Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В Перми разработали установку для детального изучения новых видов топлива
Сегодня активно изучается новый тип горючего материала — гранулированное топливо. Рассматривается его применимость для разных энергетических установок и сравнивается с другими видами топлива. Но пока особенности использования инновационного горючего изучены в основном в теории. Ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая позволяет на практике исследовать систему подачи гранул в камеру сгорания ракетных и прямоточных двигателей. Достоверная имитация всего процесса, поможет качественно определять оптимальные характеристики истечения топлива и параметры устройства регулирования его расхода.
Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Особенность нового гранулированного топлива в том, что оно обладает свойствами и жидкого, и твердого горючего. В двигателе оно находится в форме гранул и подается в камеру сгорания совместно с ожижающим газом, поэтому обладает текучестью и возможностью регулирования расхода. Но при неработающем двигателе не насыщается газом и остается твердым.
Сам процесс его подачи в камеру сгорания и возникающий при этом режим критического истечения пока недостаточно изучены. Этот показатель отслеживает величину отношения давлений на входе и выходе сужающегося канала, через который поступает жидкость. Критическое истечение порошково-газовой смеси не позволяет возмущениям в камере сгорания передаваться в бак, что безопасно для топлива.
Исследование всей механики движения порошково-газовой смеси необходимо для расчетов и прогноза дальнейшей работы двигателя в целом. Но на сегодняшний день она описывается лишь теоретически через систему уравнений. Это не позволяет в полной мере изучить физический процесс критического истечения гранулированного топлива, так как некоторые коэффициенты (объемная поверхность частиц, коэффициент извилистости, диаметр газовых пор) невозможно определить аналитически, а также не учитывается трение фаз гранул о стенки канала.
Ученые Пермского Политеха решили эту проблему, разработав экспериментальную установку, которая обеспечивает наиболее полную имитацию подачи гранулированного топлива и других порошкообразных горючих в камеру сгорания реактивных двигателей. Это позволяет качественно изучить процесс их подачи и количественно определить оптимальные геометрические и газодинамические параметры расхода.
«Наша установка и ее элементы запорно-регулирующей арматуры обеспечивают герметичность, имеют системы дренажа давления и возможность легкой и безопасной замены вышедших из строя деталей. Также она снабжена аппаратным комплексом для контроля состояния элементов на протяжении всех исследований. Он позволяет управлять состоянием установки, измерять, передавать, обрабатывать и хранить рассчитанные параметры экспериментов для оперативного анализа полученных результатов исследований», – объясняет младший научный сотрудник кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ Григорий Доткин.
Установка политехников состоит из баллона с инертным газом (азотом) высокого давления, коллектора, топливного бака с поршнем, порошком и устройством регулирования расхода, приемной емкости, запорно-регулирующей арматуры и управляющей программы. Для контроля эксперимента встроены датчики давления, расходомер газовый и датчик измерения перемещения поршня, сигнал которых приходит на контроллер и переводится в значения физических величин, а далее передается на автоматизированное рабочее место (ноутбук).
«Такая конструкция для анализа критического истечения порошковых материалов позволит проводить эксперименты по определению дроссельных характеристик двигателя (зависимость основных данных и параметров двигателя от расхода топлива), удельных расходов газа и гранул в зависимости от геометрии форсунок, а также зависимости критического отношения давлений», – рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ Владимир Малинин.
Разработанная установка ученых Пермского Политеха дает возможность экспериментально детально исследовать процессы подачи гранулированного топлива в камеру сгорания и качественно определять необходимые параметры для оптимальной работы двигательной установки.
Telegram 
Дзен 
VK Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Космический корабль Orion в рамках миссии Artemis II вернется на нашу планету 11 апреля 2026 года, в 03:07 по московскому времени.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно