Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Из за чего может быть детонация в двигателе


Детонация в двигателе — причины и следствия — журнал За рулем

Когда наши деды, ездившие на автомобилях с карбюраторными моторами, слышали непонятные позвякивания в двигателе, они солидно констатировали — мол, пальцы стучат! На самом деле речь шла об обыкновенной детонации. А дожила ли она до наших дней?

На карбюраторных автомобилях детонация была нередкой гостьей. Более того, ее появление порой было даже желанно! Ниже расскажу, как ее использовали для достижения оптимальной регулировки двигателя.

Пальчики стучат?

Давайте определимся, что же такое детонация и что ее вызывает.

Материалы по теме

Все, кто хоть когда-то слышал о гражданской обороне и о защите от ядерного взрыва, помнят, что одно из воздействий такого взрыва — ударная волна. Кстати, с ударной волной мы сталкиваемся и при пролете сверхзвукового самолета. Короче, это волна, распространяющаяся в некой среде (в нашем случае — в воздухе) со скоростью звука. Встречаясь с любым препятствием — будь то стена или наши барабанные перепонки — она создает ощутимый удар. Напомним, что скорость звука в воздухе обычно принимается равной 330 м/с.

Теперь отправимся на экскурсию в цилиндр двигателя — в тот момент, когда происходит воспламенение рабочей смеси. Если сгорание идет обычным порядком, то скорость распространения фронта пламени и, соответственно, нарастания давления невелика (обычно до 50 м/с). Но бывает, что создаются условия для сгорания с более высокими скоростями. Нарастание давления происходит со скоростью звука в данной среде. А это уже значительно бóльшие величины, чем на открытом воздухе, потому что температура в цилиндре заметно выше. Не буду грузить формулами, но поверьте, что скорость звука растет пропорционально температуре.

Так вот, если фронт пламени распространяется со скоростью звука, то ударная волна, имеющая значительную энергию, как раз и заставляет детали двигателя издавать те звуки, которые мы называем детонационными стуками. Вообще, самое короткое и правильное определение детонации — это «сгорание во фронте ударной волны». Звук издают при этом, конечно, не поршневые пальцы. Для этого нужны настолько большие зазоры, что если бы они были, пальцы и на нормальных, рабочих режимах очень быстро разбило. Характерный звук издают стенки камеры сгорания, соприкасающиеся с резкой волной давления. Можно ли этого избежать? Можно.

Поворотом прерывателя распределителя зажигания можно было и добиться сильнейшей детонации, и полностью ее ликвидировать.

Поворотом прерывателя распределителя зажигания можно было и добиться сильнейшей детонации, и полностью ее ликвидировать.

Опережаем зажигание

Как раньше регулировали угол опережения зажигания? Для этого изменяли начальный угол установки прерывателя — распределителя. Не вдаваясь в конструкцию этого довольно сложного и капризного узла с центробежным и вакуумным регулятором, заметим, что начальная его установка очень влияла на мощностные и экономические характеристики двигателя.

Так вот, следовало установить зажигание настолько ранним, насколько это возможно, но не доводя дело до сильной детонации. Поэтому и проверяли регулировку обычно на ходу: полностью прогретый двигатель, скорость 40 км/ч, четвертая передача, педаль газа в пол. При этом должно было раздаться всего несколько детонационных стуков, напоминавших звонкие удары гаечным ключом по верхней части двигателя. По мере разгона детонация должна была исчезнуть. Практически любой бензиновый двигатель «любит» ездить с возможно более ранним зажиганием, и только детонация, ездить с которой недопустимо, ограничивает его в этом.

На наступление режима детонационного сгорания влияло много факторов. Ускоряли его появление даже незначительный перегрев мотора, а также изменение температуры окружающего воздуха и, конечно, качество бензина. Ведь привычные нам термины — восьмидесятый, девяносто второй, девяносто пятый — это и есть октановые числа топлива! И детонационная стойкость девяносто пятого и девяносто восьмого бензинов выше, чем у устаревшего восьмидесятого.

В свое время в продаже появились даже электронные октан-корректоры, которые, конечно, могли только обеспечивать некоторое (регулируемое вручную) запаздывание момента зажигания по отношению к штатному. Особенно полезны были на автомобилях с газобаллонным оборудованием, ибо позволяли иметь оптимальное опережение зажигания на обоих типах топлива.

В свое время в продаже п

Детонация

Детонация (также называемая «искровым ударом») - это неустойчивая форма сгорания, которая возникает, когда одновременно происходит несколько фронтов пламени внутри камер сгорания вашего двигателя. Вместо одного фронта пламени, расширяющегося наружу от точки воспламенения, по всей камере сгорания самопроизвольно генерируется множество фронтов пламени. Когда несколько фронтов пламени сталкиваются, они производят резкий металлический стук или стук, предупреждающий вас о происходящих неприятностях.

