Импульсно детонационные двигатели Работу выполнил студент группы 2 -ЭТМК-3 Алимов Руслан
Импульсный детонационный двигатель (Пульсирующий детонационный двигатель, англ. Pulse detonation engine, PDE) — тип двигателя, в котором горение смеси топлива и окислителя происходит путём детонации, а не дефлаграции, как в обычных двигателях. Двигатель является импульсным, так как после прохождения детонационной волны по камере сгорания требуется обновление топливноокислительной смеси. Идеальный ИДД может иметь термодинамическую эффективность выше, чем турбореактивный двигатель и турбовентиляторный двигатель за счёт того, что детонационная волна быстрее сжимает смесь и нагревает её практически без изменения объёма.
Классический ИДД Классический облик ИДД – цилиндрическая камера сгорания, которая имеет плоскую или специально спрофилированную стенку, именуемую «тяговой стенкой» . Простота устройства ИДД – неоспоримое его достоинство, несмотря на многообразие предлагаемых схем ИДД, всем им свойственно использование в качестве резонансных устройств детонационных труб значительной длины и применение клапанов, обеспечивающих периодическую подачу рабочего тела. Следует отметить, что ИДД, созданным на базе традиционных детонационных труб, несмотря на высокую термодинамическую эффективность в единичной пульсации, присущи недостатки, характерные для классических пульсирующих воздушно-реактивных двигателей, а именно: • – низкая частота (до 10 Гц) пульсации , что и определяет относительно невысокий уровень средней тяговой эффективности; • – высокие тепловые и вибрационные нагрузки.
Многотрубный ИДД. Основной тенденцией при разработках ИДД является переход к многотрубной схеме. В таких двигателях частота работы отдельной трубы остается низкой, но за счет чередования импульсов в разных трубах разработчики надеются получить приемлемые удельные характеристики.
Импульсно-детонационный двигатель (ИДД) традиционной схемы с пакетом детонационных труб в качестве резонаторов Тяговый модуль ИДД предлагаемой схемы состоит из реактора и резонатора. Реактор служит для подготовки топливно-воздушной смеси к детонационному сгоранию, разлагая молекулы горючей смеси на химически активные составляющие. В частности, они могут претендовать на модернизацию форсажных камер и доработку простых ТРД, предназначенных опять же для дешевых БПЛА. В качестве примера можно привести попытки МАИ и ЦИАМ модернизировать таким образом ТРД МД-120 за счет замены камеры сгорания реактором активации топливной смеси и установкой за турбиной тяговых модулей с высокочастотными резонаторами. Пока работоспособную конструкцию создать не удалось, т. к. при профилировании резонаторов авторами используется линейная теория волн сжатия, т. е. расчеты ведутся в акустическом приближении. Динамика же детонационных волн и волн сжатия описывается совсем другим математическим аппаратом
Схема ИДД с высокочастотным резонатором СЗС – сверхзвуковая струя; УВ – ударная волна; Ф – фокус резонатора; ДВ – детонационная волна; ВР – волна разрежения; ОУВ – отраженная ударная волна
Камера сгорания ИДД
• Достоинства импульсно-детонационных камер сгорания: простота конструкции; простота охлаждения; простота масштабирования тяги за счет изменения количества труб; простота управления тягой с помощью частичного заполнения труб и изменением частоты импульсов; низкий уровень эмиссии вредных веществ (NO, CO и др. ); газодинамическое управление вектором тяги в многотрубной конструкции за счет фазировки подачи топлива; возможность работы при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях полета без разгонных блоков.
• Недостатки импульсно-детонационных камер: необходимость многократного зажигания; нестационарное истечение продуктов детонации в атмосферу (работа сопла в нерасчетном режиме); низкая частота циклов (до 100– 200 Гц); интерференция вибрационных волн в многотрубных системах; высокий уровень шума и вибраций.
Импульсно детонационный двигатель внутреннего сгорания. 2 -х цилиндровый(для АТС) 1 -цилиндр 5 -выхлопные окна 9 -гидротурбина 2 -форсунка 6 -поршень 3 -детонатор 7 -сопло 4 -продувочные окна 8 -рабочая жидкость
• Использование: силовые установки автомобилей. Сущность изобретения: двигатель содержит по меньшей мере блок спаренных цилиндров с разделительными поршнями, образующими газовые полости с камерами сгорания и гидравлические полости, сообщенные между собой и с гидротурбиной при помощи магистралей рабочей жидкости. Камеры сгорания цилиндров двигателя снабжены детонаторами, инициирующими детонацию горючей смеси, воздействующую направленными ударными волнами на поршни, передающие мощность детонации гидротурбине посредством рабочей жидкости.
Скачать презентацию Импульсно детонационные двигатели Работу выполнил студент группы 2
Импульсно детонационные двигатели. Презентация.pptx