🗊Презентация Импульсно детонационные двигатели

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 топливно-окислительной 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) пульсаций, 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.

1-цилиндр 5-выхлопные окна 9-гидротурбина 2-форсунка 6-поршень 3-детонатор 7-сопло 4-продувочные окна 8-рабочая жидкость Импульсно детонационный двигатель внутреннего сгорания. 2-х цилиндровый(для АТС)

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.