Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое детонация двигателя и как ее определить


Детонация двигателя: что это такое?

Детонация двигателя представляет собой нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата, в результате чего такое сгорание приобретает взрывной ударный характер. Другими словами, топливо резко взрывается в рабочей камере, что приводит к моментальному выбросу энергии и образованию ударной волны.

В нормальных условиях фронт пламени в цилиндре распространяется со средней скоростью около 30 метров в секунду. Во время детонации данный показатель увеличивается до 2000 метров. Воспламенение смеси в норме должно происходить в тот момент, когда поршень практически находится в ВМТ. Что касается УОЗ (угол опережения зажигания), зачастую этот показатель составляет 2 или 3 градуса. Топливный заряд также догорает после того, как поршень пройдет ВМТ и начинается его рабочий ход.  

Если в двигателе происходит детонация, тогда топливно-воздушная смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще находится на такте сжатия. Энергия от сгорания заряда в этом случае оказывает сильное давление на поднимающийся поршень, а не толкает его вниз. Последствиями такого взрыва топливной смеси является значительное увеличение ударных разрушительных нагрузок на ЦПГ и КШМ, рост температуры, снижение мощности двигателя и возрастание расхода топлива.

Содержание статьи

Основные причины детонации

Среди различных причин возникновения детонации специалисты отмечают неправильно выставленный угол опережения зажигания на бензиновых двигателях (угол опережения впрыска топлива на дизельных ДВС), сбои в процессе смесеобразования, снижение эффективности работы системы охлаждения, а также целый ряд других возможных причин.

Детонацию двигателя принято условно разделять на допустимую и критическую. Под допустимой детонацией следует понимать кратковременное (иногда малозаметное) явление. Критическая детонация может проявляться постоянно, только при увеличении нагрузок на мотор, на холостом ходу, а также во время работы ДВС в различных режимах.

В списке основных причин появления детонации отмечены:

  • нарушения условий эксплуатации мотора;
  • использование бензина с отличным от рекомендуемого октановым числом;
  • особенности конструкции силового агрегата;

Эксплуатация двигателя

Детонацию можно услышать на полностью исправном моторе во время эксплуатации агрегата под нагрузкой. Смесь в цилиндрах  обычно детонирует на затяжном подъеме при движении с такой скоростью, которая не соответствует выбранной передаче.

Другими словами, детонация двигателя отчетливо заметна в том случае, когда водитель пытается заехать на подъем с низкой скоростью без переключения на пониженную передачу и давит на газ. Обороты коленвала в этот момент низкие, двигатель «не тянет», то есть не набирает мощность и не разгоняет автомобиль. К общему звуку работы мотора в этом случае добавляется звонкий металлический детонационный стук, похожий на стук поршневых пальцев. Такой звук становится результатом ударов взрывной волны, которая с высокой частотой бьет по стенкам камеры сгорания.

Также необходимо отметить, что склонность к детонации топливно-воздушной смеси напрямую зависит от исправной работы систем зажигания и охлаждения. Смесь может детонировать в цилиндрах при наличии следующих факторов:

  • раннее зажигание;
  • перегрев двигателя;
  • обильный нагар в камере сгорания;
  • сильная закоксовка двигателя, в результате чего увеличилась степень сжатия;

Зажигание часто делают ранним для улучшенного отклика двигателя на нажатие педали газа, особенно на низких оборотах. Раннее зажигание заставляет смесь воспламеняться до наступления момента, когда поршень подходит к ВМТ. Так как поршень еще только осуществляет движение в верхнюю мертвую точку, раннее воспламенение смеси означает противодействие его движению. Дополнительным негативным явлением при таком зажигании выступает перегрев.

