеальным, то все изменение внутренней энергии связано с изменением его температуры. pdV - работа против внешнего (!) давления

если вы сдетонировали некий объем топливной смеси,или компоненты просто медленно прореагировали в замкнутом объеме - изменение внутренней энергии строго одно и то же, и строго равно энтальпии реакции, энергии просто больше неоткуда браться и некуда деваться; на малых отрезках времени для детонации pdV действительно можно пренебречь.


если сдетонировавший объем занимает не всю камеру - дальше начнется расширение до объема камеры; если бы оно было очень медленное - то происходило бы без совершения работы. т.е. ни внутренняя энергия, ни температура бы не менялись

при быстром же неравновесном расширении сдетонировавшего объема внутренние области можно полагать совершающими работу против давления, соответствующего внешним областям; внешние области за счет этого приобретают механическую энергию, внутренние - охлаждаются; в целом в момент достижения фронтом стенок камеры рабочее тело будет более холодным, нежели если бы оно горело сразу во всем объеме, зато отдельные элементарные объемы будут иметь некоторую кинетическую энергию. как из этого можно извлечь профит - мне неведомо.


при сверхзвуковом движении фронт ударной волны может дополнительно разогреваться - в т..ч. видимо до температур выше таковых для равновесного горения смеси. но никакого чуда при этом не происходит; вы получаете неравновесное распределение энергий, небольшое число внешних "горячих" молекул за счет большого числа "остывших" из внутренней области. а поскольку в конечном итоге вам надо будет переводить энергию их теплового движения в кинетическую при расширении в сопле - то вы только ухудшаете эффективность этого целевого процесса: бОльшую часть энергии унесет в силу квадратичности связи скорости с энергией небольшая часть горячих молекул, а вот основной вклад в импульс, который от скорости зависит линейно,  будут давать преобладающие остывшие молекулы. собственно с доказательства Карно утверждения, что максимально возможную работу можно получить только при бесконечно медленном равновесном протекании процессов, началась термодинамика.  и если от детонации можно получить профит - то разве чсто пытаясь как-то выиграть в конструкции за ачет градиентов температуры и давления, например разделяя циклы подачи топлива и горения - пространственно или во времени.
ради читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("старый", "бендер","аникей", "nonconvex" "alexandru" "streamflow" etc ) и т.п. бесполезности

Alex-DX

#2221
Статья от 05.12.2016 https://nplus1.ru/news/2016/12/05/rde


Видео https://youtu.be/pHcxI-8GtZg от  04.05.2016

- одновременно два взрыва!

другой проект http://fd.tu-berlin.de/forschung/projekte/verbrennung/brenner-mit-rotierender-detonationswelle-rde/
https://youtu.be/ERTei7D8LJs

Алексей Любопытный

ЦитироватьAlex-DX написал:
другой проект  http://fd.tu-berlin.de/forschung/projekte/verbrennung/brenner-mit-rotierender-detonationswelle-rde/  https://youtu.be/ERTei7D8LJs
Это похоже вот этот проект.
https://www.youtube.com/watch?v=X_TFlG__cH0

Смотрите с 40 секунды, тут похоже на устоявшуюся детонацию. Но видны искры, которые сигнализируют о прогорании корпуса.
Спойлер
Цитировать2012_registration пишет:
Не знаю кому как, а я бы хотел, чтобы в этой теме не было диалогов душевнобольных, а была только собственно информация по проекту ЯЭДУ.

Старый пишет:
Дык нет проекта. Его не смогли даже завязать.
[свернуть]



Space books

https://vk.com/wall-176578188_4284


Цитировать💥Американские учёные разрабатывают новый тип детонационного двигателя

#Детонация — тип горения, при котором вещество сгорает в ударной волне, которая распространяется по нему со сверхзвуковой скоростью. Сверхзвуковая скорость распространения фронта сгорания отличает её от дефлаграции. При этом в химические реакции вступает большая доля горючего и выделяется больше энергии. И детонация, и дефлаграция могут приводить к взрывам — но детонация к более мощным.

Уже многие десятилетия учёные пытаются использовать этот процесс для двигателей. Согласно расчётам, импульсные детонационные двигатели эффективны от дозвуковых скоростей до скорости в 5 чисел Маха. Однако создавать их очень сложно, и в серию они никогда не шли. Первый испытательный полет на импульсном детонационном двигателе прошёл в 2008 году. Сейчас их разрабатывает американская компания #AerojetRocketdyne и российское НПО #Энергомаш.

Проблема импульсного детонационного двигателя в том, что для его работы в камере сгорания нужно полностью обновлять сдетонировавшую топливную смесь в нужных пропорциях. Из-за механических ограничений клапанов топливной системы сделать это можно около 250 раз в секунду, а желательно довести эту величину до тысяч раз в секунду. Решением этой проблемы может стать вращающийся детонационный #двигатель, в котором детонация происходит в кольцевом канале, топливная смесь в который циклично поступает по кругу из десятков и сотен форсунок. В результате образуется единый фронт детонации, который движется по кругу вслед за поступающей топливной смесью. Эффективность такой конструкции на 25% превышает традиционные ракетные двигатели. Их разрабатывают ВВС #США, Aerojet Rocketdyne, #NASA, НПО "Энергомаш" и Университет Центральной Флориды. Пока испытаны только небольшие прототипы и непонятно, насколько хорошо такой тип двигателей поддаётся масштабированию. Кроме того, они весьма сложны конструктивно.

На днях Университет Центральной Флориды предложил новый тип детонационного двигателя под названием oblique detonation wave engine (#ODWE — детонационный двигатель с косой стоячей волной). В нём газовая смесь горючего и окислителя (воздуха) на гиперзвуковой скорости направляется на рампу, столкновение с которой создаёт в потоке косой фронт ударной волны. Из-за роста в ударной волне давления и температуры происходит воспламенение топливной смеси по механизму детонации. При этом скорость потока топливной смеси подбирается таким образом, чтобы совпадать со скоростью распространения в ней фронта детонации, чтобы она не распространялась выше по потоку. В таком двигателе сгорает почти 100% топлива, и он способен разогнать летательный аппарат до скорости в 17 чисел Маха — почти до орбитальной скорости. Самолёт с таким двигателем может разогнаться, вылететь за пределы атмосферы и небольшим толчком от ракетного двигателя выйти на орбиту. Здравствуйте, одноступенчатые космолёты!

По конструкции такие ODWE устроены даже проще гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей, и эффективнее работают на больших скоростях. Главная инженерная проблема — достаточно долгое удержание постоянного фронта детонации. Пока что флоридским инженерам удалось добиться стабильной работы в течение всего лишь 3 секунд. Облако это большой прогресс — раньше это удавалось максимум на несколько миллисекунд, прежде чем фронт детонации уходил вверх или вниз по потоку. Учёные говорят, что их новый эксперимент ограничен по времени несколькими секундам потому, что от непрерывной детонации начинают разрушаться стеклянные стенки испытательного стенда. Впрочем, работы им предстоит ещё много.

Картинка:
https://sun9-32.userapi.com/impg/6YCXyoG791tuMU_WNFzYxCiegC3mqYeJu4FkOw/GLbfUbVqqok.jpg?size=404x440&quality=96&sign=28c934d91279dea19b344a53f79d2539&type=album

telekast

Цитата: Space books от 12.05.2021 22:35:41https://vk.com/wall-176578188_4284


Цитата: undefined💥Американские учёные разрабатывают новый тип детонационного двигателя

#Детонация — тип горения, при котором вещество сгорает в ударной волне, которая распространяется по нему со сверхзвуковой скоростью. Сверхзвуковая скорость распространения фронта сгорания отличает её от дефлаграции. При этом в химические реакции вступает большая доля горючего и выделяется больше энергии. И детонация, и дефлаграция могут приводить к взрывам — но детонация к более мощным.

Уже многие десятилетия учёные пытаются использовать этот процесс для двигателей. Согласно расчётам, импульсные детонационные двигатели эффективны от дозвуковых скоростей до скорости в 5 чисел Маха. Однако создавать их очень сложно, и в серию они никогда не шли. Первый испытательный полет на импульсном детонационном двигателе прошёл в 2008 году. Сейчас их разрабатывает американская компания #AerojetRocketdyne и российское НПО #Энергомаш.

