RU2689056C1 - Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed - Google Patents
Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689056C1 RU2689056C1 RU2018131574A RU2018131574A RU2689056C1 RU 2689056 C1 RU2689056 C1 RU 2689056C1 RU 2018131574 A RU2018131574 A RU 2018131574A RU 2018131574 A RU2018131574 A RU 2018131574A RU 2689056 C1 RU2689056 C1 RU 2689056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accelerated
- barrel
- acceleration
- combustible mixture
- massive
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 9
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 102220498641 Protein LRATD2_F41A_mutation Human genes 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
- F41F1/00—Launching apparatus for projecting projectiles or missiles from barrels, e.g. cannons; Harpoon guns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам и устройствам для газодинамического разгона массивных тел до высокой скорости и может быть использовано в составе установок для исследования динамики высокоскоростного движения массивных тел, для исследования взаимодействия массивных тел с преградами и др.The invention relates to methods and devices for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed and can be used as part of installations for studying the dynamics of high-speed motion of massive bodies, for studying the interaction of massive bodies with obstacles, etc.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Известны способ и устройство для газодинамического разгона массивного тела до высокой скорости, предложенные в патенте US 5,578,783 F41F 1/00, 26.11.1996. Согласно изобретению, способ разгона включает в себя предварительное ускорение тела, введение тела в канал ускорителя, содержащий горючую смесь под давлением, воспламенение горючей смеси путем впрыска жидкого или газообразного топлива из разгоняемого тела в пространство между разгоняемым телом и стенкой канала ускорителя и сжигание горючей смеси в дефлаграционном или детонационном режиме в области тыльной части тела, что обеспечивает толкающую силу, разгоняющую тело до высоких скоростей.The known method and device for gas-dynamic acceleration of a massive body to high speed, proposed in patent US 5,578,783
Предложенный способ реализован в устройстве, которое включает стартовый ускоритель, разгоняемое тело, снабженное системой подачи жидкого или газообразного топлива и стартовой капсулой, буферный объем для отделения газов, возникающих при срабатывании стартового ускорителя и удаления стартовой капсулы, канал ускорителя, заполненный горючей смесью под давлением.The proposed method is implemented in a device that includes a starting accelerator, a accelerated body equipped with a liquid or gaseous fuel supply system and a starting capsule, a buffer volume for separating gases arising from the launch of the starting accelerator and removing the starting capsule, the accelerator channel filled with a combustible mixture under pressure.
Общие недостатки перечисленных выше способа и устройства заключаются, во-первых, в использовании дефлаграционного (медленного) режима сгорания горючей смеси на начальных стадиях разгона тела, что увеличивает продолжительность процесса ускорения тела, а во-вторых, в принципиальной необходимости большой начальной скорости тела, что означает обязательное использование буферного объема, желательно вакуумируемого, между стартовым ускорителем и каналом ускорителя, т.е. усложнение конструкции и, как следствие, снижение ее надежности.The general disadvantages of the above method and device are, firstly, in the use of deflagration (slow) mode of combustion of the combustible mixture at the initial stages of acceleration of the body, which increases the duration of the acceleration process of the body, and secondly, the fundamental need for high initial velocity of the body, which means the mandatory use of a buffer volume, preferably vacuumized, between the starting accelerator and the accelerator channel, i.e. the complexity of the design and, as a consequence, the reduction of its reliability.
Известен способ для разгона массивного тела до высокой скорости, предложенный в патенте US 5,121,670 F41A 1/04, 16.06.1992. Согласно изобретению способ разгона тела включает в себя заполнение ускоряющей секции горючей смесью под давлением, стартовое ускорение тела и введение его в ускоряющую секцию, воспламенение горючей смеси и формирование фронта пламени за тыльной частью тела, обеспечивающие толкающую силу, при этом продукты горения выходят через открытый конец секции, расположенной со стороны тыльной части тела, а горючая смесь поступает через кольцевой зазор между боковыми стенками ускоряющей секции и тела под действием перепада давления перед и за телом. Повышение давления горючей смеси в области перед движущимися телом обеспечивается либо ударными волнами, формирующимися под действием движущегося тела, либо за счет заполнения ускоряющей секции горючей смесью под давлением. Недостаток данного способа - использование дефлаграционного (медленного) режима сгорания горючей смеси, что ограничивает максимально достижимую скорость тела.There is a method for accelerating a massive body to high speed, proposed in patent US 5,121,670
Известны способ и устройство для разгона массивного тела из состояния покоя до высокой скорости, предложенные в патенте US 5,097,743 F41F 1/00, 24.03.1992. Согласно изобретению способ разгона тела из состояния покоя включает в себя: предварительное заполнение секции ускорения горючей смесью под высоким давлением, а стартовой секции с размещенным в ней телом - газом под низким давлением; формирование скоростного потока горючей смеси из секции ускорения в стартовую секцию, а затем в область за телом; формирование отраженной ударной волны в области за телом; зажигание горючей смеси и формирование зоны горения в области за телом, обеспечивающей толкающую силу. При этом продукты горения покидают область за телом через открытое сечение стартовой секции, а горючая смесь поступает из секции ускорения из-за разности давлений в объеме до и после тела. Предложенный способ реализован в устройстве, включающем стартовую секцию и отделенную от нее разрывной мембраной секцию ускорения. В стартовой секции со стороны входного сечения, сообщающегося с атмосферой, последовательно установлены отражающий диск и на некотором расстоянии от него - ускоряемое тело. В выходном сечении секции ускорения установлена разрывная мембрана, обеспечивающая возможность заполнения секции горючей смесью под давлением, превышающем атмосферное. Кроме того, устройство содержит систему подачи горючей смеси в секцию ускорения и систему вакуумирования стартовой секции. Недостатки данных способа и устройства заключаются, во-первых, в использовании дефлаграционного (медленного) режима сгорания горючей смеси, что ограничивает максимально достижимую скорость тела, а во-вторых, в необходимости использования системы вакуумирования, что приводит к усложнению конструкции и, как следствие, к снижению ее надежности.The known method and device for accelerating a massive body from rest to high speed, proposed in US patent 5,097,743
Известно устройство, предложенное в патенте US 4,726,279 F41A 1/04, 23.02.1988. Согласно изобретению устройство включает секцию ускорения и размещенное в ней коническое массивное тело. В выходном сечении секции ускорения (с тыльной стороны конического тела) установлен затвор, а во входном сечении - насадок, которые могут содержать разрывные мембраны. Форма конической части массивного тела подбирается таким образом, чтобы избежать формирования прямого скачка уплотнения. В результате при движении массивного конического тела в тыльной области формируется фронт сверхзвукового горения, обеспечивающего толкающую силу. Недостаток данного способа -использование дефлаграционного дозвукового или сверхзвукового режима сгорания горючей смеси, что ограничивает максимально достижимую скорость снаряда.A device proposed in US patent 4,726,279
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности являются способ и устройство, предложенные в патенте US 4,938,112 F41F 1/00, 03.07.1990. Согласно изобретению способ разгона тела до сверхзвуковой скорости включает в себя предварительное ускорение тела до сверхзвуковой скорости и его последующее ускорение в трубе, частично заполненной газообразным топливом для запуска управляемой пересжатой детонационной волны и частично заполненной газообразным водородом, что обеспечивает максимальное ускорение снаряда. Поверхность тела и внутренняя поверхность трубы образуют прямоточный воздушно-реактивный двигатель, имеющий диффузор, камеру сгорания и сопло. Стабилизатор пламени, выполненный в днище тела, обеспечивает воспламенение и горение горючего в дефлаграционном режиме, что приводит к образованию толкающей силы, разгоняющей тело. Затем тело поступает в зону запуска волны детонации, в которой дальнейшее ускорение тела выполняется толкающей силой, образующейся при сгорании газообразного топлива в режиме управляемой пересжатой детонации, возникающей при воспламенении газообразного топлива. Далее тело поступает в секцию трубы, заполненную газообразным водородом. При этом происходит взрывное воспламенение водорода в зоне между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью тела. Взрывное самовоспламенение вызвано ударной волной, образованной при движении тела. В результате достигается максимальное ускорение тела.Closest to the proposed invention to the technical essence are the method and device proposed in patent US 4,938,112
Согласно изобретению предлагаемое устройство включает секцию стартового ускорения и трубу, разделенную на секции зажигания (формирования дефлаграции), формирования управляемой пересжатой детонации и взрывного воспламенения, а также само ускоряемое тело, содержащее носовую часть, выполненную в виде диффузора, цилиндрическую часть, плавно соединенную с носовой частью, а также хвостовую часть (стабилизатор горения), выполненную в виде конуса, вершина которого ориентирована вниз по потоку (прототип). Основные недостатки способа-прототипа и устройства-прототипа: использование сложной двухтопливной схемы.According to the invention, the proposed device includes a starting acceleration section and a pipe divided into ignition sections (deflagration formation), controlled over compressed detonation and explosive ignition formation, as well as the accelerated body itself, comprising a nose part made in the form of a diffuser, a cylindrical part smoothly connected to the nose part, as well as the tail part (combustion stabilizer), made in the form of a cone, the top of which is oriented downstream (prototype). The main disadvantages of the prototype method and device prototype: the use of complex dual-fuel circuit.
В перечисленных изобретениях-аналогах и изобретении-прототипе сила, толкающая тело при высокой сверхзвуковой скорости его движения, образуется благодаря организации горения или детонации горючей смеси в тыльной стороне разгоняемого тела. При этом, когда речь идет о детонации, рассматривается исключительно «стоячая» детонационная волна, присоединенная к местному сужению сечения кольцевого зазора. С возрастанием скорости набегающего потока наклон такой детонационной волны к продольной оси разгоняемого тела уменьшается, устойчивость детонации ухудшается, а аэродинамическое сопротивление тела, вызванное местным сужением сечения кольцевого зазора, возрастает. Чтобы избежать подобных эффектов, можно использовать другие известные режимы с «бегущими» детонационными волнами, такие как режимы с импульсной детонацией и режимы с непрерывной спиновой детонацией горючей смеси в сверхзвуковом потоке, не требующие местного сужения сечения кольцевого зазора (Фролов С.М., Аксенов B.C., Дубровский А.В., Иванов B.C., Шамшин И.О. Энергоэффективность непрерывно-детонационных камер сгорания. Физика горения и взрыва, 2015, т. 51, №2, с. 102-117).In the above-mentioned inventions-analogues and the invention-prototype, the force pushing the body at a high supersonic speed of its movement is formed due to the organization of burning or detonation of the combustible mixture in the back side of the accelerated body. In this case, when it comes to detonation, only the “standing” detonation wave is considered, which is connected to the local narrowing of the annular gap cross section. With an increase in the velocity of the incident flow, the slope of such a detonation wave to the longitudinal axis of the accelerated body decreases, the stability of the detonation worsens, and the aerodynamic resistance of the body caused by a local narrowing of the annular gap section increases. To avoid such effects, you can use other known modes with “running” detonation waves, such as modes with pulsed detonation and modes with continuous spin detonation of a combustible mixture in a supersonic flow that do not require local narrowing of the annular gap section (Frolov SM, Aksenov VS, Dubrovsky, AV, Ivanov, VS, Shamshin, IO, Energy Efficiency of Continuous-detonation Combustion Chambers., Physics of Combustion and Explosion, 2015, V. 51, No. 2, pp. 102-117).
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Задача изобретения - создание способа газодинамического разгона массивных тел до высокой скорости с помощью организации импульсной детонации или непрерывной спиновой детонации горючей смеси в тыльной части массивного тела, обеспечивающей толкающую силу.The objective of the invention is the creation of a method of gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed with the help of the organization of pulsed detonation or continuous spin detonation of the combustible mixture in the back of the massive body, providing a pushing force.