Скопление нагара в камере сгорания приводит к уменьшению объема самой камеры и повышению степени сжатия. Вторым по значимости фактором, влияющим на детонацию, является значительное повышение температуры в камере сгорания при наличии отложений. В отдельных случаях нагар может буквально тлеть, заставляя смесь в цилиндрах воспламеняться неконтролируемо. Получается, детонация при определенных условиях провоцирует появление калильного зажигания, которое также является аномальным самопроизвольным воспламенением смеси.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое калильное зажигание. Из этой статьи вы узнаете о причинах появления данной неисправности, а также о последствиях воздействия КЗ на мотор и его эксплуатацонный ресурс.

Дополнительно необходимо учесть тот факт, что детонация двигателя может возникнуть в результате установки свечей зажигания с неподходящим для данного типа двигателя калильным числом. Отдельно на детонацию может повлиять внесение различных изменений в топливную аппаратуру, а также «чиповка» ЭБУ и другие манипуляции, влияющие на смесеобразование в целях экономии топлива. Условно называемая тюнерами «экономичная прошивка» означает, что в блок управления двигателем вносится ряд корректив, затрагивающих топливные карты. Результатом становится обедненная смесь на разных режимах работы ДВС, снижаются динамические характеристики автомобиля.

Во время работы ЭБУ двигателя на заводских настройках смесь рассчитана на «мягкое» воспламенение, благодаря чему температура внутри камеры сгорания остается в заданных рамках. При серьезных нагрузках в двигателе после прошивки зачастую возникает детонация на слишком «бедной» смеси. Обедненная смесь приводит к перегреву деталей. Указанный перегрев при последующем впрыске топлива может вызвать самопроизвольное воспламенение топливного заряда.

Октановое число бензина

Одной из наиболее распространенных причин детонации двигателя является использование бензина с низким октановым числом, которое не рекомендовано для данного типа ДВС. Добавим, что указанный параметр не так важен для дизельного двигателя, так как основной характеристикой дизтоплива выступает цетановое число.

Дело в том, что солярка изначально более устойчива к детонации. В дизеле воспламенение происходит в результате сжатия и нагрева от такого сжатия топливной смеси. По этой причине дизельные двигатели конструктивно имеют более высокую степень сжатия.

Бензин имеет заметно меньшую стойкость к детонации сравнительно с дизтопливом. Октановое число является той характеристикой, которая отражает детонационную стойкость бензина. В бензиновом моторе степень сжатия ниже, топливно-воздушная смесь загорается от искры. Чем выше оказывается октановое число, тем большее сжатие смеси допускается без риска детонации. 

Получается, заправка 92-м бензином автомобиля, двигатель которого имеет высокую степень сжатия и допускается использование горючего с октановым числом только 95 и выше, приведет к появлению детонации во время работы мотора под нагрузкой.

Необходимо отдельно учитывать, что детонация может проявляться даже в случае заправки топливом с необходимым октановым числом. В этой ситуации дело может быть в низком качестве горючего, так как на АЗС часто используют различные способы для искусственного повышения октанового числа. Среди таковых особо отмечают добавку в бензин жидкого газа (пропан, метан). Указанные газы являются летучими, то есть испаряются через небольшой промежуток времени. В итоге топливный бак быстро оказывается заполненным бензином с низким октановым числом, хотя изначально заправляемое топливо соответствовало рекомендуемому для данного типа ДВС.

Особенности конструкции ДВС

Детонация может возникать в двигателе благодаря целому ряду конструктивных особенностей силового агрегата. В списке основных решений отдельно выделяются:

Высокофорсированные бензиновые атмо и турбодвигатели имеют более высокую степень сжатия сравнительно со штатными атмосферными аналогами, вследствие чего демонстрируют повышенную предрасположенность к детонации. Такие ДВС предполагают эксплуатацию исключительно на качественном бензине с высоким октановым числом.

Конструктивные решения для предотвращения детонации

Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Такие решения направлены на максимально эффективное и быстрое сгорание заряда топлива во фронте пламени, полноту сгорания от искры, замедление окислительных процессов, в результате которых происходит неконтролируемое воспламенение.