Если у вашего двигателя есть проблема с детонацией, вы будете наиболее склонны слышать это при ускорении под нагрузкой, при подаче газа в двигатель, когда вы находитесь на высокой передаче или при буксировке двигателя. Детонация происходит из-за того, что октановое число топлива (мера его сопротивления детонации) не может выдерживать повышенную температуру и давление, когда двигатель находится под нагрузкой. Когда это происходит, топливная смесь самовоспламеняется, создавая разрушительные фронты пламени.

Легкая детонация может возникнуть практически в любом двигателе и не причинит никакого вреда.Но продолжительная тяжелая детонация - плохая новость, потому что она забивает поршни и кольца. Если проблема не будет устранена, сильная детонация может повредить ваш двигатель. Это может привести к растрескиванию поршней и колец, поломке прокладки головки, повреждению свечей зажигания и клапанов, а также даже к смещению подшипников штока.

Детонация также приводит к потере мощности, поскольку повышение давления в цилиндре происходит слишком быстро для эффективного рабочего хода. Вместо того, чтобы строить постепенно, он достигает пика слишком быстро, а затем падает.Результат больше похож на внезапный удар, а не на сильный, устойчивый толчок.


ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ ГАЗОЛИНОМ ВЫСОКОГО ОКТАНА

Одним из способов предотвращения детонации является использование топлива с более высоким октановым числом. Номинальное октановое число моторного топлива является мерой его детонационной стойкости. Октан, который размещен на насосе заправочной станции, представляет собой «октан насоса», который является средним для исследований и моторного октанового числа. Метод определения октанового числа топлива варьируется в зависимости от используемого метода, но чем выше октановое число, тем лучше топливо может противостоять детонации.Топливо с октановым числом 87 менее устойчиво к детонации, чем топливо с номинальным значением 89 или 91.

октановое число бензина может быть улучшено путем дополнительной очистки, чтобы увеличить долю более тяжелых углеводородов в топливе, путем использования более высокого качества сырой нефти или путем добавления этанолового спирта в качестве усилителя октанового числа (все это может увеличить стоимость топлива) ,

Тетраэтилсвинец долгое время использовался в качестве противоударной добавки для улучшения октанового числа бензина. Это была самая эффективная и наименее дорогая добавка, которая могла быть использована для этой цели.Но длительное воздействие свинца связано с многочисленными рисками для здоровья. Этилированный бензин был снят с производства в США еще в 1970-х годах, поэтому для его повышения используются методы рафинирования (крекинг, изомеризация и другие процессы). октановый рейтинг базового бензина. Добавлены дополнительные октановые бустеры, такие как MBTE, этанольный спирт, ароматические соединения и высокоразветвленные алканы. бензину, чтобы удовлетворить требования октана для адекватного сопротивления детонации.

AFTERMARKET OCTANE BOOSTING ДОБАВКИ ДЛЯ ТОПЛИВА

Если вы ездите на более старом мощном автомобиле и не можете найти газ в насосе с достаточно высоким октановым числом, чтобы предотвратить детонацию в вашем двигателе, и вы не хотите отстраивать свой двигатель, замедляя момент зажигания или уменьшая степень его сжатия, вы можете добавить вторичная добавка к топливу для повышения октанового числа в топливном баке.Некоторые добавки, повышающие октановое число, также содержат свинец или заменители свинца для защиты выпускных клапанов двигателей до 1973 года (в которых отсутствуют затвердевшие седла клапанов) от преждевременного износа. Такие продукты могут повысить октановое число газа накачки на несколько пунктов в зависимости от используемой концентрации (всегда следуйте инструкциям). Но даже этого может быть недостаточно для устранения постоянной проблемы с искровым ударом, если ваш двигатель имеет степень сжатия более 10: 1 или нагнетается или турбонаддувом.


ЧТО ПРИЧИНА ДЕТОНАЦИИ?

Детонация может иметь несколько причин.Все, что повышает температуру или давление сгорания (например, турбонаддув или наддув) или увеличивает рабочую температуру двигателя, увеличивает риск детонации. Чрезмерно высокое время зажигания или что-либо, что приводит к тому, что смесь воздуха и топлива работает более низко, чем обычно, также может вызвать детонацию.

