RU203856U1 - SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION - Google Patents

SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION Download PDF

Info

Publication number
RU203856U1
RU203856U1 RU2020128782U RU2020128782U RU203856U1 RU 203856 U1 RU203856 U1 RU 203856U1 RU 2020128782 U RU2020128782 U RU 2020128782U RU 2020128782 U RU2020128782 U RU 2020128782U RU 203856 U1 RU203856 U1 RU 203856U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shock
prechamber
pressure chamber
diaphragm
hpc
Prior art date
Application number
RU2020128782U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Акимов
Наталья Германовна БЫКОВА
Игорь Евгеньевич Забелинский
Павел Владимирович Козлов
Владимир Юрьевич ЛЕВАШОВ
Юрий Владимирович Туник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2020128782U priority Critical patent/RU203856U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU203856U1 publication Critical patent/RU203856U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к физике сильных ударных волн, физике горения и взрыва и может быть использована в процессе создания устройства, способного инициировать ударную волну, распространяющуюся со скоростью более 11 км/с. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в обеспечении возможности генерации ударной волны, распространяющейся в камере низкого давления ударной трубы со второй космической (и более) скоростью и уменьшении энергетических затрат для ее получения. Заявленный технический результат достигается тем, что в ударной трубе для генерации высокоскоростной ударной волны, содержащей камеру высокого давления (КВД), с одного конца снабженную форкамерой с перфорированным торцом, обращенным в направлении распространения волны, а с другого конца через диафрагму, соединенную с камерой низкого давления (КНД), при этом диафрагма, разделяющая КВД и КНД, выполнена из медного листа толщиной от 0,3 до 0,7 мм, со стороны КНД снабженного равномерно нанесенными на поверхность крестообразными насечками глубиной от 0,2 до 0,3 мм, обеспечивающими предотвращение разлета частиц диафрагмы при ее разрушении, при этом перфорация торца форкамеры выполнена в виде равномерно размещенных по торцу форкамеры и расширяющихся в направлении распространения волны каналов протяженностью не более 4 мм с отношением площадей входного и выходного отверстий перфорации в диапазоне 1:4–1:10. 4 ил.The claimed utility model relates to the physics of strong shock waves, the physics of combustion and explosion and can be used in the process of creating a device capable of initiating a shock wave propagating at a speed of more than 11 km / s. The technical result achieved with the use of the claimed utility model consists in providing the possibility of generating a shock wave propagating in the low-pressure chamber of the shock tube at a second cosmic (or more) speed and reducing energy costs for its production. The claimed technical result is achieved by the fact that in a shock tube for generating a high-speed shock wave, containing a high-pressure chamber (HPC), at one end is equipped with a prechamber with a perforated end facing in the direction of wave propagation, and at the other end through a diaphragm connected to the low-pressure chamber. pressure (LPC), while the diaphragm separating the HPC and LPC is made of a copper sheet with a thickness of 0.3 to 0.7 mm, from the side of the LPC equipped with cross-shaped notches with a depth of 0.2 to 0.3 mm evenly applied to the surface, ensuring the prevention of the scattering of the diaphragm particles during its destruction, while the perforation of the end of the prechamber is made in the form of channels evenly spaced along the end of the prechamber and expanding in the direction of wave propagation with a length of no more than 4 mm with the ratio of the areas of the inlet and outlet perforation holes in the range of 1: 4–1: 10. 4 ill.

Description

Область техникиTechnology area

Заявляемая полезная модель относится к физике сильных ударных волн, физике горения и взрыва и может быть использована в процессе создания устройства, способного инициировать ударную волну, распространяющуюся со скоростью более 11 км/с. Измерение спектральных и кинетических характеристик газов, получаемых при таких скоростях ударной волны необходимо для решения научных и технических проблем, и может быть использовано, например, при создании термической защиты, необходимой при входе в атмосферу Земли и других планет различных тел, в частности, спускаемых космических аппаратов. Кроме того, заявляемая полезная модель может быть использована для верификации физико-химических моделей неравновесных процессов диссоциации и ионизации различных газов в экстремальных условиях.The claimed utility model relates to the physics of strong shock waves, the physics of combustion and explosion and can be used in the process of creating a device capable of initiating a shock wave propagating at a speed of more than 11 km / s. Measurement of the spectral and kinetic characteristics of gases obtained at such velocities of the shock wave is necessary for solving scientific and technical problems, and can be used, for example, when creating thermal protection required when various bodies enter the atmosphere of the Earth and other planets, in particular, space descent devices. In addition, the claimed utility model can be used to verify physicochemical models of nonequilibrium dissociation and ionization processes of various gases under extreme conditions.

Уровень техникиState of the art

В классических устройствах инициирования детонации используется прямое инициирование детонации - кратковременное выделение энергии, значительно большей указанного значения (Зельдович Я.Б., Когарко С.М., Симонов Н.Н. // ЖТФ, 1956, том 26, №8, с. 1744-1752), либо переход горения в детонацию: горючую смесь поджигают слабым источником зажигания в трубе с регулярными кольцевыми препятствиями и обеспечивают прогрессирующее ускорение пламени с переходом в детонацию на расстояниях (преддетонационное расстояние) и за время (преддетонационное время), значительно превышающих указанные значения (см., например, работу О. Peraldi, R. Knystautasand J.H. Lee "Criteria for transition to detonation in tubes". Twenty-First Symposium (International) on Combustion / The Combustion Institute, 1986, pp. 1629-1637). Однако все они характеризуются существенными затратами энергии, при этом скорость распространения ударной волны, создаваемой такими устройствами, не превышает 10 км/с.In classical devices for initiating detonation, direct initiation of detonation is used - a short-term release of energy significantly greater than the specified value (Zeldovich Ya.B., Kogarko S.M., Simonov N.N. // ZhTF, 1956, volume 26, No. 8, p. 1744-1752), or the transition of combustion to detonation: the combustible mixture is ignited with a weak ignition source in a pipe with regular annular obstacles and provides a progressive acceleration of the flame with a transition to detonation at distances (pre-detonation distance) and for a time (pre-detonation time) significantly exceeding the indicated values (See, for example, O. Peraldi, R. Knystautasand JH Lee "Criteria for transition to detonation in tubes." Twenty-First Symposium (International) on Combustion / The Combustion Institute, 1986, pp. 1629-1637). However, all of them are characterized by significant energy consumption, while the speed of propagation of the shock wave created by such devices does not exceed 10 km / s.

