חקר החלל מבלי משיםהקשורים לחללית. הלב של כל רכב שיגור הוא המנוע שלו. עליו לפתח את המהירות הקוסמית הראשונה - כ-7.9 קמ"ש, על מנת להעביר את האסטרונאוטים למסלול, ואת הקוסמית השנייה, על מנת להתגבר על שדה הכבידה של כוכב הלכת.
תכונות חדשות
מדוע מוקצים מנועי פיצוץציפיות גדולות? לדברי מדענים, הספק שלהם יהיה גדול פי 10,000 מהכוח של מנועי רקטות קיימים. יחד עם זאת, הם יצרכו הרבה פחות דלק, והייצור שלהם יבדל בעלות נמוכה וברווחיות. למה זה קשור?
הכל עניין של חמצון של דלק.אם רקטות מודרניות משתמשות בתהליך ההתפרקות - בעירה איטית (תת-קולית) של דלק בלחץ קבוע, אז מנוע רקטת הפיצוץ מתפקד עקב הפיצוץ, פיצוץ התערובת הדליקה. הוא נשרף במהירות על-קולית עם שחרור של כמות עצומה של אנרגיה תרמית בו-זמנית עם התפשטות גל ההלם.
עליונות של מנועים חדשים
מחקר ופיתוח של מנועי פיצוץהמדענים המובילים בעולם עוסקים בזה כבר 70 שנה. הסיבה העיקרית למניעת יצירת מנוע מסוג זה היא בעירה ספונטנית בלתי מבוקרת של דלק. בנוסף, עמדו על הפרק משימות ערבוב יעיל של דלק ומחמצן, כמו גם שילוב הזרבובית וכניסת האוויר.
- היכולת לפתח מהירויות בטווחים התת-קוליים וההיפרסוניים.
- חריג מעיצוב חלקים נעים רבים.
- משקל ועלות נמוכים יותר של תחנת הכוח.
- יעילות תרמודינמית גבוהה.
סוג זה של מנוע לא יוצר בייצור המוני.הוא נוסה לראשונה על מטוסים בטיסות נמוכות ב-2008. מנוע הפיצוץ לרכבי שיגור נבדק לראשונה על ידי מדענים רוסים. לכן לאירוע הזה יש חשיבות כל כך גדולה.
עקרון עבודה: דופק ורציף
מדענים מפתחים כעתהתקנות עם זרימת עבודה דופקת ומתמשכת. עקרון הפעולה של מנוע רקטות פיצוץ עם ערכת פעולת דופק מבוסס על מילוי מחזורי של תא הבעירה בתערובת בעירה, הצתתו הרציפה ושחרור תוצרי בעירה לסביבה.
- הצתה יחידה של דלק.
- עיצוב פשוט יחסית.
- מידות קטנות ומסה של מתקנים.
- שימוש יעיל יותר בתערובת הדליקה.
- רמה נמוכה של רעש, רעידות ופליטות מזיקות.
בעתיד, תוך שימוש ביתרונות אלו,מנוע רקטי מונע נוזלי פיצוץ של תכנית פעולה רציפה יחליף את כל המתקנים הקיימים בשל משקלו, גודלו ומאפייני העלות שלו.
בדיקות מנוע פיצוץ
הבדיקות הראשונות של הפיצוץ הביתיההתקנות התקיימו במסגרת פרויקט שהוקם על ידי משרד החינוך והמדע. מנוע קטן עם תא בעירה בקוטר 100 מ"מ ורוחב תעלה טבעתית של 5 מ"מ הוצג כאב טיפוס. הבדיקות בוצעו על מעמד מיוחד, אינדיקטורים נרשמו בעבודה על סוגים שונים של תערובת בעירה - מימן-חמצן, גז טבעי-חמצן, פרופאן-בוטן-חמצן.
אנלוגים במדינות אחרות
מנועי פיצוץ נמצאים בפיתוחמדענים ממדינות מובילות בעולם. מעצבים מארה"ב השיגו את ההצלחה הגדולה ביותר בכיוון זה. במודלים שלהם, הם יישמו אופן פעולה מתמשך, או סיבוב. צבא ארה"ב מתכנן להשתמש במתקנים אלה כדי לצייד ספינות שטח. בשל משקלם הקל יותר וגודלם הקטן עם כוח תפוקה גבוה, הם יעזרו להגביר את היעילות של סירות קרב.
תערובת סטוכיומטרית של מימן וחמצןמשתמש במנוע רקטות פיצוץ אמריקאי לצורך עבודתו. היתרונות של מקור אנרגיה כזה הם בעיקר כלכליים - חמצן שורף בדיוק כפי שנדרש כדי לחמצן מימן. כעת ממשלת ארה"ב מוציאה כמה מיליארדי דולרים כדי לספק לספינות מלחמה דלק פחמן. דלק סטוכיומטרי יקטין עלויות פי כמה.
כיווני התפתחות וסיכויים נוספים
נתונים חדשים שהתקבלו כתוצאה מבדיקותמנועי פיצוץ, קבעו את השימוש בשיטות חדשות ביסודו לבניית תכנית להפעלה על דלק נוזלי. אבל עבור פעולה, מנועים כאלה חייבים להיות בעלי עמידות בחום גבוהה בשל הכמות הגדולה של אנרגיה תרמית המשתחררת. כרגע מפותח ציפוי מיוחד שיבטיח את תפעול תא הבעירה בחשיפה לטמפרטורה גבוהה.