Для некоторых двигателей требуется топливо премиум-класса (октановое число 91 или выше), и может возникнуть детонация, если вы заправляете бак средним или обычным топливом. При небольшом дросселе двигатель может нормально работать на менее дорогом топливе, но при резком ускорении или при нагрузке двигателя под нагрузкой может произойти детонация.

Предполагается, что датчик детонации обнаруживает вибрации, возникающие при детонации, и временно задерживает момент зажигания, пока детонация не прекратится. Тем не менее, это не может полностью предотвратить детонацию. Мы рекомендуем использовать марку бензина, рекомендованную в руководстве по эксплуатации или напечатанную на крышке топливного бака, чтобы минимизировать риск детонации.

Другие причины детонации могут включать в себя любое из следующего:

Слишком сильное сжатие может вызвать детонацию. Накопление отложений углерода в камерах сгорания, на верхних частях поршней и клапанах может увеличить сжатие до такой степени, что это вызывает детонацию. Углеродные отложения также могут вызывать «воспламенение», то есть состояние, при котором горячие точки в камере сгорания становятся точками зажигания, вызывая воспламенение топлива до того, как загорится свеча зажигания. Preignition также заставляет двигатель работать после выключения зажигания.

Скорость накопления отложений зависит от типа вождения и качества сжигаемого топлива.Углеродистые отложения постепенно накапливаются в новом двигателе в течение первых 5000–15000 миль, а затем выравниваются. Состояние равновесия достигается, когда старые отложения осыпаются примерно с той же скоростью, что и новые отложения. Нечастое вождение, нерегулярная замена масла или внутренние проблемы двигателя, такие как изношенные направляющие клапана или изношенные, сломанные или неправильно установленные кольца, которые допускают сжигание масла, могут значительно ускорить накопление отложений.

Чтобы избавиться от отложений, вылейте банку с «верхним очистителем» в карбюратор или через корпус дроссельной заслонки, когда двигатель работает на холостом ходу (следуйте инструкциям на изделии).Дайте химикату впитаться в течение рекомендованного промежутка времени, затем перезапустите двигатель и продуйте масло (рекомендуется замена масла после этого). Повторите при необходимости, если первая очистка не устраняет проблему детонации.

Если химическая очистка не удаляет углерод, всегда есть метод «Итальянской настройки» для выдувания углерода из двигателя. Возьмите свое транспортное средство где-нибудь, где мало или нет движения, и вы можете безопасно разогнаться на полном газу до заявленного ограничения скорости (или за его пределами, если вы не возражаете рискнуть за превышение скорости).Повторите это несколько раз, затем совершите поездку на скоростях шоссе в течение по крайней мере 15 минут, чтобы очистить углерод от камер сгорания.

Если двигатель с большим пробегом настолько плохо заправлен, что химическая очистка и / или жесткое вождение не могут вывести углерод, другой вариант - использовать «мягкие» взрывные среды, такие как дробленая скорлупа грецкого ореха, для очистки камер сгорания. Эту работу можно выполнить с установленной головкой цилиндров, сняв свечу зажигания, продув носитель через отверстие в пробке, чтобы выбить углерод, а затем высосав мусор с помощью вакуумного магазина.

Если ваш двигатель имеет статическую степень сжатия, превышающую 10: 1, единственный способ полностью устранить проблему детонации газа насоса может состоять в том, чтобы восстановить двигатель с более низкими поршнями сжатия или головки цилиндров с более крупными камерами сгорания, или замените уплотнительную прокладку с более толстой прокладкой, чтобы уменьшить степень сжатия!

Чрезмерное время зажигания может вызвать детонацию . Слишком сильное искрение приводит к слишком быстрому повышению давления в цилиндре.На более старых автомобилях с механическим распределителем вращение распределителя для замедления синхронизации на несколько градусов и / или замена пружин опережения зажигания таким образом, чтобы синхронизация не развивалась так быстро, может снизить риск детонации, но также ухудшит производительность. На более новых автомобилях с электронной синхронизацией искры, возможно, можно изменить кривую опережения зажигания с помощью специального сканера тюнера.

Перегрев двигателя может вызвать детонацию . Горячий двигатель более подвержен искровому удару, чем двигатель, работающий при нормальной температуре.Перегрев может быть вызван низким уровнем охлаждающей жидкости (проверьте на утечки охлаждающей жидкости), неисправной муфтой вентилятора, недостаточным вентилятором или отсутствующим кожухом вентилятора, электрическим вентилятором охлаждения, реле вентилятора или датчиком температуры, который не работает должным образом, термостатом, который прилипает закрытый, плохой водяной насос, засоренный радиатор или серьезное ограничение в выхлопе, такое как засоренный каталитический нейтрализатор, который поддерживает тепло в двигателе. Плохая теплопроводность внутри двигателя из-за ржавчины или накопления накипи внутри рубашек охлаждения двигателя также может привести к перегреву двигателя.Проверьте работу охлаждающего вентилятора (электрические вентиляторы должны включаться при включении кондиционера) и проверьте на утечки охлаждающей жидкости. Проверьте состояние охлаждающей жидкости. В случае загрязнения добавьте в систему охлаждения бутылку с очистителем системы охлаждения, дайте ей поработать в течение указанного периода времени, затем слейте и промойте систему охлаждения.