Проблема импульсного детонационного двигателя в том, что для его работы в камере сгорания нужно полностью обновлять сдетонировавшую топливную смесь в нужных пропорциях. Из-за механических ограничений клапанов топливной системы сделать это можно около 250 раз в секунду, а желательно довести эту величину до тысяч раз в секунду. Решением этой проблемы может стать вращающийся детонационный #двигатель, в котором детонация происходит в кольцевом канале, топливная смесь в который циклично поступает по кругу из десятков и сотен форсунок. В результате образуется единый фронт детонации, который движется по кругу вслед за поступающей топливной смесью. Эффективность такой конструкции на 25% превышает традиционные ракетные двигатели. Их разрабатывают ВВС #США, Aerojet Rocketdyne, #NASA, НПО "Энергомаш" и Университет Центральной Флориды. Пока испытаны только небольшие прототипы и непонятно, насколько хорошо такой тип двигателей поддаётся масштабированию. Кроме того, они весьма сложны конструктивно.

На днях Университет Центральной Флориды предложил новый тип детонационного двигателя под названием oblique detonation wave engine (#ODWE — детонационный двигатель с косой стоячей волной). В нём газовая смесь горючего и окислителя (воздуха) на гиперзвуковой скорости направляется на рампу, столкновение с которой создаёт в потоке косой фронт ударной волны. Из-за роста в ударной волне давления и температуры происходит воспламенение топливной смеси по механизму детонации. При этом скорость потока топливной смеси подбирается таким образом, чтобы совпадать со скоростью распространения в ней фронта детонации, чтобы она не распространялась выше по потоку. В таком двигателе сгорает почти 100% топлива, и он способен разогнать летательный аппарат до скорости в 17 чисел Маха — почти до орбитальной скорости. Самолёт с таким двигателем может разогнаться, вылететь за пределы атмосферы и небольшим толчком от ракетного двигателя выйти на орбиту. Здравствуйте, одноступенчатые космолёты!

По конструкции такие ODWE устроены даже проще гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей, и эффективнее работают на больших скоростях. Главная инженерная проблема — достаточно долгое удержание постоянного фронта детонации. Пока что флоридским инженерам удалось добиться стабильной работы в течение всего лишь 3 секунд. Облако это большой прогресс — раньше это удавалось максимум на несколько миллисекунд, прежде чем фронт детонации уходил вверх или вниз по потоку. Учёные говорят, что их новый эксперимент ограничен по времени несколькими секундам потому, что от непрерывной детонации начинают разрушаться стеклянные стенки испытательного стенда. Впрочем, работы им предстоит ещё много.

Картинка:
https://sun9-32.userapi.com/impg/6YCXyoG791tuMU_WNFzYxCiegC3mqYeJu4FkOw/GLbfUbVqqok.jpg?size=404x440&quality=96&sign=28c934d91279dea19b344a53f79d2539&type=album
Интересно. Вот только движок получается практически однорежимным. Ну и про разрушение стенок стенда тоже весело, что тогда  будет с ЛА на котором установят такой двигатель? Кстати, это общая проблема для ДД.
"Вызов" - это флаговтык!
Как тебе такое, "Джон Уик" ?! (с)

Alexandr_A

Цитата: telekast от 12.05.2021 22:59:16На днях Университет Центральной Флориды предложил новый тип детонационного двигателя под названием
Такой?
Спойлер
[свернуть]

ТЕНДЕНЦИИ РАЗРАБОТКИ ДЕТОНАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ПРОБЛЕМА ТРОЙНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ УДАРНЫХ ВОЛН
Часть 1
Часть 2

Старый

Цитата: Space books от 12.05.2021 22:35:41Американские учёные разрабатывают новый тип детонационного двигателя
А старый тип куда дели?  ???
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер




Старый

"Получена кольцевая детонация" и "получен детонационный двигатель" - не одно и то же.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Старый

Заправте свою машину 76-м бензином и у вас тоже будет детонационный двигатель.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Вообще, запуск РД в космосе - большое достижение.

Старый

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 22.08.2021 16:14:45Вообще, запуск РД в космосе - большое достижение.
Осталась малость - получить тягу и удельный иипульс.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер


Inti

По теме японского детонационного движка... короче, гора родила мышь... пока что... всего на 6 секунд включали... подробности на японском и ниже комменты с автопереводом на телеграмм-канале - https://t.me/c/1441772003/52402
Новая Чёрная Дыра с полит-модерацией: https://blackhole.su/index.php?board=16.0
Новая Чёрная Дыра без полит-модерации: http://www.forum--x.ru/index.php?board=1.0

Цитата: Inti от 25.08.2021 07:45:52По теме японского детонационного движка... короче, гора родила мышь... пока что... всего на 6 секунд включали... подробности на японском и ниже комменты с автопереводом на телеграмм-канале - https://t.me/c/1441772003/52402

Канал приватный, сообщение не показывает.