Задача изобретения - создание устройства, которое обеспечит газодинамический разгон массивных тел до высокой скорости с помощью организации импульсной детонации или непрерывной спиновой детонации горючей смеси в тыльной части массивного тела, обеспечивающей толкающую силу.The objective of the invention is the creation of a device that will provide gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed through the organization of pulsed detonation or continuous spin detonation of a combustible mixture in the back of a massive body, providing pushing force.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемыми:The solution of the problem is achieved by the proposed:
- способом газодинамического разгона массивного тела, помещенного в ствол с горючей смесью, до высокой скорости с помощью стартового ускорения массивного тела и последующей организации детонационного режима горения горючей смеси в тыльной части тела, обеспечивающего толкающую силу, в котором после достижения массивным телом требуемой скорости, происходит зажигание горючей смеси с тыльной стороны массивного тела и формирование импульсной детонации или непрерывной спиновой детонации, обеспечивающей дальнейший разгон массивного тела до высоких скоростей.- a method of gas-dynamic acceleration of a massive body placed in the barrel with a combustible mixture to a high speed using the starting acceleration of the massive body and the subsequent organization of the detonation mode of combustion of the combustible mixture in the back part of the body, providing a pushing force, which occurs after the massive body reaches ignition of the combustible mixture from the back side of the massive body and the formation of a pulsed detonation or continuous spin detonation, providing further acceleration of the massive body about high speeds.
Кольцевой зазор между стволом и разгоняемым телом может иметь постоянное или переменное, предпочтительно, уменьшающееся сечение, что обеспечит возможность газодинамического разгона массивного тела до предельной скорости, при которой горючая смесь самовоспламеняется в системе скачков уплотнения перед телом.The annular gap between the barrel and the body being accelerated can have a constant or variable, preferably decreasing cross-section, which will allow the gas-dynamic acceleration of the massive body to the maximum speed at which the combustible mixture spontaneously ignites in front of the body.
- устройством, включающим ствол с разгоняемым массивным телом, системы подачи горючего и окислителя, систему зажигания и систему ускорения массивного тела, в котором разгоняемое тело имеет специальную форму в виде комбинации соосных переднего и заднего конусов, соединенных основаниями, причем максимальный внешний диаметр разгоняемого тела меньше калибра ствола, так что между стволом и разгоняемым телом имеется кольцевой зазор, а само тело центрируется в стволе с помощью направляющих.- a device including a barrel with a massive body being accelerated, fuel and oxidizer supply systems, an ignition system and a massive body acceleration system in which the accelerated body has a special shape in the form of a combination of coaxial front and rear cones connected to the bases, with the maximum outer diameter of the accelerated body being smaller caliber of the barrel, so that between the barrel and the body being accelerated there is an annular gap, and the body itself is centered in the barrel with the help of guides.
Внутренняя поверхность ствола может иметь форму цилиндра или сужающегося конуса, что обеспечит уменьшение сечения кольцевого зазора между внутренней поверхностью ствола и наружной поверхностью разгоняемого тела по мере увеличения скорости его движения.The inner surface of the barrel may be in the form of a cylinder or a tapering cone, which will ensure a reduction in the cross section of the annular gap between the inner surface of the barrel and the outer surface of the accelerated body as its velocity increases.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 приведена схема заявляемого устройства. На фиг. 1 обозначено: 1 - ствол, 2 - разгоняемое тело, СНДВ - спиновая непрерывная детонационная волна, ИД - импульсная детонация.FIG. 1 shows the scheme of the claimed device. FIG. 1 denotes: 1 — barrel, 2 — accelerated body, LUM — spin continuous detonation wave, ID — pulsed detonation.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство состоит из ствола (1), разгоняемого тела (2), а также систем подачи горючего газа, окислителя, зажигания и стартового ускорения (на фиг. не показаны). Разгоняемое тело (2) имеет специальную форму в виде комбинации соосных переднего и заднего конусов, соединенных основаниями, причем максимальный внешний диаметр разгоняемого тела (2) меньше калибра ствола (1), так что между стволом (1) и разгоняемым телом (2) имеется кольцевой зазор, а само разгоняемое тело (2) центрируется в стволе (1) с помощью направляющих (на фиг. не показаны). В начальный момент времени объем ствола заполняется горючей смесью. В разгоняемом теле (2) встроено зажигающее устройство (на фиг. не показано), срабатывающее в заданный момент времени.The device consists of the barrel (1), the accelerated body (2), as well as systems for the supply of combustible gas, oxidizer, ignition and starting acceleration (not shown in Fig.). The accelerated body (2) has a special form in the form of a combination of coaxial front and rear cones connected by bases, and the maximum outer diameter of the accelerated body (2) is smaller than the caliber of the barrel (1), so that there is between the barrel (1) and the accelerated body (2) an annular gap, and the accelerated body itself (2) is centered in the barrel (1) by means of guides (not shown in the figure). At the initial moment of time, the volume of the barrel is filled with a combustible mixture. In the accelerated body (2), an igniting device (not shown in Fig.) Is built in, which operates at a given moment in time.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.
