Inneal rocaidh gluasaid: deuchainnean, prionnsabal obrachaidh, buannachdan

Tha co-ionannachd an fhànais a-muigh ceangailte gu neo-eisimeileach le bàta-fànais. Is e cridhe rocaid giùlan sam bith an einnsean aige. Feumaidh e leasachadh air a 'chiad luaths spàs - timcheall air 7.9 km / s, gus astronauts a thoirt a-steach gu orbit, agus an dàrna àite gus faighinn thairis air raon sgriosail a' phlanaid. Chan eil a bhith a 'coileanadh seo furasta, ach tha luchd-saidheans daonnan a' lorg dhòighean ùra gus fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas seo. Rinn dealbhadairean às an Ruis ìre nas fhaide air adhart agus rinn iad air einnsean rocaid bualadh a leasachadh, agus bha na deuchainnean soirbheachail. Faodar an tachartas seo a thoirt gu buil ann an raon innleadaireachd spàs.

Feartan ùra

Carson a tha dòchasan mòra aig na h-einnseanan bacaidh? A rèir luchd-saidheans, bidh an comas aca 10,000 mìle nas motha na comas nan einnsean rocaid a th 'ann an-dràsta. Aig an aon àm, bidh iad a 'cleachdadh tòrr nas lugha de chonnadh, agus thèid an riochdachadh aca a chomharrachadh le cosgais ìseal agus prothaid. Dè an t-adhbhar airson seo?

Tha e mu dheidhinn a bhith a 'toirt buaidh air teasachadh a' chonnaidh. Ma tha rocaidean an latha an-diugh a 'cleachdadh a' phròiseas fuasgladh - mall a 'losgadh connaidh aig cuideam cunbhalach, bidh an t-inneal rocaid bualadh ag obair mar thoradh air an spreadhadh, a' bualadh air a 'mheasgachadh so-ghiùlain. Bidh i a 'losgadh le astar àrd-fhuaimneach nuair a thèid tòrr cumhachd teirmeach a leigeil ma sgaoil aig an aon àm ri sgaoileadh na tonn chuairte. Chaidh leasachadh agus deuchainn air an eadar-dhealachadh Ruiseanach den einnsean bualadh a dhèanamh leis an lann-lann speisealta "Innealan rocaid gluasaid" mar phàirt den fhàs riochdachaidh Energomash.

Sàr-mhathas Innealan ùra

Tha rannsachadh agus leasachadh innealan luibheachaidh gan dèanamh le prìomh luchd-saidheans saidheans airson 70 bliadhna. Is e am prìomh adhbhar a tha a 'cur bacadh air cruthachadh an seòrsa einnsean seo a bhith a' losgadh connadh gu neo-riaghailteach. A bharrachd air an sin, bha a 'chlàr-gnothaich a' gabhail a-steach gnìomhan measgachadh èifeachdach de chonnadh agus oxidizer, a thuilleadh air a bhith a 'ceangal an togalaich agus an t-inneal adhair. An dèidh dha na trioblaidean seo a rèiteachadh, bidh e comasach inneal rocaid bualadh a chruthachadh, a bhios a 'dol air falbh le feartan teicnigeach. Aig an aon àm, tha luchd-saidheans a 'faicinn nam buannachdan sin:

1. An comas a bhith a 'leasachadh luasan anns na raointean fo-roinneil agus hypersonic.
2. An dùnadh bho dhealbhadh mòran phàirtean gluasadach.
3. Mòr agus cosgais an ionad cumhachd.
4. Àrd èifeachdas thermodynamic.

Gu seiseil cha deach an t-seòrsa einnsean seo a thoirt gu buil. Airson a 'chiad uair chaidh a dhearbhadh air plèana itealaich ìosal ann an 2008. Chaidh an einnsean bualadh airson rocaidean giùlain a dhearbhadh an toiseach le luchd-saidheans Ruiseanach. Sin as coireach gu bheil an tachartas seo air a thoirt seachad cho cudromach.

Prionnsabal na h-obrach: lùbte agus leantainneach

Aig an àm seo, tha luchd-saidheans a 'leasachadh innealan le pròiseas obrach leantainneach agus leantainneach. Tha prionnsabal an einnsein rocaid bualadh le sgeama obrachaidh bualadh stèidhichte air lìonadh cuaclach an t-seòmair fuasglaidh le measgachadh so-ghiùlain, a 'toirt a-steach mar thoradh air agus mar a thèid stuthan fasgachaidh a leigeil a-steach don àrainneachd. Mar sin, ann am pròiseas leantainneach, bidh a 'chonnadh a' toirt biadh gu cunbhalach don t-seòmar losgadh, bidh an connadh a 'losgadh ann an aon no barrachd de chonnan a bhios a' cuairteachadh air feadh an t-sruth. Is iad na buannachdan a th 'aig na h-einnseanan sin:

1. Aon uair a 'leigeil a-steach gu connadh.
2. Togail gu math sìmplidh.
3. Meud bheag agus cuideam de shuidheachaidhean.
4. Cleachdadh nas èifeachdaiche de mheasgachadh losgadh.
5. Ìre ìseal de fhuaim, crith agus sgaoilidhean cronail.

