Plano ng US Navy na i-upgrade ang mga gas turbine power plant na kasalukuyang naka-install sa sasakyang panghimpapawid at mga barko nito sa hinaharap, na pinalitan ang maginoo na mga makina ng cycle ng Brighton ng mga detonation rotary engine. Dahil dito, ang pagtitipid ng gasolina ay inaasahang aabot sa halos $ 400 milyon taun-taon. Gayunpaman, posible ang serial paggamit ng mga bagong teknolohiya, ayon sa mga eksperto, hindi mas maaga sa isang dekada.
Ang pagpapaunlad ng rotary o umiikot na rotary engine sa Amerika ay isinasagawa ng US Navy Research Laboratory. Ayon sa paunang pagtatantya, ang mga bagong makina ay magiging mas malakas at din ng halos isang-kapat na mas matipid kaysa sa maginoo na mga makina. Sa parehong oras, ang pangunahing mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng planta ng kuryente ay mananatiling pareho - ang mga gas mula sa nasunog na gasolina ay papasok sa gas turbine, umiikot ang mga talim nito. Ayon sa laboratoryo ng US Navy, kahit na sa malayong hinaharap, kung ang buong fleet ng Amerika ay papalakasin ng kuryente, ang gas turbines ay mananagot pa rin sa pagbuo ng kuryente, sa ilang sukat na nabago.
Alalahanin na ang pag-imbento ng pulsating jet engine ay nagsimula pa noong huling bahagi ng ikalabinsiyam na siglo. Ang nag-imbento ay ang inhinyero ng Sweden na si Martin Wiberg. Ang mga bagong planta ng kuryente ay naging laganap sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, bagaman sila ay mas mababa sa kanilang mga teknikal na katangian sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid na umiiral sa oras na iyon.
Dapat pansinin na sa puntong ito ng oras, ang fleet ng Amerika ay mayroong 129 mga barko, na gumagamit ng 430 gas turbine engine. Bawat taon, ang gastos sa pagbibigay sa kanila ng gasolina ay humigit-kumulang na $ 2 bilyon. Sa hinaharap, kapag ang mga modernong makina ay pinalitan ng mga bago, ang dami ng mga gastos sa gasolina ay magbabago.
Ang mga panloob na engine ng pagkasunog na kasalukuyang ginagamit ay nagpapatakbo sa siklo ng Brighton. Kung tinukoy mo ang kakanyahan ng konsepto na ito sa ilang mga salita, pagkatapos ang lahat ay bumaba sa sunud-sunod na paghahalo ng oxidizer at fuel, karagdagang compression ng nagresultang timpla, pagkatapos - pagsunog at pagkasunog sa pagpapalawak ng mga produkto ng pagkasunog. Ang paglawak na ito ay ginagamit lamang upang magmaneho, ilipat ang mga piston, paikutin ang isang turbine, iyon ay, magsagawa ng mga pagkilos na mekanikal, na nagbibigay ng patuloy na presyon. Ang proseso ng pagkasunog ng pinaghalong gasolina ay gumagalaw sa isang bilis ng subsonic - ang prosesong ito ay tinatawag na dufflagration.
Tulad ng para sa mga bagong makina, nilalayon ng mga siyentista na gumamit ng paputok na pagkasunog sa kanila, iyon ay, pagpapasabog, kung saan ang pagkasunog ay nangyayari sa bilis ng supersonic. At bagaman sa kasalukuyan ang kababalaghan ng pagpapasabog ay hindi pa lubos na napag-aaralan, nalalaman na sa ganitong uri ng pagkasunog, may isang alon ng pagkabigla na lumaganap, na kumakalat sa pamamagitan ng isang halo ng gasolina at hangin, na nagiging sanhi ng isang reaksyong kemikal, na ang resulta ay ang paglabas ng isang medyo malaking halaga ng thermal energy. Kapag ang shock wave ay dumaan sa pinaghalong, nag-iinit ito, na humantong sa pagpapasabog.