Перегретый воздух может вызвать детонацию . На более старых автомобилях с карбюраторами воздухоочиститель с термостатическим управлением обеспечивает горячий воздух, чтобы помочь испарению топлива во время прогрева двигателя.Если дверь управления воздушным движением закрывается так, что карбюратор продолжает получать нагретый воздух после того, как двигатель прогрелся, двигатель может испытать детонацию, особенно в жаркую погоду. Проверьте работу дверцы управления воздушным потоком в воздухоочистителе и убедитесь, что она открывается при прогреве двигателя. Никакое движение не может означать неисправность вакуумного двигателя или термостата.

Если на старом двигателе с карбюратором установлен воздухоочиститель открытого типа или на более новом двигателе с впрыском топлива установлен впуск «холодного воздуха», возможно, впуск нагнетается нагретым воздухом из моторного отсека.Чтобы снизить риск детонации, вам нужен более холодный, более плотный воздух снаружи моторного отсека или впереди радиатора, поступающего во впускную систему.

Бережливые топливные смеси могут вызвать детонацию . Богатые топливные смеси противостоят детонации, а бедные - нет. Утечки воздуха в вакуумных линиях, прокладках впускного коллектора, прокладках карбюратора или корпуса дроссельной заслонки или прокладках впускного коллектора могут допустить попадание дополнительного воздуха в двигатель. Бедные топливные смеси также могут быть вызваны грязными топливными форсунками, форсунками карбюратора, забитыми топливными отложениями или грязью, топливным фильтром с ограничениями или слабым топливным насосом.

Если топливная смесь становится слишком обедненной, то при повышении нагрузки на двигатель может также произойти «обеднение». Это может вызвать колебания, спотыкание и грубое состояние холостого хода.

На соотношение воздух / топливо также могут влиять изменения высоты. Когда вы поднимаетесь на высоту, воздух становится менее плотным. Карбюратор, который откалиброван для движения на большой высоте, будет работать слишком бедно, если он движется на более низкой высоте. Изменения высоты, как правило, не являются проблемой для карбюраторов с обратной связью по моделям и электронного впрыска топлива, поскольку датчики кислорода и барометрического давления компенсируют изменения в плотности воздуха и соотношениях топлива.



Поршень, разрушенный в результате предварительного зажигания, потому что смесь воздуха и топлива слишком сильно пострадала от жесткой нагрузки.

Неправильные свечи зажигания могут вызвать детонацию . Свечи зажигания с неправильным диапазоном нагрева (слишком горячим) могут вызвать детонацию, а также воспламенение. Свечи зажигания с медным сердечником имеют более широкий диапазон нагрева, чем обычные свечи зажигания, что снижает опасность детонации.

Потеря EGR может вызвать детонацию . Рециркуляция выхлопных газов (EGR) оказывает охлаждающее воздействие на температуры сгорания, поскольку разбавляет поступающую смесь инертным выхлопным газом.Это снижает температуру сгорания и уменьшает образование оксидов азота (NOX). Это также снижает риск детонации. Поэтому, если клапан рециркуляции отработавших газов не работает, или кто-то отсоединил его или подключил вакуумный шланг рециркуляции отработавших газов, температуры сгорания будут намного выше, что может привести к детонации при работе двигателя под нагрузкой.

Чрезмерный турбонаддув может вызвать детонацию. Контроль наддува в двигателе с турбонаддувом абсолютно необходим для предотвращения детонации.Турбокомпрессор выпускает давление наддува в ответ на повышение давления во впускном коллекторе. В большинстве моделей поздних моделей соленоид с компьютерным управлением помогает регулировать работу ворот. Неисправность датчика давления в коллекторе, электромагнитного клапана управления перепускной заслонкой, самой перепускной заслонки или утечки в вакуумных соединениях между этими компонентами могут привести к тому, что турбина создаст слишком большую форсировку, что приведет к преждевременному выходу двигателя из эксплуатации, если условие не будет исправлено ,

Улучшенное взаимное охлаждение также может помочь.Работа интеркулера заключается в снижении температуры входящего воздуха после его выхода из турбокомпрессора. Добавление промежуточного охладителя к турбодвигателю, который не охлаждается, может устранить проблемы с детонацией, а также позволяет двигателю выдерживать большее ускорение. И если заводской турбомотор был настроен, то для предотвращения детонации может потребоваться замена стандартного промежуточного охладителя на более мощный и эффективный промежуточный охладитель вторичного рынка.