Разгоняемое тело (2) приводится в движение при помощи любой известной системы стартового ускорения, например, при помощи пороховой пушки. При этом за счет поршневого действия давление газов перед разгоняемым телом (2) повышается. Вследствие разности давлений перед и за разгоняемым телом происходит перетекание горючей смеси из объема перед разгоняемым телом (2) в объем за разгоняемым телом (2). По достижении заданной скорости в разгоняемом теле (2) срабатывает зажигающее устройство, которое инициирует спиновую детонацию (СНДВ) или импульсную детонацию (ИД) горючей смеси на заднем конусе разгоняемого тела (2). Момент зажигания выбирается так, чтобы скорость горючей смеси в минимальном сечении кольцевого зазора между разгоняемым телом (2) и внутренней поверхностью ствола превышала местную скорость звука, а течение в кольцевом зазоре, образованном задним конусом разгоняемого тела и внутренней поверхностью ствола, было сверхзвуковым. При этом в случае реализации режима импульсной детонации на заднем конусе разгоняемого тела ударная волна, в которую трансформируется волна импульсной детонации, бегущая вверх по потоку, не приводит к газодинамическому «запиранию» набегающего потока горючей смеси и образованию «выбитой» ударной волны на переднем конусе разгоняемого тела (2). В случае реализации режима непрерывной спиновой детонации ударная волна, присоединенная к волне спиновой детонации и бегущая вверх по потоку, также не приводит к газодинамическому «запиранию» набегающего потока горючей смеси и образованию «выбитой» ударной волны на переднем конусе разгоняемого тела (2).The accelerated body (2) is set in motion using any known system of starting acceleration, for example, using a powder gun. At the same time, due to the piston action, the pressure of the gases before the accelerated body (2) increases. Due to the pressure difference in front of and behind the accelerated body, the combustible mixture flows from the volume in front of the accelerated body (2) into the volume behind the accelerated body (2). Upon reaching a given speed in the accelerated body (2), the ignition device is triggered, which initiates spin detonation (LEL) or pulse detonation (ID) of the combustible mixture at the rear cone of the accelerated body (2). The ignition moment is chosen so that the speed of the combustible mixture in the minimum section of the annular gap between the accelerated body (2) and the inner surface of the trunk exceeds the local speed of sound, and the flow in the annular gap formed by the rear cone of the accelerated body and the inner surface of the trunk is supersonic. Moreover, in the case of the implementation of a pulse detonation mode on the rear cone of the accelerated body, the shock wave into which the pulse detonation wave transforms upstream does not result in gas-dynamic “locking” of the incident flow of the combustible mixture and the formation of a “knocked out” shock wave on the front cone of the accelerated body (2). In the case of continuous spin detonation, the shock wave coupled to the spin detonation wave and traveling upstream does not also lead to gas-dynamic “locking” of the incoming flow of the combustible mixture and the formation of a “knocked out” shock wave on the front cone of the accelerated body (2).
Приводим пример осуществления изобретения в части организации непрерывной спиновой детонации в тыльной части массивного тела на опытном образце устройства для газодинамического разгона массивных тел до высокой скорости. В качестве горючей смеси использовалась водородно-воздушная смесь.Here is an example implementation of the invention in terms of the organization of continuous spin detonation in the back of a massive body on a prototype device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed. The hydrogen-air mixture was used as a combustible mixture.