Sa pagbuo ng isang bagong makina, planong gumamit ng ilang mga pagpapaunlad na nakuha sa proseso ng pagbuo ng isang detonation pulsating engine. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay ang isang pre-compressed na pinaghalong gasolina ay pinakain sa silid ng pagkasunog, kung saan ito ay sinindihan at pinasabog. Ang mga produkto ng pagkasunog ay lumalawak sa nguso ng gripo, gumaganap ng mga pagkilos na mekanikal. Pagkatapos ang buong pag-ikot ay paulit-ulit mula sa simula. Ngunit ang kawalan ng pulsating motor ay ang rate ng pag-uulit ng mga pag-ikot ay masyadong mababa. Bilang karagdagan, ang disenyo ng mga motor na ito mismo ay naging mas kumplikado sa kaganapan ng pagtaas sa bilang ng mga pulso. Ito ay dahil sa pangangailangan na i-synchronize ang pagpapatakbo ng mga balbula, na responsable sa pagbibigay ng pinaghalong gasolina, pati na rin nang direkta ng mga siklo ng pagpapasabog mismo. Ang mga Pulsating engine ay napakaingay din, nangangailangan sila ng isang malaking halaga ng gasolina upang mapatakbo, at ang trabaho ay posible lamang na may pare-parehong sukat na iniksyon ng gasolina.
Kung ihinahambing namin ang mga detonation rotary engine na may mga pulsating, kung gayon ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay bahagyang naiiba. Sa gayon, sa partikular, ang mga bagong makina ay nagbibigay para sa isang pare-pareho ang tuloy-tuloy na pagpaputok ng gasolina sa silid ng pagkasunog. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na spin, o rotating detonation. Una itong inilarawan noong 1956 ng siyentipikong Sobyet na si Bogdan Voitsekhovsky. At ang kababalaghang ito ay natuklasan nang mas maaga, noong 1926. Ang mga nagpasimula ay ang British, na napansin na sa ilang mga sistema ng isang maliwanag na kumikinang na "ulo" ay lumitaw, na lumipat sa isang spiral, sa halip na isang patag na alon ng pagpapasabog.
Ang Voitsekhovsky, na gumagamit ng isang recorder ng larawan na siya mismo ang nagdisenyo, ay nakunan ng litrato ang harap ng alon, na gumagalaw sa isang anular na pagkasunog ng silid sa isang pinaghalong gasolina. Ang pagputok ng putok ay naiiba mula sa pagpapasabog ng eroplano na may isang solong shock transverse na alon na lumitaw sa loob nito, na sinundan ng isang pinainit na gas na hindi nag-react, at nasa likod na ng layer na ito ay mayroong isang reaksyon ng kemikal na zone. At ito ay tiyak na tulad ng isang alon na pumipigil sa pagkasunog ng silid mismo, na tinawag ni Marlene Topchiyan na "isang pipi na donut".
Dapat pansinin na ang mga detonation engine ay ginamit na noong nakaraan. Sa partikular, pinag-uusapan natin ang tungkol sa pulsating air-jet engine, na ginamit ng mga Aleman sa pagtatapos ng World War II sa mga V-1 cruise missile. Ang paggawa nito ay medyo simple, ang paggamit nito ay sapat na madaling, ngunit sa parehong oras ang engine na ito ay hindi masyadong maaasahan para sa paglutas ng mahahalagang problema.
Dagdag pa, noong 2008, ang Rutang Long-EZ, isang pang-eksperimentong sasakyang panghimpapawid na nilagyan ng isang pulso na detonation engine, ay umakyat sa hangin. Ang flight ay tumagal lamang ng sampung segundo sa taas na tatlumpung metro. Sa oras na ito, ang planta ng kuryente ay bumuo ng isang tulak ng pagkakasunud-sunod ng 890 Newtons.
Ang pang-eksperimentong prototype ng makina, na ipinakita ng American laboratoryo ng US Navy, ay isang maliit na hugis ng conustion na may hugis na kono na may diameter na 14 na sentimetro sa panig ng suplay ng gasolina at 16 na sentimetro sa gilid ng nozel. Ang distansya sa pagitan ng mga dingding ng silid ay 1 sentimeter, habang ang "tubo" ay 17.7 sent sentimo ang haba.
Ang isang halo ng hangin at hydrogen ay ginagamit bilang isang pinaghalong fuel, na kung saan ay ibinibigay sa presyon ng 10 atmospheres sa silid ng pagkasunog. Ang temperatura ng pinaghalong ay 27.9 degrees. Tandaan na ang halo na ito ay kinikilala bilang ang pinaka-maginhawa para sa pag-aaral ng hindi pangkaraniwang bagay ng spin detonation. Ngunit, ayon sa mga siyentista, sa mga bagong makina posible na gumamit ng isang pinaghalong gasolina na binubuo hindi lamang ng hydrogen kundi pati na rin ng iba pang masusunog na mga sangkap at hangin.