Из уровня техники известно устройство инициирования детонации в трубе с горючей смесью (патент РФ №2672244). Устройство для осуществления детонации в трубе с горючей смесью включает гладкую детонационную трубу, в торцевой части которой установлено днище, содержащее форкамеру со слабым источником зажигания, а также форсунки для подачи горючего и окислителя. Через форсунки в гладкую детонационную трубу подают перекрестные сверхзвуковые струи горючего и окислителя. В результате их взаимодействия за счет турбулентного смешения в гладкой трубе формируется высокоскоростной турбулентный поток горючей смеси. При этом форкамера также заполняется горючей смесью, которая поджигается слабым источником зажигания. В результате сгорания смеси в полузамкнутом объеме форкамеры в ней повышаются давление и температура, что приводит к образованию высокотемпературного скоростного факела, поступающего из форкамеры в гладкую детонационную трубу, который поджигает турбулентный поток горючей смеси в ней. A device for initiating detonation in a tube with a combustible mixture is known from the prior art (RF patent No. 2672244). The device for detonation in a pipe with a combustible mixture includes a smooth detonation pipe, in the end part of which a bottom is installed, containing a prechamber with a weak ignition source, as well as nozzles for supplying fuel and oxidizer. Cross supersonic jets of fuel and oxidizer are fed through the nozzles into the smooth detonation tube. As a result of their interaction due to turbulent mixing in a smooth pipe, a high-speed turbulent flow of a combustible mixture is formed. In this case, the prechamber is also filled with a combustible mixture, which is ignited by a weak ignition source. As a result of the combustion of the mixture in the semi-closed volume of the prechamber, the pressure and temperature in it increase, which leads to the formation of a high-temperature high-speed torch coming from the prechamber into the smooth detonation tube, which ignites the turbulent flow of the combustible mixture in it.

Однако в результате использования известного устройства получают ударную волну, характеризующуюся низкой скоростью распространения. Так, скорость фронта реакции на расстоянии ~300 мм составляет около 2300-2400 м/с, и увеличивается до 2500 м/с в зависимости от среднего состава смеси. However, as a result of using the known device, a shock wave with a low propagation velocity is obtained. So, the speed of the reaction front at a distance of ~ 300 mm is about 2300-2400 m / s, and increases to 2500 m / s depending on the average composition of the mixture.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция ударной трубы, раскрытая в публикации «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ УДАРНО-НАГРЕТОГО ВОЗДУХА НА ДВУХДИАФРАГМЕННОЙ УДАРНОЙ ТРУБЕ» П.В. Козлов, Ю.В. Романенко, НИИ механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (http://chemphys.edu.ru/media/published/011_5whp3ut.pdf). Известная ударная труба включает соединенные посредством фланцев камеру высокого давления, с расположенной в ее торце перфорированной форкамерой, камеру промежуточного давления и камеру низкого давления. Между фланцами секций камеры высокого давления (КВД) и камеры промежуточного давления (КПД) заполняемой гелием, а также секций КПД и камеры низкого давления (КНД) располагаются кассеты с наборными диафрагмами из лавсановой пленки толщиной 20 мкм.The closest in technical essence to the claimed utility model is the shock tube design disclosed in the publication "EXPERIMENTAL STUDY OF RADIATION OF SHOCK-HEATED AIR ON TWO-DIAPHRAGM IMPACT TUBE" P.V. Kozlov, Yu.V. Romanenko, Research Institute of Mechanics, Moscow State University. M.V. Lomonosov (http://chemphys.edu.ru/media/published/011_5whp3ut.pdf). The known shock tube includes a high-pressure chamber connected by means of flanges, with a perforated prechamber located at its end, an intermediate pressure chamber and a low-pressure chamber. Between the flanges of the sections of the high-pressure chamber (HPC) and the intermediate-pressure chamber (KP) filled with helium, as well as the sections of the KP and the low-pressure chamber (LPC), there are cassettes with type-setting diaphragms made of mylar film with a thickness of 20 μm.

При формировании детонационной волны в соответствии с данным источником удалось достичь скоростей 4-7 км/с, однако раскрытый в материалах публикации способ, а также его режимы не позволяют достичь более высоких скоростей, в частности, в связи с тем, что при генерации ударной волны в известном устройстве использовались лавсановые (полиэтилентерефталат) диафрагмы, которые при разрыве существенно ограничивают поток, летят в трубу, создают углеводородные примеси и оседают на стенки.When forming a detonation wave in accordance with this source, it was possible to achieve speeds of 4-7 km / s, however, the method disclosed in the publication materials, as well as its modes, do not allow achieving higher speeds, in particular, due to the fact that during the generation of a shock wave In the known device, polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate) diaphragms were used, which, when ruptured, significantly limit the flow, fly into the pipe, create hydrocarbon impurities and settle on the walls.

Краткое раскрытие сущности полезной моделиBrief disclosure of the essence of the utility model

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в обеспечении возможности генерации ударной волны, распространяющейся в камере низкого давления ударной трубы со второй космической (и более) скоростью и уменьшении энергетических затрат для ее получения за счет наиболее полного использовании энергии горения разбавленной гелием кислородно-водородной смеси в камере высокого давления (КВД) в результате сжигания основной ее массы в волне детонации Чепмена-Жуге, которая обеспечивает энергетически наиболее эффективный режим горения в ограниченном объеме (см., например, Зельдович Я.Б. К вопросу об энергетическом использовании детонационного горения // Журнал технической физики. – 1940. – Т.10, №17. – С. 1453-1461).The technical result achieved with the use of the claimed utility model consists in providing the possibility of generating a shock wave propagating in the low-pressure chamber of the shock tube at a second cosmic (and more) speed and reducing energy costs for its production due to the most complete use of combustion energy diluted with helium oxygen -hydrogen mixture in a high-pressure chamber (HPC) as a result of the combustion of its main mass in the Chapman-Jouguet detonation wave, which provides the energetically most efficient combustion mode in a limited volume (see, for example, Y.B. Zeldovich. On the energy use of detonation combustion // Journal of technical physics. - 1940. - T.10, No. 17. - S. 1453-1461).

