Учёные Томского политехнического университета и НИТУ «МИСИС» создали математическую модель, которая позволяет заранее рассчитывать момент воспламенения самовоспламеняющегося топлива для космических и авиационных систем. Технология позволяет рассчитывать задержку зажигания с точностью до 85–90% и может стать основой для создания более безопасных двигателей нового поколения.
Новая модель описывает сложный процесс перехода жидкого топлива к горению и учитывает сразу несколько факторов, которые раньше было трудно объединить в одном расчёте.
Самовоспламеняющиеся топлива начинают гореть сами по себе, без внешнего источника тепла или искры. Когда горючий компонент вступает в контакт с окислителем, запускается химическая реакция, и топливо загорается. Эти составы применяются в космической и авиационной технике, где особенно важны быстрый запуск и высокая надёжность двигательной системы.
Главная проблема подобных топлив заключается в сложности прогнозирования момента воспламенения. На него влияют размер капель топлива, температура, скорость испарения, смешивание паров и протекание химических реакций. Ранее существующие расчётные модели не могли достаточно точно определить, когда именно начнётся процесс горения.
Новая разработка учитывает теплообмен внутри капли топлива, испарение вещества, формирование газовой смеси и химические превращения как в жидкой, так и в газовой фазе. Испытания показали, что расчёты модели расходятся с экспериментальными данными не более чем на 15% при изменении размеров капель и примерно на 10% при разных температурных режимах.
В дальнейшем технология может использоваться при проектировании космических двигателей и других энергетических установок, где требуется контролируемое и безопасное воспламенение топлива.
Читайте ещё материалы по теме:
- Российская частная ракета «Воронеж» получила ещё 100 млн рублей на создание нового жидкостного двигателя и первый запуск
- Ракетные двигатели начали печатать в России: 40% деталей РД-191 делают на 3D-принтерах
- Один из лучших в мире: российский ракетный двигатель РД-0124 успешно прошёл 600-е «испытание огнём»