Необходимо добавить, что в целях противодействия детонации могут быть увеличены обороты двигателя, в результате чего сокращается время на протекание окислительных реакций и снижается вероятность самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Еще одним инженерным решением выступает турбулизация. Потоки смеси в камере сгорания благодаря конструктивным особенностям получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее. Также противостоять детонации помогает уменьшение того расстояния, которое проходит фронт пламени. Для сокращения пути цилиндр может быть выполнен с меньшим диаметром, а также возможна установка еще одной свечи зажигания.

Отдельно стоит отметить форкамерно-факельное зажигание, которое в свое время было призвано эффективно бороться с детонацией. Моторы с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: предкамеру и основную камеру. Принцип работы состоит в том, что в малой камере создается обогащенная смесь, а в основной находится обедненная. После воспламенения смеси в предкамере фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форкамерный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции и принципах работы предкамерных моторов.

На современных моторах детонации активно противостоит электроника. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило в автоматическом режиме изменять угол опережения зажигания (УОЗ) на основании показаний от датчиков, а также динамично вносить коррективы в состав горючей смеси.

Детонация двигателя при выключении зажигания

Достаточно распространенным явлением во время эксплуатации бензиновых и дизельных ДВС является то, что детонация двигателя проявляется уже после выключения зажигания. Двигатель в этом случае дергается, так как коленвал успевает сделать еще несколько оборотов.

Такая детонация двигателя после выключения зажигания может быть вызвана двумя явлениями:

В первом случае, который характерен для бензиновых агрегатов, имеет место кратковременная или продолжительная работа мотора в результате повышения степени сжатия или использования несоответствующего по детонационной стойкости топлива, что приводит к самостоятельному воспламенению топливно-воздушной смеси. Во втором случае горючее в цилиндрах может самопроизвольно воспламеняться после выключения зажигания от контакта с раскаленными поверхностями или тлеющим слоем нагара в камере сгорания.

Детонация двигателя и возможные последствия

Как уже было сказано выше, от разрушительных нагрузок в результате постоянной детонации быстро выходит из строя кривошипно-шатунный механизм, ГБЦ, другие в большей или меньшей степени нагруженные элементы и узлы двигателя. Ударная волна от взрыва детонирующего топливного заряда с высокой скоростью ударяет по стенкам цилиндров, разрушает масляную защитную пленку на трущихся парах.

Также детонация вызывает нарушение процесса теплоотдачи от раскаленных газов, которые перегревают цилиндры. Возникающий локальный или общий перегрев двигателя уничтожает кромку поршня, которая попросту выкрашивается или плавится под воздействием запредельно высоких температур. Рост температуры вызывает прогар прокладки головки блока, разрушение стенок цилиндров, прогар клапанов ГРМ, быстро приходят в негодность свечи зажигания и т.д. Закономерным итогом становится то, что ударные и термические нагрузки, возникающие при детонации, значительно повышают общий износ двигателя и сокращают его моторесурс.

Читайте также

Устранение детонации

: 9 способов предотвратить детонацию двигателя

(изображение любезно предоставлено carboncleaningusa.com)

Детонация - отличная вещь, если вы принимаете участие в шоу фейерверков или, возможно, смотрите MacGyver.

Внутри вашего двигателя? Не так много.

На самом деле, лучше всего избегать детонации любой ценой, когда дело касается вашего двигателя. Детонация происходит, когда избыточное тепло и давление в камере сгорания вызывают самовоспламенение воздушно-топливной смеси.Вместо обычного одиночного пламени внутри камеры это создает множество пламен, которые сталкиваются с силой взрыва. Это вызывает резкое, внезапное повышение давления в цилиндре, которое подвергает внутренние компоненты двигателя - поршни, кольца, подшипники, прокладки и т. Д. - сильной перегрузке и создает звуки удара или стука. В худшем случае: вы смотрите на дорогостоящее, если не катастрофическое, повреждение двигателя.