Заявленный технический результат достигается тем, что в ударной трубе для генерации высокоскоростной ударной волны, содержащей камеру высокого давления (КВД), с одного конца снабженную форкамерой с перфорированным торцом, обращенным в направлении распространения волны, а с другого конца через диафрагму, соединенную с камерой низкого давления (КНД), согласно техническому решению, диафрагма, разделяющая КВД и КНД, выполнена из медного листа толщиной от 0,3 до 0,7 мм, со стороны КНД снабженного равномерно нанесенными на поверхность крестообразными насечками глубиной от 0,2 до 0,3 мм, обеспечивающими предотвращение разлета частиц диафрагмы при ее разрушении, при этом перфорация торца форкамеры выполнена в виде равномерно размещенных по торцу форкамеры и расширяющихся в направлении распространения волны каналов протяженностью не более 4 мм с отношением площадей входного и выходного отверстий перфорации в диапазоне 1:4–1:10. Длина КВД не превышает 1,5 м. Каналы перфорации могут быть выполнены в форме сопла Лаваля. Кромки входных отверстий перфорации могут быть выполнены скругленными. Длина насечек на диафрагме может составлять до 50 мм.The claimed technical result is achieved by the fact that in a shock tube for generating a high-speed shock wave, containing a high-pressure chamber (HPC), at one end is equipped with a prechamber with a perforated end facing in the direction of wave propagation, and at the other end through a diaphragm connected to the low-pressure chamber. pressure (LPC), according to the technical solution , the diaphragm separating the HPC and LPC is made of a copper sheet with a thickness of 0.3 to 0.7 mm, from the side of the LPC equipped with cross-shaped notches with a depth of 0.2 to 0.3 mm, ensuring the prevention of the scattering of diaphragm particles during its destruction, while the perforation of the end of the prechamber is made in the form of channels evenly spaced along the end of the prechamber and expanding in the direction of wave propagation with a length of no more than 4 mm with the ratio of the areas of the inlet and outlet perforations in the range 1: 4– 1:10. The HPC length does not exceed 1.5 m. The perforation channels can be made in the form of a Laval nozzle. The edges of the perforation inlets can be rounded. The length of the notches on the diaphragm can be up to 50 mm.

Воспламенение и сгорание гремучей смеси в форкамере обеспечивает инжекцию горячих струй продуктов горения в полость КВД через отверстия перфорации, что приводит к формированию на расстоянии не более 3-х диаметров УТ от торцевой стенки КВД плоской падающей ударной волны в КВД, разрушающей медную диафрагму с последующим формированием отраженной волны детонации Чепмена – Жуге и проходящей в КНД ударной волны со скоростью более 11 км/с, толкающим газом для которой являются продукты горения гремучей смеси с гелием. Падающая ударная волна воспламеняет газ в КВД. Возникающее пламя поддерживает интенсивность падающей ударной волны, но быстро отстает от ударного фронта. Начальное давление в КВД находится в диапазоне от 8 до 10 атм, а парциальное давление гелия в КВД при этом составляет от 50 до 65%.Ignition and combustion of an explosive mixture in the prechamber provides injection of hot jets of combustion products into the HPC cavity through the perforation holes, which leads to the formation at a distance of no more than 3 UT diameters from the HPC end wall of a plane incident shock wave in the HPC, destroying the copper diaphragm with subsequent formation the reflected Chapman - Jouguet detonation wave and the shock wave passing through the LPC at a speed of more than 11 km / s, the propelling gas for which is the combustion products of an explosive mixture with helium. The incident shock wave ignites the gas in the HPC. The resulting flame maintains the intensity of the incident shock wave, but quickly lags behind the shock front. The initial pressure in the HPC is in the range from 8 to 10 atm, and the partial pressure of helium in the HPC is from 50 to 65%.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами, гдеThe claimed utility model is illustrated by the following drawings, where

на фиг.1 представлена схема камеры высокого давления;figure 1 shows a diagram of a high-pressure chamber;

на фиг.2 представлен чертеж форкамеры;figure 2 shows a drawing of the prechamber;

на фиг.3 представлен образец осциллограммы сигналов датчиков давления (расстояние между датчиками P9 и P10, которые регистрируют скорость ударной волны в камере низкого давления ударной трубы, составляет 100 мм);Fig. 3 shows a sample oscillogram of signals from pressure sensors (the distance between sensors P9 and P10, which register the speed of the shock wave in the low-pressure chamber of the shock tube, is 100 mm);

на фиг.4 представлена схема установки, содержащей заявляемую ударную трубу.figure 4 presents a diagram of the installation containing the inventive shock tube.

Позициями на чертежах обозначены:Positions in the drawings indicate:

1 – форкамера,1 - prechamber,

2 – диафрагма,2 - diaphragm,

3 – камера высокого давления,3 - high pressure chamber,

4 – датчики давления4 - pressure sensors

5 – свеча, инициирующая воспламенение гремучей смеси в форкамере,5 - a candle that initiates the ignition of an explosive mixture in the prechamber,

6 – перфорированный торец форкамеры.6 - perforated end of the prechamber.

При описании заявляемого устройства использованы следующие условные обозначения:When describing the proposed device, the following conventions are used:

CHP –камера высокого давления ударной трубы;CHP - shock tube high pressure chamber;

CIP –промежуточная камера (камера промежуточного давления) ударной трубы;CIP — intermediate chamber (intermediate pressure chamber) of the shock tube;

CLP – камера низкого давления ударной трубы;CLP - shock tube low pressure chamber;

CV1 – вакуумная камера для приготовления газовой смеси;CV1 - vacuum chamber for gas mixture preparation;

CV2 – вакуумная камера демпферного объема;CV2 - vacuum chamber of the damper volume;

CV3 – вакуумная камера для подготовки гелия в промежуточной камере ударной трубы; CV3 - vacuum chamber for helium preparation in the intermediate chamber of the shock tube;

NI - пластинчато-роторный насос 2НВР-5ДМ;NI - rotary vane pump 2НВР-5ДМ;

NR – безмасляный откачной пост DRYTEL-1025;NR - oil-free pumping station DRYTEL-1025;

PD1÷PD6 – деформационные вакуумметры и манометры;PD1 ÷ PD6 - deformation vacuum gauges and manometers;

PM – вакуумметр ВМБ-14 с магнитным электроразрядным датчиком ПММ-32-1;PM - vacuum gauge VMB-14 with a magnetic electric discharge sensor PMM-32-1;

V1÷V10 – вентили запорные проходные;V1 ÷ V10 - straight-through shut-off valves;

VT – заслонка;VT - damper;

VF1÷VF7 вентили регулирующие;VF1 ÷ VF7 regulating valves;

VM – клапан запорный с электромагнитным приводом.VM - shut-off valve with electromagnetic drive.

Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.

