Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU) determinaron las condiciones fisicoquímicas que garantizan el encendido acelerado de mezclas de combustible autoignitables (hipergólicas). Los datos obtenidos permiten predecir la dinámica de la combustión y crear composiciones de combustible más seguras para motores de cohetes y sistemas de control de naves espaciales.
Los combustibles hipergólicos representan una combinación de combustible y oxidante que se encienden espontáneamente al entrar en contacto, sin una fuente externa de iniciación.
En el trabajo experimental, los científicos de Tomsk analizaron la cinética de encendido mediante el método de caída libre de partículas de combustible. Se midieron tres parámetros clave: el período latente hasta el encendido, la duración de la combustión completa y el radio de propagación de la llama en la fase de vapor y gas.
El factor crítico resultó ser la altura de caída de las partículas. Al aumentar la distancia de caída de 5 a 20 cm, se registró:
- reducción del tiempo de encendido en un 69%;
- disminución del período de combustión en un 56%;
- expansión de la zona de combustión de la mezcla de vapor y gas en un 50%.
En el 25% de los lanzamientos experimentales se observó un efecto de microexplosión: desintegración de la partícula con formación de una nube de aerosol, lo que condujo a una fuerte aceleración de las reacciones de oxidación y a un aumento de la eficiencia de la combustión.
Las correlaciones obtenidas entre los parámetros mecánicos de alimentación del combustible y la cinética de la combustión crean una base para el diseño de motores con un proceso de encendido controlable, lo que es de importancia crítica para la maniobra de naves espaciales y los sistemas de arranque de emergencia.
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