Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[Кубик]

mihalchuk пишет: Можно хоть узлы вязать. Если у нас реактивный двигатель, то тяга определяется
давлением на стенки КС и сопла, и по барабану, какие там детонационные спирали
унутре.

Так и вопрос тут - а как передаётся давление, ежли по мненью некоторых тут усё на выхлопе перешло в кинетику, а ни камере, ни соплу ничего не перепало? Это как? Умные молекулы, двинутые по мозгам детонацией, строятся в  маршевые колонны сразу по рождении... А нахрена, извините, сопло?

[korund]

Кубик пишет:

mihalchuk пишет: Можно хоть узлы вязать. Если у нас реактивный двигатель, то тяга определяется
давлением на стенки КС и сопла, и по барабану, какие там детонационные спирали
унутре.

Так и вопрос тут - а как передаётся давление, ежли по мненью некоторых тут усё на выхлопе перешло в кинетику, а ни камере, ни соплу ничего не перепало? Это как? Умные молекулы, двинутые по мозгам детонацией, строятся в маршевые колонны сразу по рождении... А нахрена, извините, сопло?    

Как это ничего не перепало?
Закон сохранения импульса  МV=mv где  МV-полученный ракетой импульс, а  m и v масса и скорость молекул в противоположенную сторону. И поскольку тепла НЕ выделилось (или выделилось но очень мало) то вся энергия ушла в кинетическую. Что не так?
Что ещё не понятно??

[korund]

mihalchuk пишет:

korund пишет:
Существует ряд серьёзных проблем в решении данного вопроса. Одна из которой Скорость детанационной волны намного больше скорости подаваемого топлава, а так же больше скорости истечения из сопла....
Но можно например пускать детанационную волну по спирали.... Варианты есть    

Можно хоть узлы вязать. Если у нас реактивный двигатель, то тяга определяется давлением на стенки КС и сопла, и по барабану, какие там детонационные спирали унутре. Пусть у нас есть камера сгорания, пусть она цилиндрическая. Заполняем её топливом. В одном случае даём сгореть, в другом - обеспечиваем детонацию. Насколько будут отличаться параметры продуктов сгорания (а они будут отличаться), и как это использовать для увеличения эффективности в случае использования детонации?

Объясняю
Случай номер 1 в цилиндре смесь топлива и окислителя, которая детонирует 
Пункт:
А) Все разносит в клочья, потому что материалов для стенок цилиндра, которые способны выдержать гиганское давление просто нет...
Б) Всё таки удается сделать стенки цилиндра (из графена, нанотрубок, карбида бора или из чего то ещё) которые держат детонацию. Тогда после детонации вся смесь превращается в газ скажем при давлении 400 000 атмосфер, который начинает расширяться и будет так расширяться по цилиндру, пока давление/температура не упадут практически до точки конденсации. И главный фокус в том что точка конденсации будет находится в районе  давление/температура той смеси которая была до детонации. Тоесть для получения ракетой импульса будет использоваться высокий перепад давления от 400 000 атмосфер до скажем 2 ух.

Случай номер 2  в цилиндре смесь топлива и окислителя, которая горит
 Пункт:
А) Мы закрываем цилиндр  чтобы смесь прореагировала, а потом мы типо его откроем чтобы "снять" энергию. Давление в цилиндре резко начинает повышаться, горение переходит в детанацию и далее смотрим  случай номер 1 Пункт А.
Б) Основание цилиндра просто открыто. Тогда давление на верхнюю стенку цилиндра будет продиктовано скоростью горения (скажем от 10-ти до 1000-чи атмосфер). Тогда раскалённый газ расширяясь толкает ракету вверх пока не достигнет точки конденсации. Но точка конденсации будет находится при высокой температуре и ооочень низком давлении. А если учесть что после определённого давления скорость расширения упадёт ниже приращения ракетой скорости, то львиную часть энергии расширения принципиально не получается использовать.
В) Основание цилиндра закрыто соплом Лаваля, тогда всё точно так же как в твёрдотопливном ракетном двигателе...

[korund]

Дмитрий Инфан пишет:

korund пишет:
Детонация - это вид инициации химической реакции в смеси горючего и окислителя (в нашем случае), которая происходит НЕ путём теплообмена,

А сколько процентов энергии в обычном ЖРД теряется на теплообмен? Иначе говоря, каков выигрыш?

Сколько КПД ЖРД не хватает до 100% - таков и выигрышь (точнее почти такой). А в ЖРД энергия теряется не только на теплообмен...