Заявляемое устройство представляет собой ударную трубу (УТ), в общем случае состоящую из двух секций: камеры высокого давления (КВД) длиной не более 1,55 м и камеры низкого давления (КНД) длиной не более 3 м. Перечисленные камеры изготовлены из цельных отрезков бесшовной горячедеформированной стальной трубы ГОСТ 9940-81 (выполненной из стали 12Х18Н10Т), внешним диаметром около 60 мм, толщиной стенок не менее 5 мм. По торцам к камерам приварены воротниковые фланцы, изготовленные, например, из стали 12Х18Н9Т методом горячего прессования. Каждая секция (камера) размещена на двух юстировочных столиках, установленных на стальных стойках, закрепленных к полу. Между фланцами соседних секций расположены кассеты с диафрагмами. Фланцы стянуты четырьмя болтами 20 мм. Устройство также может содержать промежуточную камеру (КПД) длиной не более 3,5 м, размещенную между КВД и КНД. КПД выполняет вспомогательную функцию, и предназначена, в основном, для исключения влияния толкающего газа (водорода) при проведении кинетических исследований. Тем не менее, установлено, что наличие КПД в составе ударной трубы приводит к повышению скорости регистрируемой ударной волны на 10-20%.The inventive device is a shock tube (UT), generally consisting of two sections: a high-pressure chamber (HPC) with a length of no more than 1.55 m and a low-pressure chamber (LPC) with a length of no more than 3 m. The listed chambers are made of solid sections seamless hot-deformed steel pipe GOST 9940-81 (made of steel 12X18H10T), outer diameter of about 60 mm, wall thickness of at least 5 mm. At the ends, collar flanges are welded to the chambers, made, for example, of steel 12X18H9T by hot pressing. Each section (chamber) is placed on two adjusting tables mounted on steel posts fixed to the floor. Cassettes with diaphragms are located between the flanges of adjacent sections. The flanges are tightened with four 20mm bolts. The device can also contain an intermediate chamber (CPC) with a length of not more than 3.5 m, located between the HPC and LPC. The efficiency performs an auxiliary function, and is intended mainly to exclude the influence of the pushing gas (hydrogen) during kinetic studies. Nevertheless, it was found that the presence of efficiency in the composition of the shock tube leads to an increase in the speed of the recorded shock wave by 10-20%.

Каждая камера снабжена системой напуска и откачки газов.Each chamber is equipped with a gas admission and evacuation system.

Система напуска КНД состоит из трех баллонов 1-3 объемом 40 л, вакуумметра образцового PD1, трех натекателей VF1-VF3, подключенных к мерному объему CV1, и перепускного вентиля V1 (Ду10 мм). Откачка системы напуска осуществляется через перепускной вентиль V1 и вентиль V2 безмасляным откачным постом NR.The LPC inlet system consists of three cylinders 1-3 with a volume of 40 liters, a standard PD1 vacuum gauge, three VF1-VF3 leaks connected to the measuring volume CV1, and a bypass valve V1 (DN10 mm). The filling system is evacuated through the bypass valve V1 and valve V2 by an oil-free pumping station NR.

Система напуска гелия в КПД, при ее использовании, состоит из баллона объемом 40 л, натекателя VF4, мерного объема CV3, вакуумметра PD2 и перепускного вентиля V8. Откачка системы напуска гелия производится через перепускной вентиль V8, промежуточную камеру CIP и вентиль V7 форвакуумным насосом NI. The helium filling system in efficiency, when used, consists of a 40-liter cylinder, a VF4 leak, a CV3 measuring volume, a PD2 vacuum gauge and a V8 bypass valve. The helium filling system is evacuated through bypass valve V8, intermediate chamber CIP and valve V7 with an NI backing pump.

Система напуска КВД включает три баллона объемом 40 л, содержащих водород, кислород и гелий. Баллоны натекателями VF5-VF7 и перепускным вентилем V5 соединены с камерой высокого давления. Давление толкающего газа в камере высокого давления контролируется манометрами PD4 и PD5. Манометр PD6 контролирует давление в баллоне с водородом. Вентиль V10 обеспечивает аварийный сброс водорода из камеры высокого давления.The HPC filling system includes three 40-liter cylinders containing hydrogen, oxygen and helium. The cylinders are connected to the high-pressure chamber by leak valves VF5-VF7 and bypass valve V5. The push gas pressure in the high pressure chamber is monitored with PD4 and PD5 pressure gauges. The PD6 pressure gauge monitors the pressure in the hydrogen cylinder. Valve V10 provides an emergency release of hydrogen from the high-pressure chamber.

Разводка систем напуска осуществлена трубкой из нержавеющей стали ∅3×0,5 мм. Трубка припаяна серебряным припоем ПСР-40 к соответствующим ниппелям вентилей и манометров. Все уплотнения систем напуска изготовлены из фторопласта.The distribution of the inlet systems is carried out with a stainless steel pipe ∅3 × 0.5 mm. The tube is soldered with PSR-40 silver solder to the corresponding valve and pressure gauge nipples. All seals of the venting systems are made of fluoroplastic.

На фиг. 4 изображена принципиальная схема наполнения и откачки ударной трубы. С помощью насоса NI, подключенного электромагнитным клапаном VM (Ду30 мм) к вакуумной трассе, проложенной вдоль всей трубы, и вентилей V3, V5 и V7 осуществляется форвакуумная откачка всех секций (камер) ударной трубы. С помощью вентиля V6 производится напуск в трубу атмосферного воздуха или нейтрального газа при смене диафрагм. Вакуумная трасса выполнена из отрезков нержавеющей трубы диаметром 18 мм, состыкованных быстроразъемными фланцами, приваренными к трубе через сильфоны. Форвакуумное давление в трубе контролируется вакуумметром PD3. Со стороны камеры низкого давления к трубе через вентиль-заслонку VT, сильфон и Г образный патрубок подсоединен демпферный бак CV2 объемом 47 л, выполненный из нержавеющей стали. Вентиль-заслонка VT имеет проходное сечение 60 мм. К демпферному баку через вентиль V2 (Ду60 мм) подключен безмасляный откачной пост NR. Для контроля степени откачки ударной трубы, также к демпферному баку подсоединен вакуумметр PM с магнитным электроразрядным датчиком. Вентиль VT позволяет производить смену диафрагм в ударной трубе без напуска атмосферного давления в демпферный бак, тем самым существенно уменьшая время чистовой откачки ударной трубы. Все соединения вакуумной системы выполнены быстроразъемными фланцевыми соединениями. В качестве уплотнений вакуумной системы секций трубы, бака, вентилей и т.п. использованы стандартные уплотнения, изготовленные из высоковакуумной резины.FIG. 4 shows a schematic diagram of the filling and pumping of the shock tube. With the help of an NI pump connected by a VM solenoid valve (DN30 mm) to a vacuum line laid along the entire pipe, and valves V3, V5, and V7, all sections (chambers) of the shock pipe are evacuated. With the help of valve V6, atmospheric air or neutral gas is injected into the pipe when changing diaphragms. The vacuum line is made of 18 mm diameter stainless pipe sections joined by quick-release flanges welded to the pipe through bellows. The foreline pressure in the pipe is controlled by a PD3 vacuum gauge. On the side of the low-pressure chamber, a 47-liter CV2 damper tank made of stainless steel is connected to the pipe through the VT damper valve, bellows and L-shaped branch pipe. The VT damper valve has a flow area of 60 mm. An oil-free pumping station NR is connected to the damper tank through valve V2 (DN60 mm). To control the degree of pumping out of the shock tube, a PM vacuum gauge with a magnetic electric discharge sensor is also connected to the damper tank. The VT valve makes it possible to change the diaphragms in the shock tube without letting atmospheric pressure into the damper tank, thereby significantly reducing the time for final pumping of the shock tube. All connections of the vacuum system are made by quick disconnect flange connections. As seals for the vacuum system of pipe sections, tanks, valves, etc. standard seals made of high vacuum rubber are used.