Излишне говорить, что это не идеальная ситуация. Вот почему вместе с Summit Racing и Fel-Pro мы составили список из девяти вещей, которые вы можете сделать, чтобы избежать проблем с детонацией.

# 1. Up Your Octane

Чем выше октановое число, тем лучше способность топлива противостоять детонации.

Большинство двигателей просто отлично на стандартных 87 октановых числах; однако для двигателей с высокой степенью сжатия (9,0: 1 и более) или принудительной индукцией (воздуходувки или турбины) может потребоваться октановое число 89 или выше. Кроме того, в тех случаях, когда двигатель воспринимает повышенную нагрузку или нагрузку, например, при буксировке или тяге, могут потребоваться дополнительные уровни октана. По сути, все, что вызывает более высокую температуру и давление сгорания или заставляет двигатель работать горячее, чем обычно, может привести к детонации.

Возможно, настало время повысить октан.

№ 2. Сохраняйте сжатие разумным

Статическое сжатие 9,0: 1 обычно является рекомендуемым пределом для безнаддувных уличных двигателей (хотя двигатели с датчиками детонации могут выдерживать более высокое сжатие). Для принудительной индукции может потребоваться статическое соотношение 8,0: 1 или менее в зависимости от величины усиления. Степень сжатия более 10,5: 1 может создать детонацию даже с бензином 93 премиум-класса.

Хитрость заключается в том, чтобы поддерживать степень сжатия в разумных пределах для газа насоса, если только ваш двигатель не предназначен для работы на гоночном топливе.Для этого вам, возможно, потребуется использовать поршни с более низким сжатием, выбрать головки цилиндров с большими камерами сгорания или попробовать использовать прокладку из медной прокладки с прокладкой со стандартной прокладкой, чтобы уменьшить сжатие. Кроме того, если вам надоели цилиндры двигателя или фрезеровали головки цилиндров, это увеличивает сжатие, и вам может потребоваться приспособиться.

# 3. Проверьте время

Чрезмерное время зажигания может привести к слишком быстрому росту давления в цилиндре и в конечном итоге привести к детонации.Сброс вашего времени на складе спецификации. Если это не сработает, задержите синхронизацию на пару градусов или попробуйте заново откалибровать кривую опережения распределителя, чтобы держать детонацию под контролем.

# 4. Manage Your Boost

Критически важно контролировать степень наддува в двигателе с принудительной индукцией.

Слишком сильное ускорение может привести к детонации, поэтому вам придется либо A) увеличить масштабирование, либо B) оснастить свой двигатель, чтобы выдержать большее ускорение. Например, в случае применения с турбонаддувом вам необходимо убедиться, что ваш перепускной клапан работает правильно, чтобы сбросить избыточное давление наддува.Утечки в вакуумных соединениях, неисправный датчик давления во впускном коллекторе или неэффективное управление электромагнитным клапаном в перепускной заслонке могут привести к слишком сильному наддуву турбины. Эти вещи должны быть исправлены. И вы также можете добавить более эффективный интеркулер , пока вы в нем.

Для приложений с наддувом, ознакомьтесь с нашими Основами нагнетателя (часть 2) и Основы нагнетателя (часть 3) с рекомендациями по надлежащим уровням наддува и их отношению к сжатию.

№ 5. Монитор Смесь

Смеси сухого воздуха и топлива подвержены детонации.

Проверьте воздушно-топливную смесь и отрегулируйте ее соответствующим образом. Скудное состояние может быть признаком более серьезной проблемы, такой как утечки воздуха в вакуумных линиях или неэффективные прокладки. Это также может быть вызвано грязными топливными форсунками , засоренными карбюраторами или топливным фильтром с ограничениями. Если ваш двигатель испытывает неуверенность или грубую работу на холостом ходу, возможно, вы столкнулись с плохим состоянием топлива и захотите внести соответствующие корректировки или исправления до того, как произойдет детонация.