Ang mga pang-eksperimentong pag-aaral ng isang rotary engine ay nagpakita ng higit na kahusayan at lakas sa paghahambing sa mga panloob na engine ng pagkasunog. Ang isa pang kalamangan ay makabuluhang ekonomiya ng gasolina. Sa parehong oras, sa panahon ng eksperimento ay isiniwalat na ang pagkasunog ng pinaghalong gasolina sa paikot na "pagsubok" na makina ay hindi pare-pareho, samakatuwid kinakailangan upang ma-optimize ang disenyo ng engine.
Ang mga produkto ng pagkasunog na lumalawak sa nguso ng gripo ay maaaring kolektahin sa isang gas jet gamit ang isang kono (ito ang tinatawag na Coanda effect), at pagkatapos ay ang jet na ito ay maaaring maipadala sa turbine. Paikutin ang turbine sa ilalim ng impluwensya ng mga gas na ito. Kaya, ang bahagi ng gawain ng turbine ay maaaring magamit upang itaguyod ang mga barko, at bahagyang upang makabuo ng enerhiya, na kinakailangan para sa kagamitan sa barko at iba't ibang mga sistema.
Ang mga makina mismo ay maaaring magawa nang walang gumagalaw na mga bahagi, na kung saan ay lubos na gawing simple ang kanilang disenyo, na kung saan, babawasan ang gastos ng planta ng kuryente bilang isang kabuuan. Ngunit sa pananaw lamang ito. Bago ilunsad ang mga bagong makina sa serial production, kinakailangan upang malutas ang maraming mahihirap na problema, isa na rito ang pagpili ng matibay na materyales na lumalaban sa init.
Tandaan na sa ngayon, ang mga rotary detonation engine ay itinuturing na isa sa mga pinaka-maaasahan na engine. Binubuo rin sila ng mga siyentista mula sa University of Texas sa Arlington. Ang power plant na nilikha nila ay tinawag na "tuluy-tuloy na detonation engine". Sa parehong pamantasan, isinasagawa ang pagsasaliksik sa pagpili ng iba't ibang mga diametro ng mga annular chambers at iba't ibang mga mixture ng fuel, na kasama ang hydrogen at air o oxygen sa iba't ibang mga sukat.
Ang pag-unlad sa direksyon na ito ay isinasagawa din sa Russia. Kaya, noong 2011, ayon sa namamahala sa direktor ng Saturn na pananaliksik at asosasyon ng produksyon na I. Fedorov, ang mga siyentipiko mula sa Lyulka Scientific at Technical Center ay bumubuo ng isang pulsating air jet engine. Ang gawain ay isinasagawa kahanay sa pagbuo ng isang promising engine na tinatawag na "Produkto 129" para sa T-50. Bilang karagdagan, sinabi din ni Fedorov na ang asosasyon ay nagsasagawa ng pagsasaliksik sa paglikha ng mga nangangako na sasakyang panghimpapawid sa susunod na yugto, na dapat ay walang tao.
Sa parehong oras, ang ulo ay hindi tinukoy kung anong uri ng pulsating engine ang pinag-uusapan. Sa ngayon, ang tatlong uri ng gayong mga makina ay kilala - valveless, balbula at pagpapasabog. Pansamantalang tinatanggap, samantala, na ang pulsating motor ay ang pinakasimpleng at pinakamurang paggawa.
Ngayon, maraming malalaking kumpanya ng pagtatanggol ang nagsasagawa ng pagsasaliksik sa mga high-performance pulsating jet engine. Kabilang sa mga firm na ito ay ang American Pratt & Whitney at General Electric at ang French SNECMA.
Kaya, ang ilang mga konklusyon ay maaaring makuha: ang paglikha ng isang bagong nangangako engine ay may ilang mga paghihirap. Ang pangunahing problema sa ngayon ay sa teorya: kung ano ang eksaktong nangyayari kapag ang paggalaw ng shock shock ay gumagalaw sa isang bilog ay kilala lamang sa mga pangkalahatang termino, at lubos itong kumplikado sa proseso ng pag-optimize ng mga disenyo. Samakatuwid, ang bagong teknolohiya, kahit na ito ay talagang kaakit-akit, ay halos hindi magagawa sa sukat ng produksyong pang-industriya.
Gayunpaman, kung pinamamahalaan ng mga mananaliksik ang mga isyu sa teoretikal, posible na pag-usapan ang tungkol sa isang tunay na tagumpay. Pagkatapos ng lahat, ang mga turbine ay ginagamit hindi lamang sa transportasyon, kundi pati na rin sa sektor ng enerhiya, kung saan ang isang pagtaas sa kahusayan ay maaaring magkaroon ng isang mas malakas na epekto.
