A jövőbeli robbanómotor meghajtórendszerei
- dr. eng. Ionuț Porumbel
- Dr. Kleopatra Florentina CUCIUMITA
- dr. eng. Constantin Eusebiu HRITCU
Az emberiség történelmének első repülését Charles Taylor és a repülőgép két feltalálója, a Wright testvérek által tervezett és gyártott motor hajtotta: 6 kW-os soros négyhengeres dugattyús motor gravitációs befecskendezéssel, vízhűtéses, amelynek motorblokkja alumíniumba volt öntve, súlya a forgattyúházzal együtt 69 kg. A motor két ellentétesen forgó propellert hajt láncok segítségével…
Majdnem 121 év telt el azóta, és a repülőgépek és azok meghajtási rendszereinek fejlődése lenyűgöző volt, de a Taylor/Wright motor legnagyobb kihívása, nevezetesen a teljesítmény és a motor tömegének aránya továbbra is egy. azon nagyon kevés dolog közül, amelyek a mai napig nem változtak.
A modern repülési turbómotorok esetében a tömeg körülbelül 25% -át képviseli a turbina. Ezenkívül a turbinapengék jelenléte a turbomotor égéstéréből származó füstgázáramban drasztikusan korlátozza maximális hőmérsékletüket. Ennek a hőmérsékletnek és ezáltal a motor teljesítményének növelése érdekében a turbinát, önmagában is bonyolult és drága berendezést, le kell hűteni, ami nemcsak növeli a motor összetettségét és összköltségét, de nem is oldja meg teljesen a problémát, a hőmérsékletet a rendelkezésre álló hűtő levegő tömegének korlátozott maradék maximális füstgáz.
A román kutatás válasza
Az Országos Kutatási-Fejlesztési Intézet Turbomotorok COMOTI kutatócsoportja radikális megoldást javasol a problémára: a turbina teljes megszüntetését. Ez a megközelítés magában foglalja az égéstérből kilépő gázok impulzusának megőrzését, amelyek a motor forgástengelyéhez képest szögben elhelyezett szuperszonikus reakciófúvókákba vannak irányítva, úgy, hogy a reakcióerő tangenciális összetevője az egész égésteret és a felfelé, ugyanazon a tengelyen, miközben az axiális alkatrész biztosítja a repülőgép meghajtó erejét, amelyet az új motor felszerel.
A motor tömegének, költségének és méretének csökkentése mellett a turbina kiküszöbölése lehetővé teszi a füstgáz hőmérsékletének és sebességének jelentős növelését, utat nyitva a szuperszonikus égési folyamat, az úgynevezett detonáció alkalmazásának, amely sokkal hatékonyabb és képes biztosítani a füstgáz sebességét és nyomását. jóval jobb, mint a klasszikus égés, deflagráció néven ismert.
Amellett, hogy a detonációs égés csaknem megduplázza a motorkerékpár termodinamikai hatékonyságát, ennek az égési folyamatnak sokkal nagyobb sebessége jelentősen csökkenti a nitrogénmolekulák által a magas hőmérsékletű zónában a levegőben töltött időt (úgynevezett tartózkodási idő). várhatóan csökkenti a motor káros anyagainak termelését, ez a jelenség szorosan összefügg a nitrogén disszociációjára rendelkezésre álló idővel, amelyet aztán szennyező reakciótermékekké oxidálnak.
A robbantási folyamat nagyon magas frekvenciákon több száz Hertz nagyságrendű oszcilláló folyamat az itt bemutatott megközelítésben, növelve a motor fajlagos impulzusát és csökkentve a robbanókamrák méretét. E magas frekvenciák eléréséhez azonban mechanikai szelepek nélküli robbanókamrát kell kialakítani, amelyben a levegő és az üzemanyag be- és beszívását kizárólag aerodinamikai erők vezérlik.