Отложения углерода вокруг клапана. (Изображение предоставлено carsandparts.com)

№ 6. Выдувай карбон

Углеродные отложения являются частой причиной детонации в двигателях с большим пробегом.

По существу, углеродистые отложения могут накапливаться в камере сгорания и на верхней части поршней, пока не изменится общее сжатие двигателя. Кроме того, отложения могут создавать изолирующий эффект, который замедляет передачу тепла от камеры сгорания к головке цилиндров.Если отложения накапливаются достаточно (а сжатие нарастает), может произойти детонация.

Как и приведенное выше соотношение обедненного топлива, отложения углерода могут быть признаком еще одной проблемы: изношенные направляющие клапана, износ цилиндров, поломка поршневых колец , или нечасто замененное масло. Проверьте основную причину отложений, устраните все проблемы, а затем удалите отложения с помощью химического чистящего средства или с помощью проволочной щетки или скребка (требуется удаление головок).

# 7. Изучите свой датчик детонации

Многие поздние модели двигателей имеют датчик детонации , который может стать неисправным.

Датчик детонации реагирует на вибрации в определенном частотном диапазоне. Когда частоты, которые обычно вырабатываются детонацией, обнаруживаются, датчик детонации сообщает компьютеру транспортного средства на мгновение замедлить зажигание, пока детонация не прекратится. В случае неисправности этот датчик станет неэффективным.

Если на вашем автомобиле загорается индикатор «проверьте двигатель», возможно, у вас плохой датчик детонации (помимо прочего). Вы можете проверить бортовую компьютерную систему, прочитав код неисправности двигателя с помощью правильных инструментов . Или вы можете проверить датчик детонации, нажав гаечный ключ на коллектор рядом с датчиком и наблюдая за изменением времени. Если время не замедляется, датчик может быть неисправен . Вам необходимо найти соответствующую диагностическую карту в руководстве по обслуживанию вашего автомобиля, чтобы определить причину.

№ 8. Прочитайте Свечи зажигания

(Изображение предоставлено DynamiceFi.com)

Обязательно прочитайте наш предыдущий пост на , как читать свечи зажигания.

Вы можете многое рассказать о производительности вашего двигателя, прочитав ваши пробки.Например, если ваши свечи зажигания выглядят желтоватыми, имеют волдыри или сломаны, они могут быть слишком горячими для применения. Попробуйте свечи зажигания с более холодным диапазоном тепла, чтобы избежать потенциальной детонации. См. Наш пост по диапазону нагрева свечи зажигания для получения дополнительных советов.

№ 9. Рассмотрим вашу систему охлаждения

Если ваш двигатель перегревается, скорее всего, пострадает искровой удар. Вот почему вы должны убедиться, что ваша система охлаждения находится в хорошем состоянии.Проверьте уровень охлаждающей жидкости и при необходимости заполните. Убедитесь, что ваш вентилятор правильно подобран по размеру. И обратите внимание на плохой водяной насос, отсутствие кожуха вентилятора, слишком горячий термостат , проскальзывающую муфту вентилятора - практически все, что может помешать вашей системе охлаждения работать эффективно.

,

Детонация | lycoming.com

Что такое детонация?

Детонация - это внезапное сгорание или взрыв заряда топлива внутри цилиндра. При нормальном сгорании свечи зажигания воспламеняют заряд топлива, и топливо имеет постоянный и равномерный горение, когда поршень движется через рабочий ход, и химическая энергия эффективно преобразуется в механическую. В упрощенном виде, когда происходит детонация, топливный заряд быстро воспламеняется при неконтролируемом взрыве, вызывая ударную силу или силу удара по поршню, а не устойчивый толчок.Легкая детонация может не показывать никаких признаков в салоне самолета. Детонация от умеренной до сильной может быть замечена как неровности двигателя, вибрация или потеря мощности и, в конечном итоге, повреждение двигателя. Пилот всегда должен искать неожиданно высокие температуры головки цилиндров (CHT) или температуры выхлопных газов (EGT), которые могут быть признаком того, что происходит детонация.