Inti

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 25.08.2021 08:26:06
Цитата: Inti от 25.08.2021 07:45:52По теме японского детонационного движка... короче, гора родила мышь... пока что... всего на 6 секунд включали... подробности на японском и ниже комменты с автопереводом на телеграмм-канале - https://t.me/c/1441772003/52402
Канал приватный, сообщение не показывает.
Ну тогда влеплю здесь перевод с японского целиком (банзай!!! :o ):

19 августа 2021 г.
Успешный демонстрационный космический эксперимент детонационного двигателя для исследования дальнего космоса ракетой-зондом С-520-31
JAXA Space Science Research Institute - это система с детонационным двигателем, разработанная в сотрудничестве с исследовательскими группами Токайской национальной организации высшего образования, Института перспективных материалов и систем Университета Нагоя, Высшей инженерной школы Нагойского университета, Университета Кейо и Технологического института Мурорана (далее именуемые (as, «Эта система») была установлена на наблюдательной ракете С-520-31, и демонстрация космического полета впервые в мире прошла успешно. Эта система была установлена в полетном отсеке зондирующей ракеты S-520-31, эксплуатируемой Институтом космических и астронавтических наук, и была запущена из космического центра JAXA Uchinoura в 5:30 27 июля 2021 года. После отделения двигателя первой ступени роторный детонационный двигатель (работающий в течение 6 секунд, тяга 500 Н) и импульсный детонационный двигатель (работающий в течение 2 секунд x 3 раза) нормально работают в космическом пространстве, а изображение, давление, температура, вибрация, и положение, я получил данные о позе. Для экспериментальных данных, в дополнение к традиционному сбору данных телеметрией, мы попытались получить большой объем данных (высококачественное видео, изображение и т. Д.), Используя небольшую память, установленную на капсуле повторного входа RATS с возможностью развертывания. аэрозольная оболочка. RATS был отделен после проведения эксперимента с детонационным двигателем, повторно вошел из космоса и упал в море. Во время плавания в море мы получили данные GPS, переданные RATS через спутниковую связь, определили положение в море и собрали их с помощью вертолета. Информация об изображении, записанная в RATS, была получена нормально (рис.), И полученными данными было подтверждено, что детонационный двигатель работал нормально. Детонационный двигатель резко увеличивает скорость реакции за счет генерации детонационных волн и волн сжатия на чрезвычайно высоких частотах (от 1 до 100 кГц), тем самым значительно уменьшая вес ракетного двигателя и легко создавая тягу. Это улучшит характеристики. Успех этого демонстрационного эксперимента в космическом полете значительно увеличил вероятность того, что детонационный двигатель будет использоваться на практике для ударных двигателей для исследования дальнего космоса, ракетных двигателей первой ступени, двухступенчатых двигателей и т. Д. В будущем JAXA будет применять технологию детонационных двигателей для миссий по исследованию дальнего космоса и т. Д., Что будет полезно для исследований в области космической науки, чтобы исследование космоса могло осуществляться дальше и более свободно, например, уменьшив размер и вес системы космического корабля. и межпланетная навигация - это план. Кроме того, возвращаемая капсула (RATS) с разворачиваемой аэрозольной оболочкой, использованная в этом демонстрационном космическом эксперименте, смогла продемонстрировать возможность возврата нового образца, осуществив восстановление после падения с берега ... Экспериментальная группа зондирующих ракет, которая наблюдает за этими экспериментами, продолжит активно руководить сложными экспериментальными планами для поддержки демонстрации новых технологий на ранних этапах и продолжит руководить исследованиями и разработками, которые станут основой будущих передовых научных миссий. Я внесу свой вклад. Это исследование проводится Комитетом космической инженерии Института космических исследований JAXA по стратегическим исследованиям (инжиниринг) с 2014 по 2021 год, ведущей программой новых технологий в области энергетики и окружающей среды NEDO с 2015 по 2017 год, а также грантом на научные исследования Японского общества Продвижение науки с 2019 по 2023 год. Оно проводилось при поддержке Grant-in-Aid for Special Promotion Research. Рисунок Первый в мире момент работы вращающегося детонационного двигателя (ВДД) в космическом пространстве.
Новая Чёрная Дыра с полит-модерацией: https://blackhole.su/index.php?board=16.0
Новая Чёрная Дыра без полит-модерации: http://www.forum--x.ru/index.php?board=1.0