Ствол диаметром 310 мм с размещенным в нем массивным телом весом 80 кг, имеющим специальную форму в виде комбинации соосных переднего и заднего конусов, соединенных основаниями, располагался в импульсной аэродинамической трубе «Транзит-М» Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения Российской академии наук. Импульсная аэродинамическая труба обеспечивала скорость набегающего потока воздуха в диапазоне чисел Маха от 4 до 8 при температуре торможения 293 К. Газообразный водород подавался в радиальном направлении из заднего конуса тела через кольцевой пояс из 200 равномерно распределенных отверстий диаметром 0,8 мм, расположенный на расстоянии 10 мм вниз по потоку от минимального сечения кольцевого зазора между телом и внутренней стенкой ствола. Для инициирования рабочего процесса использовался водородно-кислородный детонатор, представляющий собой камеру зажигания диаметром 20 мм и длиной 30 мм с присоединенной детонационной трубкой диаметром 10 мм и длиной 200 мм. Для зажигания смеси в детонаторе использовалась стандартная автомобильная свеча. Детонатор устанавливался на внешней стенке ствола на расстоянии 150 мм вниз по потоку от минимального сечения кольцевого зазора.A barrel with a diameter of 310 mm with a massive body weighing 80 kg and having a special shape in the form of a combination of coaxial front and rear cones connected by bases, was located in the Transit-M pulse wind tunnel of the Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. The impulse wind tunnel provided an air flow velocity in the range of Mach numbers from 4 to 8 at a braking temperature of 293 K. Hydrogen gas was fed in a radial direction from the rear cone of the body through a ring of 200 uniformly distributed holes 0.8 mm in diameter located 10 mm downstream from the minimum cross-section of the annular gap between the body and the inner wall of the trunk. To initiate the workflow, a hydrogen-oxygen detonator was used, which is an ignition chamber with a diameter of 20 mm and a length of 30 mm with an attached detonation tube with a diameter of 10 mm and a length of 200 mm. To ignite the mixture in the detonator used a standard car candle. The detonator was installed on the outer wall of the barrel at a distance of 150 mm downstream from the minimum cross-section of the annular gap.
Система регистрации рабочего процесса включала ионизационные зонды, датчики статического и полного давления в передней и тыльной частях тела, а также тензодатчик для измерения толкающей силы. При числах Маха набегающего потока воздуха от 5 до 8 в экспериментах наблюдались непрерывный спиновый режим детонации и режим импульсной детонации, обеспечивающие положительную толкающую силу.The workflow recording system included ionization probes, static and total pressure sensors in the front and rear parts of the body, as well as a strain gauge for measuring the pushing force. When the Mach numbers of the incident air flow from 5 to 8, in experiments, continuous spin detonation mode and pulse detonation mode were observed, providing a positive pushing force.
Таким образом, в результате испытаний подтверждена работоспособность базовой концепции устройства для газодинамического разгона массивных тел от низкой стартовой скорости до высокой скорости при помощи толкающей силы, возникающей при непрерывной спиновой или импульсной детонации горючей смеси в тыльной части массивного тела.Thus, as a result of the tests, the basic concept of the device for gas-dynamic acceleration of massive bodies from low starting speed to high speed was confirmed by means of a pushing force arising from continuous spin or pulse detonation of a combustible mixture in the back of a massive body.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018131574A RU2689056C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018131574A RU2689056C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689056C1 true RU2689056C1 (en) | 2019-05-23 |
Family
ID=66636514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018131574A RU2689056C1 (en) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689056C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804044C1 (en) * | 2022-10-24 | 2023-09-26 | Василий Александрович Казаковцев | Method of self-ignition of gas-vapour mixture when firing shot from ballistic unit |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1260572A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-09-30 | Предприятие П/Я А-1001 | Gasostatic plain bearing |
| US4938112A (en) * | 1984-06-22 | 1990-07-03 | Washington Research Foundation | Apparatus and method for the acceleration of projectiles to hypervelocities |