Что вызывает детонацию и как ее предотвратить?

Процесс сгорания внутри поршневого двигателя довольно динамичен, и есть много вещей, которые могут способствовать детонации.Эта статья будет касаться нескольких наиболее распространенных причин, а не краткого списка.

Во-первых, давайте предположим, что самолет и двигатель были заправлены правильно и что октановое число топлива соответствует или превышает октановое число двигателя. Сервисная инструкция Lycoming 1070 содержит исчерпывающий список того, какие виды топлива одобрены для наших двигателей, а также другую важную информацию.

С учетом того, что топливо является правильным выбором для двигателя, для пилота главной причиной детонации является чрезмерное наклонение при настройках большой мощности.Пилот должен всегда придерживаться указаний в утвержденном руководстве по эксплуатации пилота для правильной настройки наклона и мощности. Чтобы ознакомиться с рекомендациями Lycoming, см. Текущие редакции соответствующего руководства оператора Lycoming и служебной инструкции 1094. Если пилот считает, что двигатель может взорваться, он или она может предпринять следующие действия.

  • Увеличьте смесь двигателя.
  • Уменьшите мощность до более низкого значения.
  • Уменьшите или остановите подъем и увеличьте скорость движения вперед для большего охлаждения.

Для механика главной причиной детонации может быть любая проблема, которая может привести к неожиданному наклону цилиндра. Это чаще всего вызвано частично забитой форсункой для впрыска топлива или утечкой всасываемого воздуха. Каждый раз, когда топливные форсунки снимаются, их следует чистить и проверять поток. Во время проверок механик должен искать признаки утечки на впуске; обычно отмечается синим окрашиванием топлива на впускных трубах. Любые аномалии должны быть исправлены перед дальнейшим полетом.

Мы также видели случаи, когда трещины или иные повреждения свечей зажигания создают «горячую точку» в двигателе и происходит детонация. Вот почему никогда не рекомендуется использовать вилку, уроненную на твердый пол или иным образом поврежденную.

Двигатели

Lycoming соответствуют или превышают указания FAA по запасу детонации. Поэтому, если двигатель обслуживается и эксплуатируется в соответствии с нашими опубликованными инструкциями, двигатель никогда не должен испытывать детонацию.

Как мой механик или мастерская по ремонту двигателей узнает, что произошла детонация?

Детонация оказывает негативное влияние на весь двигатель.Легкая детонация может вызвать преждевременный износ подшипников и втулок. Сильная или продолжительная детонация может привести к повреждению головки цилиндров и поршней. В некоторых крайних случаях шатун может быть согнут или сломан, головка цилиндра может треснуть или выйти из строя, или поршневые кольца могут сломаться.

При каждом снятии цилиндра ваш механик должен воспользоваться возможностью осмотреть цилиндр и поршни на наличие признаков неисправности. Вот несколько вещей, которые можно проверить.

  • Несмотря на то, что это может выглядеть не очень хорошо, накопление свинца или отложения сгорания являются нормальными в двигателях Lycoming. Отсутствие этих депозитов также не обязательно хорошо. Головка цилиндра и поршень должны быть проверены на предмет «пескоструйной обработки». Отсутствие отложений или чистой головки и поверхности поршня может указывать на детонацию. При использовании неэтилированного топлива отложения должны составлять…
  • Детонационные повреждения обычно проявляются на краях поршней и на головке цилиндров между отверстиями для свечей зажигания и клапанами.

Для получения дополнительных вопросов по уходу и обслуживанию вашего двигателя Lycoming, пожалуйста, свяжитесь с нашей службой технической поддержки по адресу: [email protected] или по телефону + 1-800-258-3279.

,

инженеров впервые запустили «невозможный» вращающийся детонационный двигатель который использует вращающиеся взрывы внутри круглого канала, чтобы создать сверхэффективную тягу.