каков выигрыш?

Самый большой выигрышь в атмосфере, особенно ближе к земле....

[korund]

Uriy пишет:

korund пишет:
Да! Существует ряд серьёзных проблем в решении данного вопроса. Одна из которой Скорость детонационной волны намного больше скорости подаваемого топлива, а так же больше скорости истечения из сопла....
Но можно например пускать детонационную волну по спирали.... Варианты есть    

У меня есть авторское свидетельство №72603. "Способ подачи топлива в кольцевую камеру сгорания."

Ничего у вас нет. Понабрали блин дятлов....

Uriy пишет: Там предполагался процесс горения по спирали, волной, но без детонационного процесса. Потом американцы в середине 90 заинтересовались по кольцу спиральную детонацию делать,но вроде забросили эту идею.

Что то ваши слова не вызывают особого доверия.....
Ладно расскажу, то что вы хотите узнать.
Детонационный двигатель надо делать примерно так:
Самое главное - чтобы детонационная волна могла двигать ракету вверх, она должна упираться в верхнюю часть КС и при этом не разрушать её. То есть КС должна быть сделана из таких материалов чтобы выдерживать давление детонации.
Следующий момент. Газ расширяется во все стороны, а не только вверх и вниз (как нам надо). Поэтому логично ограничить его расширение в стороны...
Первое что приходит на ум создать сопло цилиндр, который будет это расширение ограничивать, но если мы хотим добиться КПД близкое к 100% то при расширении газа от 400 000атмосфер до двух сопло получается длинной в сотни метров.
Мы же не будем как дебилы городить сопло в сотни метров - мы пойдём другим путем:
Для начала делаем ракету очень широкой, скажем диаметром в метров 40. И не высокой скажем в метра 4. Делаем двигатель, который создавал бы плоскую спиральную детонационную волну, с толщиной скажем в миллиметр (лучше конечно в десятую часть миллиметра и меньше)
Чтобы детонация не шла ближе к центру быстрее чем снаружи, делаем в распыле топлива-окислителя небольшие перерывы ближе к центру.
В итоге про детонирующая смесь будет ограничена по бокам точно такой же про детонирующей смесью под таким же давлением. Соответственно газ будет расширяться только вверх и вниз - как нам и надо. На краях конечно будет наблюдаться другая картина, там будут образовываться вихри наподобие вихрей на законцовках крыла самолёта.
Но из-за отношения общей площади к площади боковой поверхности спирали, потери будут небольшими. К тому же их можно ограничить у самой КС соплом цилиндром, а дальше плазмой-цилиндром, которая будет держать форму соответствующими электрическими и магнитными полями и веществом плазмы с нужными параметрами.

Более того в атмосфере детонационная волна будет работать точно так же как крыло самолёта, создавая волну давления от ракеты до земли. То есть КПД двигателя, за счёт опоры на атмосферу возрастает многократно...

Тут есть ещё один момент...
Как известно крыло самолёта под собой создаёт волну давления воздуха, которая под углом в конечном итоге до ходит до земли. Если самолёт летит очень низко над землёй и имеет широкое крыло то волна давления отразившись от земли успевает вернуться к крылу и создать дополнительную подъёмную силу. Такие самолёты называют экранопланами.
Так вот наша детонационная волна в итоге превращается в волну давления воздуха, достигает земли, отражается и возвращается создавая дополнительную подъёмную силу, потом отражается вниз и т.д. В итоге волны давления, гуляя от ракеты до земли и обратно позволяют ракете почти зависнуть. (нужно будет незначительное количество энергии для поддержании процесса, поскольку часть энергии поглотится землёй. Единственно в месте воздействия детонационных волн останется аккуратный круг примятой травы и слегка утрамбованной земли, а если ракета зависнет над бетоном то и следов не останется.

Это в двух словах чтобы вы понимали принцип Детонационных Ракетных Двигателей

[korund]

Alexandr_A пишет:

korund пишет:
Детонация - это вид инициации химической реакции в смеси горючего и окислителя (в нашем случае), которая происходит НЕ путём теплообмена, а путём скачка давления ударной волны.

Не совсем.
1 Скачек давления не может распространяться в разы быстрее скорости звука в данной среде, в отличие от.

Сколько не объясняй всё равно найдётся какой то дибил который спутает Скачек давления в газовой среде с скачком давления производимый фронтом детанационной волны. Ну сколько раз объяснять - в детанационной волне давление  скажем 400000 атмосфер -  при таком давлении совсем другая скорость звука...