| SU1799457A3 (en) * | 1989-11-21 | 1993-02-28 | Sergej M Kochkin | Bullet for smooth-bore guns |
| RU2010140422A (en) * | 2008-03-03 | 2012-04-10 | Гамо Аутдор, Сл (Es) | METHOD FOR MANUFACTURING A BULLET FOR A SPORTS RIG OR A SPORTS GUN AND A BULLET FOR A SPORTS RIG OR A SPORTS HUNTING GUN, OBTAINED THIS |
| WO2014123442A1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения" | High-speed pulse detonation gas burner and method of functioning thereof |
| RU2595005C2 (en) * | 2014-08-01 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук | Method of fuel combustion and detonation device for its implementation |
| RU2616143C2 (en) * | 2012-10-12 | 2017-04-12 | Кинг Абдалла Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи | Engine with standing detonation wave |
| RU2665562C1 (en) * | 2016-04-19 | 2018-08-31 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Linear compressor |
-
2018
- 2018-09-04 RU RU2018131574A patent/RU2689056C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4938112A (en) * | 1984-06-22 | 1990-07-03 | Washington Research Foundation | Apparatus and method for the acceleration of projectiles to hypervelocities |
| SU1260572A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-09-30 | Предприятие П/Я А-1001 | Gasostatic plain bearing |
| SU1799457A3 (en) * | 1989-11-21 | 1993-02-28 | Sergej M Kochkin | Bullet for smooth-bore guns |
| RU2010140422A (en) * | 2008-03-03 | 2012-04-10 | Гамо Аутдор, Сл (Es) | METHOD FOR MANUFACTURING A BULLET FOR A SPORTS RIG OR A SPORTS GUN AND A BULLET FOR A SPORTS RIG OR A SPORTS HUNTING GUN, OBTAINED THIS |
| RU2616143C2 (en) * | 2012-10-12 | 2017-04-12 | Кинг Абдалла Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи | Engine with standing detonation wave |
| WO2014123442A1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения" | High-speed pulse detonation gas burner and method of functioning thereof |
| RU2595005C2 (en) * | 2014-08-01 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук | Method of fuel combustion and detonation device for its implementation |
| RU2665562C1 (en) * | 2016-04-19 | 2018-08-31 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Linear compressor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804044C1 (en) * | 2022-10-24 | 2023-09-26 | Василий Александрович Казаковцев | Method of self-ignition of gas-vapour mixture when firing shot from ballistic unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5578783A (en) | RAM accelerator system and device | |
| US4722261A (en) | Extendable ram cannon | |
| US4726279A (en) | Wake stabilized supersonic combustion ram cannon | |
| US4938112A (en) | Apparatus and method for the acceleration of projectiles to hypervelocities | |
| JP2511455B2 (en) | Weapons equipment | |
| US5097743A (en) | Method and apparatus for zero velocity start ram acceleration | |
| US4982647A (en) | Method and apparatus for initating stable operation of a ram accelerator | |
| US11359877B2 (en) | Apparatus and method for accelerating an object via an external free jet | |
| CN107953999A (en) | It is a kind of to penetrate umbrella rocket means for the quick parachute-opening of parachute | |
| JPH0849999A (en) | Missile by air suction type propulsion assistance | |
| CN210220826U (en) | Composite ignition type combustion light gas gun | |
| RU2689056C1 (en) | Method and device for gas-dynamic acceleration of massive bodies to high speed | |
| BRUCKNER et al. | Investigation of gasdynamic phenomena associated with the ram accelerator concept | |
| RU2538645C1 (en) | Method of extending area of applicability of coned-bore rocket and coned-bore rocket implementing method | |
| WO2023220504A2 (en) | Baffled start section for ram accelerator | |
| RU144872U1 (en) | GAS-DYNAMIC ACCELERATOR OF SOLID BODIES | |
| RU2513052C2 (en) | Solid-propellant rocket engine to withdraw rocket jettisonable parts | |
| RU2461728C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| US3610093A (en) | Recoilless gun | |
| RU2251063C2 (en) | Two-stage light-gas installation | |
| US3345822A (en) | Burning rate control of solid propellants | |
| Knowlen et al. | Investigation of low velocity starting techniques for the ram accelerator | |
| RU2427785C1 (en) | High-capacity fragmentation projectile of directed action | |
| Higgins et al. | Gasdynamic operation of baffled tube ram accelerator in highly energetic mixtures | |
| Knowlen et al. | Baffled-Tube Ram Accelerator Operation with Methane-Air Propellant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200905 |