Ann an seallaidh, le bhith a 'cleachdadh nan buannachdan sin, cuiridh an t-inneal rocaid leacach an sgeama obrachaidh leantainneach an àite nan togalaichean a th' ann mar thoradh air a chomharran mòr agus cosgais.

Deuchainnean an einnsean luachaidh

Chaidh a 'chiad deuchainnean den ionad bualadh dachaigheil a dhèanamh taobh a-staigh frèam pròiseact a chaidh a stèidheachadh le Ministrealachd an Fhoghlaim agus an Saidheans. Mar prototype, chaidh einnsean beag le seòmar losgaidh 100 mm ann an trast-thomhas agus leud 5 mm de shianail fòn a thoirt seachad. Chaidh na deuchainnean a dhèanamh air binn deuchainn sònraichte, chaidh na comharran a chlàradh nuair a bha iad ag obair air caochladh sheòrsachan de mheasgadh teasgaidh - hydrogen-oxygen, gas-oxygen nàdarra, propane-butane-oxygen.

Tha deuchainnean an einn-rocaid bualadh air connadh oxygen-hydrogen air dearbhadh gu bheil an cearcall thermodynamic de na h-aonadan sin 7% nas èifeachdaiche na nuair a bhios lusan eile ag obrachadh. A thuilleadh air an sin, chaidh dearbhadh gu dearbhach a chionn 's gu bheil an ìre de chonnadh a' tighinn am meud, an t-sgoltadh cho math ris an àireamh de thonnan bualadh agus meudachadh astar luaithe.

Analogach ann an dùthchannan eile

Tha luchd-saidheans bho phrìomh dhùthchannan an sàs ann a bhith a 'leasachadh innealan luibhe. B 'e dealbhadairean bho na SA a choilean na soirbheachaidhean as fheàrr san stiùireadh seo. Anns na modalan aca, thuig iad dòigh neo-bhriseadh de dh'obair, no rèiteachadh. Tha armachd nan SA ag amas air na h-innealan sin a chleachdadh gus bàtaichean uachdar a thàladh. Air sgàth an uiread nas lugha agus tomhasan nas lugha, le cumhachd toraidh àrd, cuidichidh iad le bhith a 'meudachadh èifeachdas bhàtaichean-sabaid.

Bidh an measgachadh stoichiometric de hydrogen agus ogsaidean a 'cleachdadh airson a h-obrach an einnsean rocaid amalachaidh Ameireaganach. Is e na buannachdan a th 'ann de thobar leithid de lùth a' mhòr-chuid de dh'eaconamaich - tha losgadh ocsaidean a cheart cho mòr 'sa tha riatanach airson ocsaídid de hydrogen. A-nis tha riaghaltas nan SA a 'caitheamh grunn bhillean dollar gus longan armailteach le connadh gualain a thoirt seachad. Leigidh connadh stoichiometric cosgaisean grunn thursan.

Barrachd stiùiridhean leasachaidh agus cothroman

Tha dàta ùr a fhuaireadh mar thoradh air deuchainn einnseanan bualadh a 'co-dhùnadh gun cleachdar dòighean ùra bunaiteach airson sgeama a thogail airson obrachadh le connadh lùth. Ach feumar a bhith an sàs ann an teas àrd airson obair nan einnsean sin a rèir an ìre mhòr de lùth teirmeach a chaidh a leigeil a-mach. Aig an àm seo, tha còmhdach sònraichte air a leasachadh, rud a nì cinnteach gu bheil an t-seòmar losgadh fo bhuaidh àrd teòthachd. Is e àite sònraichte ann an rannsachadh a bharrachd a bhith a 'cruthachadh cinn measgachadh, le cuideachadh a bhios e comasach faighinn boillsgeanan de stuth teasgaidh de mheud, co-chòrdadh agus sgrìobhadh sònraichte. Le bhith a 'fuasgladh nan ceistean seo, thèid inneal ùr rocaid gluasaid a chruthachadh, a bhios mar bhunait do rocaidean clas ùr de ghiùlain.