Alexandr_A пишет:

korund пишет:
6. Решается проблема со сверхзвуковым горением в атмосфере, соответственно первая ступень может быть с теоретическим УИ в 3000с.

Хорошая идея, осталось только нарисовать Ангару на таких ДВигателях. )

Боюсь Ангара не выдержит такого насилия...
Максимум что на мой взгляд можно сделать для Ангары - Заменить форсуночную головку на нормальную, Сделать ТНА на каких 1000 атмосфер, удлиннить КС, ну и переделать остальную часть движка под изминившиеся параметры. Ну и перелив осуществить наверное.

[korund]

Путь праведника труден, ибо препятствуют ему себялюбивые и тирания злых людей. Блажен тот пастырь, кто во имя милосердия и доброты ведет слабых за собой сквозь долину тьмы, ибо именно он и есть тот самый, кто воистину печется о ближних своих.

[Alexandr_A]

korund пишет:
Сколько не объясняй всё равно найдётся какой то дибил который спутает Скачек давления в газовой среде с скачком давления производимый фронтом детанационной волны. Ну сколько раз объяснять - в детанационной волне давлениескажем 400000 атмосфер -при таком давлении совсем другая скорость звука...

Прежде чем объяснять сначала учебники почитайте. Гугл в помощь.

[mihalchuk]

Я понял! Детонационые двигатели - это не грязный попил народных денег, а Путь праведников!
Всем, кто хоть сколько грешен, этот путь заказан.

[Leonar]

.

[Кубик]

korund пишет:
Как это ничего не перепало?
Закон сохранения импульса МV=mv где МV-полученный  :?:  ракетой импульс, а m и v масса и скорость молекул в противоположенную сторону. И поскольку тепла НЕ выделилось  :?:  (или выделилось но очень мало) то вся энергия ушла в кинетическую. Что не так?
Что ещё не понятно??

Тупите?? А за счёт чего молекулы дружно двинут в одну сторону, не взаимодействуя со стенками? Что же тогда заставит двигаться ракету....Ах да, ракета же будет от Земли через воздух детонационной волной :!:  отталкиваться..Бред! Гнать вас надо к другим подобным проповедникам...    :evil:

[Alexandr_A]

Пиндосский турбиностроительный универ

Nine Projects Selected for Funding through University Turbine Systems Research Program

Из девяти проектов получивших финансирование три на тему RDE.

[azeast]

Не имеющий аналогов в мире ракетный двигатель нового поколения, работающий по принципу импульсно-детонационного горения для ракет-носителей любого класса, планируется испытать в РФ в начале 2016 года, сообщил РИА Новости президент РКК "Энергия" Владимир Солнцев.
"Я инициировал от РКК "Энергия", как от управляющей компании НПО "Энергомаш", создание новейшего ракетного двигателя импульсно-детонационного горения, работающего по принципу, рассчитанному российским академиком Зельдовичем. Огневые испытания этого двигателя с рабочей температурой порядка 6 тысяч градусов в камерах горения и пока даже не имеющего названия мы планируем начать в начале 2016 года", — сообщил Солнцев.
По его словам, после прохождения всех необходимых стадий испытаний и подтверждения расчетных математических характеристик новый двигатель сможет использоваться на ракетах легкого, среднего и тяжелого классов. "Сейчас мы работаем над прототипом. Академик Зельдович доказал принципиальную возможность создания такого двигателя математически, а мы создадим его в металле и проверим. Если удастся, это будет начало нового этапа в развитии мирового космического двигателестроения", — отметил глава РКК "Энергия".

 http://ria.ru/science/20150829/1215205386.html#ixzz3kDWFSiNp

[Kolobock Kolobock]

Ученые ИТМО создают детонационный двигатель
25 августа 2015           



В Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) разрабатывают двигатель, который сможет потреблять меньше топлива. Ученые проектируют технологию, позволяющую уменьшить расходы на эксплуатацию силовых установок и ракетных двигателей, повысить коэффициент полезного действия и потреблять значительно меньше топлива, сообщает "Роснаука".
 
Главное отличие новой разработки от аналогов − в скорости сгорания топливной смеси. Медленный и постепенный процесс специалисты решили заменить детонацией, при которой фронт горения распространяется быстрее скорости звука. Сжатие топлива в таком двигателе обеспечивает не поршень, а ударная волна.
 