Камера высокого давления (внутренний диаметр до 50 мм, длина 30-60 диаметров трубы) и камера низкого давления разделены между собой диафрагмой. В случае использования в составе установке КПД, диафрагма расположена на границе раздела КВД и КПД. В общем случае, диафрагма представляет собой медный лист (фольгу) толщиной от 0,3 до 0,7 мм. Предпочтительно, в качестве диафрагмы между камерами используют медную фольгу толщиной 0,3-0,4 мм. Использование такого типа диафрагм позволило в настоящее время достигать скоростей ударной волны 11,4 км/с при начальном давлении воздуха в камере низкого давления 0,25 Торр. По площади диафрагмы со стороны КНД выполнены специальные крестообразные насечки, обеспечивающие облегчение разрыва, полное раскрытие и предотвращение уноса в поток оторванных «лепестков» меди, то есть увлечение в поток обрывков материала диафрагм практически отсутствует. Насечки выполнены равномерно по поверхности диафрагмы. Для каждого режима (давление газов, процентное соотношение газов в смеси, геометрические размеры трубы) выбирается определенная толщина диафрагмы и глубина насечек. Так, наиболее оптимальным является выполнение насечек глубиной 0,2-0,3 мм, при этом длина насечек составляет не более 50 мм. Диафрагма функционально предназначена для отражения плоской ударной волны, формируемой в результате воспламенения гремучей смеси, одновременно с ее раскрытием без разрушения и отрыва лепестков, что приводит к сгоранию основной массы запасенного в камере высокого давления газа в режиме, близком к детонации Чепмена-Жуге.The high-pressure chamber (inner diameter up to 50 mm, length 30-60 pipe diameters) and the low-pressure chamber are separated by a diaphragm. If used as part of an efficiency unit, the diaphragm is located at the interface between HPC and efficiency. In general, the diaphragm is a copper sheet (foil) with a thickness of 0.3 to 0.7 mm. Preferably, 0.3-0.4 mm copper foil is used as the diaphragm between the chambers. The use of this type of diaphragm has made it possible to attain shock wave velocities of 11.4 km / s at an initial air pressure in the low-pressure chamber of 0.25 Torr. Along the diaphragm area from the LPC side, special cruciform notches are made to facilitate rupture, full disclosure and prevent copper "petals" from being carried away into the flow, that is, there is practically no entrainment of diaphragm material scraps into the flow. The notches are made evenly over the surface of the diaphragm. For each mode (gas pressure, percentage of gases in the mixture, geometric dimensions of the pipe), a certain thickness of the diaphragm and the depth of the notches are selected. So, the most optimal is to make notches with a depth of 0.2-0.3 mm, while the length of the notches is no more than 50 mm. The diaphragm is functionally designed to reflect a plane shock wave formed as a result of the ignition of an explosive mixture, simultaneously with its opening without destruction and detachment of the petals, which leads to the combustion of the bulk of the gas stored in the high-pressure chamber in a mode close to Chapman-Jouguet detonation.

В торце КВД, расположенном с противоположной от диафрагмы стороны, расположена форкамера, предназначенная для воспламенения гремучей смеси. Форкамера может быть образована торцом и стенками КВД и ограничена перфорированным листом из нержавеющей стали. В другом варианте исполнения форкамера может быть образована вставкой в торец КВД стального «стакана» с перфорированным дном. Таким образом, форкамера имеет диаметр, практически совпадающий с внутренним диаметром КВД, и протяженность около 20 мм. Лист из нержавеющей стали (торец форкамеры), в котором выполнена перфорация, имеет толщину до 4 мм, таким образом, протяженность каналов перфорации также составляет 4 мм. Перфорация представляет собой набор равномерно распределенных по площади торца форкамеры протяженных отверстий (каналов), при этом каждый канал выполнен в виде аналога сопла Лаваля. Диаметр входных и выходных отверстий каналов перфорации отличается, и в общем случае, отношение площадей входных отверстий к площади выходных отверстий перфорации находится в диапазоне 1:2-1:10. Наиболее предпочтительным является соотношение указанных площадей 1:4. Кромки входных отверстий перфорации выполнены скругленными для того, чтобы обеспечить безотрывное истечение горячих струй продуктов горения гремучей смеси. Перфорация в стенке форкамеры обеспечивает истечение однородных горячих струй и формирование плоской ударной волны на расстоянии нескольких диаметров УТ (не более 3-х диаметров УТ) от торца КВД, вблизи которого сформирована форкамера. В общем случае отношение площади входных отверстий каналов перфорации к площади сечения УТ (или площади торца форкамеры) составляет 20-50%.At the end of the HPC, located on the side opposite to the diaphragm, there is a prechamber intended for igniting the explosive mixture. The prechamber can be formed by the end and walls of the HPC and bounded by a perforated stainless steel sheet. In another embodiment, the prechamber can be formed by inserting a steel "cup" with a perforated bottom into the HPC end. Thus, the prechamber has a diameter that practically coincides with the inner diameter of the pressure build-up pump and a length of about 20 mm. The stainless steel sheet (end of the prechamber), in which the perforation is made, has a thickness of up to 4 mm, so the length of the perforation channels is also 4 mm. Perforation is a set of extended holes (channels) evenly distributed over the area of the end of the prechamber, with each channel being made in the form of an analogue of a Laval nozzle. The diameter of the inlet and outlet holes of the perforation channels is different, and in general, the ratio of the area of the inlet holes to the area of the outlet holes of the perforation is in the range of 1: 2-1: 10. Most preferred is the ratio of said areas of 1: 4. The edges of the inlet holes of the perforation are rounded in order to ensure the uninterrupted outflow of hot jets of the combustion products of the explosive mixture. Perforation in the wall of the prechamber provides the outflow of uniform hot jets and the formation of a plane shock wave at a distance of several UT diameters (no more than 3 UT diameters) from the HPC end, near which the prechamber is formed. In the general case, the ratio of the area of the inlet holes of the perforation channels to the sectional area of the UT (or the area of the end of the prechamber) is 20-50%.

В торце КВД также смонтировано средство поджига гремучей смеси, выполненное, например, в виде автомобильной свечи. В каждой камере ударной трубы поддерживается определенное давление. Так, диапазон давлений в КВД составляет 8-10 атм.At the end of the HPC, there is also a means for igniting an explosive mixture, made, for example, in the form of a car candle. A certain pressure is maintained in each chamber of the shock tube. Thus, the pressure range in the HPC is 8-10 atm.