Неисправный датчик детонации может вызвать детонацию. Многие поздние модели двигателей имеют «датчик детонации» на двигателе, который реагирует на частотные колебания, характерные для детонации (обычно 6–8 кГц).Датчик детонации выдает сигнал напряжения, который сигнализирует компьютеру о том, что он на мгновение задерживает момент зажигания, пока детонация не прекратится. Датчик детонации обычно можно проверить, постучав гаечным ключом по коллектору или головке цилиндров рядом с датчиком (никогда не ударяйте по самому датчику!) И следя за изменением времени, когда двигатель работает на холостом ходу. Если не удается задержать синхронизацию, датчик может быть неисправен или проблема может быть в схеме электронного управления синхронизацией искры самого компьютера.

Иногда датчик детонации реагирует на звуки, отличные от тех, которые возникают при детонации.Шумный механический топливный насос, плохой водяной насос или подшипник генератора переменного тока, или подшипник свободного шатуна могут создавать вибрации, которые могут обмануть датчик детонации и привести к замедлению.

Проблемы детонации в турбированных двигателях с прямым впрыском

Некоторые поздние модели двигателей с турбонаддувом с прямым впрыском топлива могут испытывать детонацию на низких оборотах после холодного запуска или после продолжительного холостого хода. Проблема, по-видимому, связана со смешением бензина с остаточным моторным маслом на стенках цилиндра в верхней части цилиндра.Многие моторные масла содержат большое количество натрия в составе пакета моющих присадок. Когда натрий смешивается с топливом, он образует соединение, которое может легко взорваться, когда двигатель сильно тянет под нагрузкой или ускоряется. Суть в том, чтобы перейти на моторное масло, которое содержит меньше моющего средства или меньше натрия в моющих добавках.





Статьи по теме:

Искровой разрядник

Рециркуляция отработавших газов (EGR)

Плохой бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление плохого газа

Топливо октановые рейтинги и рекомендации

Перегрев: причины и способы устранения

Нажмите здесь, чтобы увидеть другие технические статьи Carley Automotive

.

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 извлечении 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

Невозможное стало возможным: команда исследователей, работающих с ВВС США, только что построила и успешно проверила экспериментальную модель вращающегося детонационного двигателя, который использует вращающиеся взрывы внутри круглого канала для создания сверхэффективной тяги.

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.

СМОТРИ ТАКЖЕ: DIY УЧЕНЫЙ РАКЕТ ОБЪЯСНЯЕТ, КАК СТРОИТЬ СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ РАКЕТ

Горение против Детонации

Вот в чем дело: сгорание - это относительно медленный и контролируемый процесс, возникающий в результате реакции между топливом и кислородом при высоких температурах. 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, и именно поэтому ученые-ракеты работают 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.

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 данные о безопасном и функционирующем водороде и кислороде. Детонация топлива во вращающемся детонационном ракетном двигателе. Детонация поддерживается непрерывно, пока вы не отключите топливо.Мы проверили до 200 фунтов-силы-футов, но тяга увеличивается линейно с массовым расходом топлива. "

секрет был тюнинг

Чтобы достичь этого революционного подвига, исследователи нуждались в настройке.

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

По словам Ахмеда, «нам нужно настроить размеры струй, высвобождающих пропелленты, чтобы улучшить смешивание для локальной водородно-кислородной смеси.Таким образом, когда происходит вращающийся взрыв для этой свежей смеси, она все еще поддерживается. Потому что, если у вас слегка скомпонована композиция, 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 детонационных волн.

Источник: Sosa, Hargus / Combustion and Flame

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

Вы можете посмотреть это видео стрельбы ракеты ниже.

Новаторские результаты создали волну среди сообщества

По словам Уильяма Харгуса, который является руководителем программы исследовательских лабораторий ВВС по ракетно-детонационным ракетным двигателям, результаты вызвали 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 захватывающие новости. Согласно новому Атласу, дизайн двигателя рассматривается как возможная замена ракеты Aerojet Rocketdyne RL-10. «ВВС США планируют провести летные испытания ракеты-носителя к 2025 году, и мы способствуем достижению этой цели». говорит Ахмед.

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

Команда опубликовала исследование в журнале « Горение и Пламя ».

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020