По мнению многих экспертов, детонационный двигатель − один из самых эффективных, однако воплотить «бумажные расчеты» в жизнь пока никому не удавалось.
 
Ученые ИТМО в течение полутора лет работали над этой задачей.
 
«Мы поняли, что ударно-волновые структуры, которые используются в известных проектах детонационных двигателей, не оптимальны. Ударно-волновая структура должна создавать максимальное давление в камере сгорания. Но в любом существующем проекте она начинает свободно распространяться по объему камеры сгорания и, как любая термодинамическая система, стремится занять положение с наименьшим уровнем энергии. Это как раз обратно тому, что нам требуется от ракетного реактивного или газотурбинного двигателя, – приводит пресс-служба ИТМО слова руководителя международной лаборатории университета «Новые материалы и нанопленки для компонентной базы силовой, СВЧ-электроники и микросенсорики» Павла Булата. – Нам удалось выяснить, что оптимальные ударно-волновые структуры существуют, мы выделили классы этих систем и создали макет газотурбинной установки для проведения экспериментов».
 
Сейчас специалисты разрабатывают опытный образец, который сможет имитировать работу детонационного двигателя: вместо турбины и компрессора сейчас используются массогабаритные аналоги. Предстоит провести точные расчеты и эксперименты, в следующем году уже можно будет судить, насколько успешным оказался замысел, говорят специалисты.
 
Ноу-хау можно будет применять в наземной энергетике и изготовлении недорогих ракетных двигателей. Авторы проекта рассчитывают, что их разработка пригодится также для микроспутников и вспомогательных силовых установок летательных аппаратов.



и-Маш. Ресурс Машиностроения.

[Kolobock Kolobock]

Павел Булат специально для "дизелистов"

«В этой сфере сложилось так, что детонацией и ударными волнами занимаются разные исследователи. Специалисты по горению и взрыву привыкли изучать, с чем взаимодействует и от чего отражается ударная волна, какая энергия должна подводиться, чтобы возникла детонация, а не горение, и так далее; считается, что детонационная волна возникла сама по себе, ученые пытаются ее «оседлать», − приводит пресс-служба ИТМО слова Павла Булата. − Есть специалисты в области теории ударных волн, но они никогда не исследовали именно детонацию, то есть горение, возникающее вслед за ударной волной. Поэтому то, чем занимается наша лаборатория, никто раньше не делал».

http://rosnauka.ru/news/847

[Leonar]

Павел, когда же вы сделаете его уже?
Кстати вопрос, на сколько кпд увеличится?

[Кубик]

Leonar пишет: Кстати вопрос, на сколько кпд увеличится?

А он вообще увеличится? За счёт чего, простыми словами, должен получиться больший импульс, переданный ракете при сгорании того же количества топлива? Кстати, там что-то про импульсный двигатель речь ведут...не развалится ли вся конструкция от вибрации?

[Дмитрий Инфан]

Kolobock Kolobock пишет:
Ученые ИТМО создают детонационный двигатель
25 августа 2015    



Главное отличие новой разработки от аналогов − в скорости сгорания топливной смеси. Медленный и постепенный процесс специалисты решили заменить детонацией, при которой фронт горения распространяется быстрее скорости звука. Сжатие топлива в таком двигателе обеспечивает не поршень, а ударная волна.

Я понимаю это так, что если традиционном ЖРД давление в камере сгорания повышают наращиванием мощности турбонасосного агрегата, то в детонационном его будут наращивать за счёт специфического режима сгорания. Соответственно при той же тяге понадобится менее мощный (и более лёгкий) ТНА. Вот, собственно, и весь выигрыш.

[Александр Ч.]

А камера? Она должна держать температуру раза в два выше, чем у нынешних, и давление в ней становится ещё больше. Размен шила на мыло? Перспективы использования в микроспутниках? :O

[mihalchuk]

Если детонационное горение более эффективно, то можно укоротить камеру сгорания - 1-2% от массы двигателя. Но не получится, так как стенки КС должны держать максимальное давление, а оно будет гораздо выше среднего - на порядок. Можно подавать топливо в КС порциями (при её увеличении, однако). Тогда действительно не нужен столь мощный ТНА, давление увеличится после детонации. Можно попытаться увеличить УИ за счёт степени расширения сопла при большем давлении в КС. Но куда девать потери топлива (детонация происходит не при закрытом объёме)?
Кстати, откуда температура 6000 градусов?