Измерение скорости ударной волны в измерительном сечении осуществляют пьезодатчиками. Регистрация сигналов с пъезодатчиков выполняется цифровыми запоминающими осциллографами с шириной полосы 100 мГц.Measurement of the shock wave velocity in the measuring section is carried out by piezoelectric sensors. Signals from piezoelectric sensors are recorded by digital storage oscilloscopes with a bandwidth of 100 MHz.

В камере низкого давления на расстоянии 50 и 60 диаметров УТ от диафрагмы, разделяющей КВД и КНД, друг напротив друга расположены пары оптических окон диаметром 10 мм для наблюдения за излучением исследуемого газа. Через окна в каждом эксперименте производились измерения, как спектрального состава излучения, так и изменения во времени интенсивности излучения.In the low-pressure chamber, at a distance of 50 and 60 UT diameters from the diaphragm separating the HPC and LPC, pairs of optical windows with a diameter of 10 mm are located opposite each other for observing the emission of the studied gas. Through the windows in each experiment, measurements were made of both the spectral composition of the radiation and the time variation of the radiation intensity.

Заявляемое устройство используют для получения высокоскоростной ударной волны, для чего:The inventive device is used to obtain a high-speed shock wave, for which:

1) на первом этапе в камеру высокого давления подают газы для формирования исходной газовой смеси. В качестве исходной газовой смеси может быть использована смесь гелий/кислород/водород в стехиометрической концентрации кислорода и водорода. При этом концентрация гелия составляет от 50 до 65%. Газы для формирования исходной газовой смеси подают в камеру высокого давления (КВД), при этом сначала КВД заполняют гелием, после чего подают последовательно кислород и водород. Для более быстрого перемешивания газы в КВД могут быть поданы с двух противоположных концов камеры. Затем камеру оставляют для обеспечения перемешивания газов. Время перемешивания для КВД длиной 150 см составляет не менее 60 минут для обеспечения хорошей повторяемости. Возможно предварительное приготовление смеси гелия с кислородом в отдельном резервуаре и подача в КВД готовой смеси гелий/кислород и отдельно водород. В таком случае время несколько снижается и, например, для КВД длиной 150 см составит около 40 минут.1) at the first stage, gases are fed into the high-pressure chamber to form the initial gas mixture. A helium / oxygen / hydrogen mixture in the stoichiometric concentration of oxygen and hydrogen can be used as the initial gas mixture. In this case, the concentration of helium is from 50 to 65%. Gases for the formation of the initial gas mixture are fed into the high-pressure chamber (HPC), while the HPC is first filled with helium, after which oxygen and hydrogen are fed in succession. For faster mixing, gases in the HPC can be fed from two opposite ends of the chamber. The chamber is then left to mix the gases. Mixing time for 150 cm HPC is at least 60 minutes to ensure good repeatability. It is possible to pre-prepare a mixture of helium with oxygen in a separate tank and supply a ready-made mixture of helium / oxygen and hydrogen separately to the HPC. In this case, the time is somewhat reduced and, for example, for a pressure build-up with a length of 150 cm, it will be about 40 minutes.

2) в форкамеру подают гремучую смесь для поджига. С использованием автомобильной свечи осуществляют поджиг гремучей смеси в форкамере, искровое воспламенение которой приводит к образованию поперечных волн сжатия, которые выравнивают давление в форкамере. С повышением давления начинается струйное истечение продуктов горения через перфорацию торца форкамеры в основную часть камеры высокого давления, заполненную гремучей смесью с гелием. Близкие по интенсивности и составу струи (поступающие через перфорацию форкамеры и находящиеся в КВД) обеспечивают однородное в поперечном направлении воспламенение газа в камере высокого давления, что позволяет получить формирование плоского фронта ударной волны на небольшом (не более 3-х диаметров ударной трубы) расстоянии, что позволяет более эффективно использовать энергию сгорания. Следует отметить, что отсутствие такой перфорации не позволит сформировать ударную волну с заявленными характеристиками. Ударная волна (УВ) при истечении через, например, одно центральное отверстие форкамеры или щелевые отверстия будет формироваться гораздо позже, что не позволит достичь заявленных скоростей ударной волны. 2) an explosive mixture is fed into the prechamber for ignition. Using a car spark plug, the explosive mixture is ignited in the prechamber, the spark ignition of which leads to the formation of transverse compression waves, which equalize the pressure in the prechamber. With an increase in pressure, a jet outflow of combustion products begins through the perforation of the end of the prechamber into the main part of the high-pressure chamber, filled with an explosive mixture with helium. Jets similar in intensity and composition (entering through the perforation of the prechamber and located in the HPC) ensure uniform transverse ignition of the gas in the high-pressure chamber, which makes it possible to obtain the formation of a plane shock wave front at a small distance (no more than 3 diameters of the shock tube). which allows more efficient use of combustion energy. It should be noted that the absence of such perforation will not allow the formation of a shock wave with the declared characteristics. A shock wave (SW) when flowing through, for example, one central opening of the prechamber or slot holes will be formed much later, which will not allow reaching the declared velocities of the shock wave.

Возникающий фронт пламени генерирует практически плоскую ударную волну, которая к моменту подхода к диафрагме, разделяющей камеру высокого давления и камеру низкого давления, успевает продвинуться на сравнительно большое расстояние от фронта пламени. Эмпирически подобранные значения давления (8-10 атм в КВД) и состава газа (сочетание гремучей смеси и гелия практически в равном соотношении), а также материал (медная фольга) и толщина диафрагмы (0,3-0,7 мм) приводят к тому, что интенсивности отраженной ударной волны не хватает для разрыва диафрагмы, но достаточно для взрывного воспламенения газа у диафрагмы.The resulting flame front generates an almost plane shock wave, which, by the time it approaches the diaphragm separating the high-pressure chamber and the low-pressure chamber, has time to move a relatively large distance from the flame front. Empirically selected values of pressure (8-10 atm in HPC) and gas composition (combination of an explosive mixture and helium in almost equal ratio), as well as material (copper foil) and diaphragm thickness (0.3-0.7 mm) lead to that the intensity of the reflected shock wave is not enough to rupture the diaphragm, but it is sufficient for the explosive ignition of the gas at the diaphragm.

