Легенды и мифы детонационных двигателей.

Миф первый.

Скорость сгорания порции топливной смеси увеличивается примерно в 10-100 раз, значит теоретически можно для ДВС увеличить литровую мощность (или удельную тягу на килограмм массы для реактивных двигателей) примерно в такое же количество раз. Этот фактор актуален тоже для всех типов двигателей

Легенды и мифы детонационных двигателей.Связи между скоростью сгорания и литровой мощностью нет вообще никакой.

Есть связь между степенью сжатия и удельной мощность. Для бензиновых ДВС степень сжатия около 10. Для детонационных двигателей ее можно увечить в ~2 раза (а то и меньше, потому что понятно что производители пытаются как можно ближе подобраться к границе детонации). То есть, конечно, степень сжатия повысить можно, но после того как произошла детонация, это никому не нужно! Ни о каких 100 раз не может быть и речи!!   Более того, рабочий объем ДВС, скажем, 2л, объем всего двигателя литров 100 или 200. Экономия по объему составит 1%!!! А вот дополнительный «расход»(толщина стенок, новые материалы и тд)  будет мериться не в процентах, а в разах или десятках раз!!

Для справки. Произведенная работа пропорционально (очень грубо)  ΔV*P  (для адиабатического процесса есть еще коэффициенты, но сути сейчас не меняет). Если объем уменьшается в 100 раз, значит начальное давление  должна вырасти в те же 100 раз! (чтобы произвести ту же работу).

Литровую мощность можно поднять если вообще отказаться от сжатия или оставить его на том же уровне, но подавать углеводороды (в большем количестве) и чистый кислород в весовом соотношении около 1:2,5 или вообще жидкий кислород (где уже это было)) ). Тогда можно и литровую мощность повысить, и КПД (за счет роста «степени расширения» которая может достигать 6000(!) ). Но на пути стоит как способность камеры сгорания выдержать такие давления и температуры, так и необходимость «питаться» не атмосферным кислородом а запасенным чистым или вообще жидким.

Собственно некое подобие этого — использование закиси азота. Закись азота — это просто способ поставить повышенное количество кислорода в камеру сгорания.

Но никакого отношения к детонации эти способы не имеют!!

Можно предложить дальнейшее развитие таких экзотических способов повышения литровой мощности — использовать вместо кислорода фтора. Это более сильный окислитель,  т.е. реакции с ним идут с большим выделением энергии .

Миф второй.

Фактор актуальный только для реактивных двигателей всех типов: так как процессы горения идут в камере сгорания на сверхзвуковых скоростях,  а температуры и давления в камере сгорания возрастают в разы, то появляется отличная теоретическая возможность многократно увеличить и скорость истечения реактивной струи из сопла. Что в свою очередь ведет к пропорциональному росту тяги, удельного импульса, экономичности, и/или снижению массы двигателя и требуемого топлива

Как уже отмечалось выше  нельзя повысить степень сжатия более чем в 2 раза. Но опять таки скорость истечения газов зависит от подведенной энергии и их температуры! (Закон сохранения энергии). При том же количестве энергии (том же количестве топлива) повысить скорость можно только понизив их температуру. Но этому уже препятствуют законы термодинамики.

Миф третий.

Только детонационные технологии позволяют выжать из химических ракетных двигателей (на паре топливо-окислитель) скоростные параметры требуемые для их широкого применения в межпланетных перелетах.

Никакие технологии не способны ничего уже выжать из химических ракетных двигателей!  Скорость истечения определяется энергетическим балансом реакции. Часть этой энергии, согласно законам термодинамики, можно перевести в работу (кинетическую энергию). Т.е. даже если вся энергия перейдет в кинетическую, то это предел на основе закона сохранения энергии и никакими детонациями, степенями сжатия и тд его нельзя преодолеть.

Кроме энергетического баланса очень важный параметр — «энергия на нуклон». Если сделать небольшие расчеты то можно получить что реакция окисления атома углерода(C) дает в 1,5 раза больше энергии чем реакция окисления молекулы водорода (H2). Но из-за того что продукт окисления углерода (СО2) в 2,5 раза тяжелее продукта окисления водорода (Н2О), скорость истечения газов из водородных двигателей на 13%. Правда, надо еще учитывать теплоемкость продуктов горения, но это дает совсем небольшую поправку.

Цитаты бреда взяты у Homo 2.0 .

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

© 2016 — 2017, Самостоятельные путешествия. Запрещено использование материалов сайта без согласия его авторов и обратной ссылки!