ГАЗОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИНИЦИИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ

ГАЗОДШАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИНИЦИИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ
Полезная модель относится к устройствам инвциирования, предназначенным для взрывной техники, в частности, для двигателей детонационного горения, а также может быть использована в металлургии, горном деле, физике плазмы и других областях техники, требующих создания высоких импульсных давлений и температур.
Одним из новых направлений в развитии ракетодвигателестроения является разработка двигателей детонационного горения, которые могут найти самое широкое применение как для космических, так и военных целей, как для нужд транспорта, так и для развития высоких технологий.
В связи с тем, что к настоящему времени ни одна страна мира не отработала двигатель детонационного горения с непрерывным, автоматическим и устойчивым детонационным процессом, то, следовательно, не отработано и устройство для создания детонационных импульсов к нему.
Известны различные способы возбуждения детонационных процессов и устройства для их реализации. Например, Андреев К.К., Беляев А.Ф. Теория взрывчатых веществ - М0: Оборонгиз, 1960 - с.263...338 /Глава У. Возбуждение горения и детонации взрывчатых веществ /начальный импульс и чувствительность ВВ/Д Однако большинство из них не может быть использовано для детонирования газовоздушной рабочей среды и практически все они не могут обеспечить автоматическую и непреМПС F 42 Я 1/04
рывную подачу детонационных импульсов, т.е. выработку детонационных импульсов в момент времени, когда детонационная камера заполлена рабочей смесью и подготовлена ко второму детонационному импульсу.
Наиболее близким к заявленному устройству как по принципу действия, так и по техническому исполнению является Устройство электрического взрывания зарядов /Авторское свидетельство СССР № 1710984, ШК F 42271/05, 1992 г./ Все его основные элементы можно свести к блоку управления, чувствительному элементу и усилительно-преобразующему устройству. Елок управления содержит источник питания, электронный ключ, преобразователь напряжения и два генератора взрывных импульсов. Чувствительный элемент представляет собой датчик контроля вещества, образующего пламегасящую среду и предназначен для выработки сигнала в момент перекрытия светового потока. Усилительно-преобразующее устройство предназначено для преобразования сигнала, поступающего с датчика контроля вещества на подрыв рабочих зарядов.
Принцип действия противопоставленного устройства может быть полностью использован при разработке заявленного устройства, а его конструкция может быть взята только за основу, т.к. она не может обеспечить автоматический и непрерывный режим работы двигателя детонационного горения.
Задачей разработки полезной модели является создание замкнутого цикла работы энергосиловых установок, работающих на детонационном принципе преобразования энергии: газообразной рабочей смеси, т.е. создание непрерывного и автоматического режима их работы.
Решить данную задачу можно за счет разработки газодинамической системы инициирования, обеспечивающей обратную связь между детонационной камерой и блоком управления.
Поставленная задача в заявляемом устройстве достигается тем, что выход блока управления функционально связан с входом усилителъно-преобразугощего устройства, включающего газодинамический контур, устройство усиления и исполнительное устройство, выходы которых через чувствительный элемент подсоединены к блоку управления, при этом газодинамический контур и испытываемый объект образуют замкнутый цикл.
На рис.1 представлена блок-схема газодинамической системы инициирования двигателя детонационного горения, которая состоит из следующих основных функциональных блоков и элементов: блока управления 1, чувствительного элемента 2, газодинамического контура 3, устройства усиления 4, исполнительного устройства /инициатора/ 5 и испытываемого объекта в виде детонационной камеры 6. Возможны следующие режимы работы газодинамической системы инициирования: режим запуска, рабочий режим и выключения. Рассмотрим последовательно каждый из них.
В исходном положении исполнительное устройство в виде детонационной камеры заполнено рабочей смесью.
Режим запуска осуществляется путем подачи команды от блока управления 1 в виде единичного импульсного электрического сигнала в газодинамический контур 3, устройство усиле ния 4 и исполнительное устройство 5 /рис.2/.
Усиленный электрический сигнал в виде  Кььис. из устройства усиления 4, выполняемого, как правило, в виде автомобильной катушки зажигания, поступает в исполнительное устройство 5, представляющее собой инициатор. Последний вырабатывает детонационный импульс, который детонирует рабочую смесь, находящуюся в детонационной камере.
Рис. 2. Схема функционирования режима запуска
двигателя детонационного гррения
В результате детонирования рабочей смеси давление повышается, что фиксируется чувствительным элементом 2. Сигнал о запуске двигателя поступает в виде Уос с чувствительного элемента 2 непосредственно в блок управления, что сигнализирует о завершении режима запуска.
Рабочий режим является продолжением режима запуска, дальнейшая работа двигателя осуществляется следующим образом /рис.3/ Рис. 3. Схема функционирования рабочем режиме
АК двигателя на
мени секции детонационной камеры 6 продукты после выполнения режима запуск и заполнены свежей рабочей смесью. Причем этот процесс осуществляется за время Ј , Поступивший импульс детонирует очередную порцию рабочей смеси. В дальнейшем рабочий режим работы двигателя переходит в многократно повторяющийся режим с частотой, определяемой блоком управления.
Режим выключения осуществляется по командам блока управления 1. При этом отключается газодинамический контур, обеспечивая прекращение процессов продувки, заполнения детонационной камеры рабочей смесью и ее инициирование.
В случае аварийный ситуаций, а также в случаях незапуска или несанкционированного выключения двигателя сигнал обратной связи foc в блок управления 1 не поступает, что сигнализирует об отсутствии детонационных процессов в камере 6. В этом случае блок управления 1 будет выдавать импульсные электрические сигналы на инициатор 5 до тех пор, пока не появится сигнал Tfoc ,т,е. рабочий режим работы двигателя перейдет в многократно повторяющийся режим запуска. Таким образом, предложенная газодинамическая система инициирования обеспечивает необходимую надежность работы двигателя. Реализация замкнутого цикла работы двигателя детонационного горения способствует упрощению его конструкции, уменьшению габаритов и массы. При этом обеспечивается как автоматический, так и автономный режим работы, достигается предельная частота детонационных процессов, что в конечном итоге приводит к увеличению тяги двигателя, а также повышается экономичность его работы.