Взрывное выделение энергии повышает давление за отраженной от диафрагмы ударной волной, что становится причиной возникновения пересжатой детонации и разрыва диафрагмы, которая быстро приближается к режиму детонации Чепмена-Жуге и обеспечивает полное сгорание газа в камере высокого давления. Интенсивность ударной волны, формирующейся в камере низкого давления, определяется работой, которую могут совершить продукты горения газа, запасенного в камере высокого давления. Необходимо отметить, что даже при полном сгорании газа продукты дефлаграционного (медленного) горения совершают меньшую работу, чем при горении в режиме детонации Чепмена-Жуге [2].The explosive release of energy increases the pressure behind the shock wave reflected from the diaphragm, which causes over-compressed detonation and rupture of the diaphragm, which quickly approaches the Chapman-Jouguet detonation mode and ensures complete combustion of the gas in the high-pressure chamber. The intensity of the shock wave that forms in the low-pressure chamber is determined by the work that the combustion products of the gas stored in the high-pressure chamber can do. It should be noted that even with complete combustion of the gas, the products of deflagration (slow) combustion perform less work than during combustion in the Chapman-Jouguet detonation mode [2].

Для исследования полученной ударной волны в КНД предусмотрены две измерительные секции на расстоянии 50 и 60 диаметров УТ от диафрагмы. Каждая измерительная секция имеет два оптических окна диаметром 10 мм, расположенных друг напротив друга. Окна в измерительной секции расположены между двумя пьезоэлектрическими датчиками Ø 4 мм, измеряющими среднюю скорость ударной волны в момент прохождения ее мимо соответствующего оптического окна. Пьезоэлектрические датчики давления имеют скорость нарастания фронта 0,9 мкс, чувствительность датчиков составляет ~0,3 В/атм. Сигнал с датчиков давления регистрируют цифровым осциллографом и фиксируют в память компьютера. Информацию с датчиков регистрируют цифровым осциллографом и передают для записи в компьютер.To study the received shock wave in the LPC, two measuring sections are provided at a distance of 50 and 60 UT diameters from the diaphragm. Each measuring section has two optical windows with a diameter of 10 mm, located opposite each other. The windows in the measuring section are located between two piezoelectric sensors Ø 4 mm, which measure the average velocity of the shock wave at the moment it passes by the corresponding optical window. Piezoelectric pressure sensors have a rise rate of 0.9 μs, the sensitivity of the sensors is ~ 0.3 V / atm. The signal from the pressure sensors is recorded with a digital oscilloscope and recorded in the computer memory. The information from the sensors is recorded by a digital oscilloscope and transferred to a computer for recording.

Пример конкретного выполненияAn example of a specific implementation

Заявляемое устройство в качестве опытного образца реализовано лаборатории "Кинетических процессов в газах" (лаб. 109) НИИ механики МГУ. В камере высокого давления установлены датчики давления, сигнал с которых записывался на компьютер с помощью АЦП L-20-10. Газовое наполнение камеры высокого давления представляет собой смесь гремучей смеси (стехиометрической кислородно-водородной смеси и инертного газа-разбавителя гелия в пропорциях He:H2:O2=3:2:1). Рабочее давление в камере высокого давления (КВД) составляет 9 атм, заполняющий ее газ состоит из 50% гремучей смеси и 50% гелия, для поджига гремучей смеси в форкамере использовалась свеча зажигания с энергией разряда 100 мДж, перфорированный диск расположен в 20 мм от торцевой стенки КВД и имеет 19 микросопловых отверстий входным диаметром 1 мм и выходным 2 мм, медная диафрагма имеет толщину 0,5 мм, с насечками глубиной 0,2 мм протяженностью 40 мм. Камера низкого давления имеет следующие характеристики: р1=0,25 Торр; 100% воздух. Смесь указанного состава подают в КВД через систему подачи горючей смеси. В форкамеру подают чистую гремучую смесь и поджигают, после чего гремучая смесь воспламеняется, горячий газ через отверстия перфорации поступает в полость КВД, где формируется плоская ударная волна, которая достигает диафрагмы, отражается от нее, в результате чего достигается режим Чепмена-Жуге и формируется ударная волна со скоростью 11,4 км/с. При этом энергетические затраты составляют 84,4 кДж, что существенно ниже энергетических затрат для получения высокоскоростных ударных волн в соответствии с прототипом (более, чем в сорок раз).The claimed device as a prototype is implemented by the laboratory "Kinetic processes in gases" (lab. 109) Research Institute of Mechanics, Moscow State University. Pressure sensors are installed in the high-pressure chamber, the signal from which was recorded on a computer using an L-20-10 ADC. The gas filling of the high-pressure chamber is a mixture of an explosive mixture (stoichiometric oxygen-hydrogen mixture and an inert diluent gas helium in the proportions He: H2: O2 = 3: 2: 1). The working pressure in the high-pressure chamber (HPC) is 9 atm, the gas filling it consists of 50% explosive mixture and 50% helium, a spark plug with a discharge energy of 100 mJ was used to ignite the explosive mixture in the prechamber, the perforated disk is located 20 mm from the end HPC walls and has 19 micro-nozzle holes with an inlet diameter of 1 mm and an outlet diameter of 2 mm, the copper diaphragm is 0.5 mm thick, with notches 0.2 mm deep and 40 mm long. The low pressure chamber has the following characteristics: p 1 = 0.25 Torr; 100% air. The mixture of the specified composition is fed to the HPC through the fuel mixture supply system. A pure explosive mixture is fed into the prechamber and ignited, after which the explosive mixture ignites, the hot gas enters the HPC cavity through the perforation holes, where a plane shock wave is formed, which reaches the diaphragm, is reflected from it, as a result of which the Chapman-Jouguet regime is achieved and a shock wave with a speed of 11.4 km / s. In this case, the energy costs are 84.4 kJ, which is significantly lower than the energy costs for obtaining high-speed shock waves in accordance with the prototype (more than forty times).

На фиг. 3 представлен образец осциллограммы сигналов датчиков давления (расстояние между датчиками P9 и P10, которые регистрируют скорость ударной волны в камере низкого давления ударной трубы, равно 100 мм).FIG. 3 shows a sample oscillogram of the pressure sensor signals (the distance between the sensors P9 and P10, which register the speed of the shock wave in the low-pressure chamber of the shock tube, is 100 mm).

Таким образом, заявляемое устройство позволяет получать скорости ударной волны равные 2-й космической и выше, при начальных давлениях равных 0,25 Торр в ударной трубе с длиной КВД не превышающей 1,5 м, при сжигании фактически любой горючей смеси, в частности, смеси кислород/водород/гелий, что соответствует самому важному участку спуска космических аппаратов.Thus, the claimed device makes it possible to obtain a shock wave velocity equal to the 2nd cosmic one and higher, at initial pressures equal to 0.25 Torr in a shock tube with a pressure build-up pressure not exceeding 1.5 m, when burning virtually any combustible mixture, in particular, a mixture oxygen / hydrogen / helium, which corresponds to the most important launch site for spacecraft.