Это невероятно важная новость, поскольку этим типам двигателей требуется гораздо меньше топлива, чем обычным двигателям внутреннего сгорания, которые в настоящее время используются для питания ракет.Это может стать будущим запуска наших кораблей в космос: более эффективным и более легким способом.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: УЧЕНЫЕ РАБОТЫ С РАБОТЫМИ РАБОТЫ ОБЪЯСНЯЮТ, КАК СОЗДАТЬ СТАНДАРТЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ДВИГАТЕЛЕМ В РАКЕТЕ температуры. Двигатели, которые используют сгорание - технология, которую мы знаем давно.

Однако детонация, впервые разработанная инженерами в 1950-х годах, является довольно новой технологией.Он выделяет больше энергии при значительно меньшей массе топлива, чем при сгорании, что является причиной, по которой ученые-ракеты работали над идеей вращающейся детонационной ракеты как способа снижения веса и увеличения тяги. Это быстро, хаотично, и мы не настолько хороши в прогнозировании, что является причиной того, почему его было трудно достичь и поддерживать.

Это работает!

Теперь команда инженеров из Университета Центральной Флориды, работающая с программой «Вращающиеся детонационные ракеты» в Исследовательской лаборатории ВВС, похоже, поняла это.

Их рабочая лабораторная модель представляет собой 3-дюймовую медную испытательную установку, использующую смесь водорода и кислорода в качестве топлива.

Источник: Карим Ахмед / Университет Центральной Флориды

Карим Ахмад, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники UCF, говорит: «В исследовании впервые представлены экспериментальные доказательства безопасного и функционирующего водорода и детонация кислородного топлива во вращающемся детонационном ракетном двигателе. Детонация поддерживается непрерывно, пока вы не отключите топливо.Мы проверили до 200 фунтов-силы-футов, но тяговое усилие линейно возрастает с массовым расходом топлива. "

Секрет был в настройке

Чтобы достичь этого революционного достижения, исследователи нуждались в настройке.

Команда создала тщательный баланс между водородом и кислородом, который они опробовали на своем маленьком 3-дюймовом вращающемся детонационном ракетном двигателе, реконструированном после того, который был разработан исследовательской лабораторией ВВС США.

По словам Ахмеда, «Мы должны настроить размеры струй, высвобождающих пропелленты, для усиления перемешивания для локальной водородно-кислородной смеси.Таким образом, когда происходит вращающийся взрыв для этой свежей смеси, она все еще поддерживается. Потому что, если смесь композиции будет слегка отключена, она будет иметь тенденцию к дефлаграции или сгоранию, а не к детонации ».

Это сработало. Чтобы доказать это, команда ввела метановую метку в водород и использовала камеру для захвата волны детонации

Источник: Sosa, Hargus / Combustion and Flame

По данным команды, эти изображения показывают непрерывные пятиволновые совместно вращающиеся детонации, движущиеся против часовой стрелки.

Вы можете посмотреть это видео стрельбы ракеты ниже.

Новаторские результаты вызвали волну среди населения

По словам Уильяма Харгуса, который возглавляет Программу ракетных двигателей с вращающейся детонацией военно-воздушной лаборатории, эти результаты создали новую волну среди международного исследовательского сообщества. «Несколько проектов в настоящее время пересматривают детонационное горение водорода во вращающихся детонационных ракетных двигателях из-за этих результатов.«

Это такие волнующие новости. Согласно новому« Атласу », дизайн двигателя оценивается как возможная замена ракеты Aerojet Rocketdyne RL-10». Военно-воздушные силы США нацелены на летные испытания ракеты-носителя к 2025 году, и мы вносит свой вклад в достижение этой цели », - говорит Ахмед.

Вращающиеся детонационные двигатели могут облегчить полезную нагрузку ракеты, снизить затраты на запуск ракеты и, кроме того, могут привести к сокращению использования топлива на кораблях ВМС США на 25%.

Команда имеет опубликовал исследование в журнале Горения и Пламени .


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020