Claims (5)

1. Ударная труба для генерации высокоскоростной ударной волны, содержащая камеру высокого давления (КВД), с одного конца снабженную форкамерой с перфорированным торцом, обращенным в направлении распространения волны, а с другого конца через диафрагму, соединенную с камерой низкого давления (КНД), отличающаяся тем, что диафрагма, разделяющая КВД и КНД, выполнена из медного листа толщиной от 0,3 до 0,7 мм, со стороны КНД снабженного равномерно нанесенными на поверхность крестообразными насечками глубиной от 0,2 до 0,3 мм, обеспечивающими предотвращение разлета частиц диафрагмы при ее разрушении, при этом перфорация торца форкамеры выполнена в виде равномерно размещенных по торцу форкамеры и расширяющихся в направлении распространения волны каналов протяженностью не более 4 мм с отношением площадей входного и выходного отверстий перфорации в диапазоне 1:2 – 1:10. 1. A shock tube for generating a high-speed shock wave, containing a high-pressure chamber (HPC), at one end is equipped with a prechamber with a perforated end facing in the direction of wave propagation, and at the other end through a diaphragm connected to the low-pressure chamber (LPC), which is different the fact that the diaphragm separating the HPC and LPC is made of a copper sheet with a thickness of 0.3 to 0.7 mm, from the LPC side equipped with cross-shaped notches with a depth of 0.2 to 0.3 mm, evenly applied to the surface, ensuring the prevention of particle scattering the diaphragm during its destruction, while the perforation of the end of the prechamber is made in the form of channels evenly spaced along the end of the prechamber and expanding in the direction of wave propagation with a length of no more than 4 mm with the ratio of the areas of the inlet and outlet perforations in the range 1: 2 - 1:10. 2. Ударная труба по п.1, отличающаяся тем, что длина КВД не превышает 1,5 м.2. The shock pipe according to claim 1, characterized in that the length of the pressure build-up does not exceed 1.5 m. 3. Ударная труба по п.1, отличающаяся тем, что каналы перфорации имеют в форме сопла Лаваля.3. Impact tube according to claim 1, characterized in that the perforation channels are in the form of a Laval nozzle. 4. Ударная труба по п.1, отличающаяся тем, что кромки входных отверстий перфорации выполнены скругленными.4. Impact tube according to claim 1, characterized in that the edges of the perforation inlet openings are rounded. 5. Ударная труба по п.1, отличающаяся тем, что длина насечек на диафрагме составляет не более 50 мм.5. The shock tube according to claim 1, characterized in that the length of the notches on the diaphragm is no more than 50 mm.
RU2020128782U 2020-08-31 2020-08-31 SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION RU203856U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128782U RU203856U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128782U RU203856U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU203856U1 true RU203856U1 (en) 2021-04-23

Family

ID=75587927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020128782U RU203856U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU203856U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806821C1 (en) * 2023-02-07 2023-11-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for synchronous measurement of plasma parameters in a shock tube

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1502901A2 (en) * 1987-12-08 1989-08-23 Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина Pulse burning device
US7758334B2 (en) * 2006-03-28 2010-07-20 Purdue Research Foundation Valveless pulsed detonation combustor
RU2429409C1 (en) * 2010-03-04 2011-09-20 Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) Initiation method of detonation in tube with flammable mixture and device for its implementation
RU2430303C1 (en) * 2010-03-04 2011-09-27 Некоммерческое партнерство по научной, образовательной и инновационной деятельности "Центр импульсно-детонационного горения" (НП "Центр ИДГ") Detonation initiation device
RU2659415C1 (en) * 2017-06-14 2018-07-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Pulse detonation initiation method
RU2672244C1 (en) * 2017-11-15 2018-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1502901A2 (en) * 1987-12-08 1989-08-23 Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина Pulse burning device
US7758334B2 (en) * 2006-03-28 2010-07-20 Purdue Research Foundation Valveless pulsed detonation combustor
RU2429409C1 (en) * 2010-03-04 2011-09-20 Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) Initiation method of detonation in tube with flammable mixture and device for its implementation
RU2430303C1 (en) * 2010-03-04 2011-09-27 Некоммерческое партнерство по научной, образовательной и инновационной деятельности "Центр импульсно-детонационного горения" (НП "Центр ИДГ") Detonation initiation device
RU2659415C1 (en) * 2017-06-14 2018-07-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Pulse detonation initiation method
RU2672244C1 (en) * 2017-11-15 2018-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806821C1 (en) * 2023-02-07 2023-11-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for synchronous measurement of plasma parameters in a shock tube

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kindracki et al. Experimental research on the rotating detonation in gaseous fuels–oxygen mixtures
Mogi et al. Self-ignition and explosion during discharge of high-pressure hydrogen
Li et al. Effects of obstacles inside the tube on the shock wave propagation and spontaneous ignition of high-pressure hydrogen
Kaneshige et al. Oblique detonation stabilized on a hypervelocity projectile
CN113484026B (en) Shock wave focusing ignition and corresponding ignition characteristic measuring device and method
Gong et al. Experimental study of pressure dynamics, spontaneous ignition and flame propagation during hydrogen release from high-pressure storage tank through 15 mm diameter tube and exhaust chamber connected to atmosphere
Duan et al. Experimental study of shock wave propagation and its influence on the spontaneous ignition during high-pressure hydrogen release through a tube
Ivanov et al. Hydrogen fueled detonation ramjet: Conceptual design and test fires at Mach 1.5 and 2.0
RU203856U1 (en) SHOCK TUBE FOR HIGH-SPEED SHOCK WAVE GENERATION
Bangalore Venkatesh et al. Deflagration-to-detonation transition in nitrous oxide-ethylene mixtures and its application to pulsed propulsion systems
Duan et al. Mechanism of self-ignition and flame propagation during high-pressure hydrogen release through a rectangular tube
Zhao et al. Performance of a detonation driven shock tunnel
CN110749445A (en) Ramjet direct-connected test device utilizing detonation driving technology
RU2744308C1 (en) Method for generation of high-speed shock wave in impact pipe
BRUCKNER et al. Investigation of gasdynamic phenomena associated with the ram accelerator concept
Frolov et al. Deflagration-to-detonation transition in crossed-flow fast jets of propellant components
US4033267A (en) Flueric cartridge initiator
BRUCKNER et al. High-velocity modes of the thermally choked ram accelerator
Stewart et al. Effects of launch tube gases on starting of the ram accelerator
Saretto et al. Predetonator to thrust tube detonation transition studies for multi-cycle PDE applications
RU2689056C1 (en) Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed
Chin et al. Time-resolved measurements of detonation decoupling and amplification
Grubelich et al. Deflagration-to-Detonation Transition in Nitrous Oxide-Ethylene Mixtures and its Application to Pulsed Propulsion Systems.
Lenkevich et al. Parametric investigation of the propagation of detonation in narrow channels filled with a propane-butane-oxygen mixture
Shepherd et al. Detonation initiation and propagation