در آن طول می کشد مقدار زیادی از سوخت برای راه اندازی چیزی به فضا است. ارسال ناسا, شاتل فضایی به مدار مورد نیاز بیش از 3.5 میلیون پوند از سوخت است که در حدود 15 بار سنگین تر از یک نهنگ آبی.

اما نوع جدیدی از موتور — نام یک چرخش انفجار موتور — وعده را به راکت نه تنها بیشتر سوخت کارآمد بلکه بیشتر سبک و کمتر پیچیده برای ساخت. فقط یک مشکل وجود دارد: در حال حاضر این موتور بیش از حد غیر قابل پیش بینی به استفاده واقعی موشک.

محققان در دانشگاه واشنگتن توسعه یک مدل ریاضی است که توضیح می دهد چگونه این موتور کار می کنند. با این اطلاعات مهندسین می تواند برای اولین بار توسعه آزمون برای بهبود این موتور و آنها را با ثبات تر. این تیم منتشر شده این یافته Jan. 10 در Physical Review E.

“چرخش انفجار موتور زمینه هنوز در مراحل ابتدایی است. ما تن از اطلاعات در مورد این موتور اما ما نمی توانیم به درک آنچه در جریان است گفت:” منجر نویسنده جیمز کخ یک UW دانشجوی دکتری در هوانوردی و فضانوردی. “من سعی کردم به توزیع مجدد نتایج ما با نگاه به الگوی سازند به جای پرسیدن یک سوال مهندسی — مانند این که چگونه برای به دست آوردن بالاترین نمایشی موتور-و پس از آن رونق معلوم شد که آن کار می کند.”

معمولی موتور موشک کار می کند توسط سوزاندن سوخت و سپس آن را هل دادن از پشت موتور برای ایجاد تراست.

“چرخش انفجار موتور طول می کشد یک رویکرد متفاوت به چگونه آن را combusts سوخت,” کخ گفت. “آن را ساخته شده از متحدالمرکز سیلندر. سوخت جریان در فاصله بین سیلندر و پس از احتراق سریع گرما آزادی به شکل یک موج شوک قوی پالس گاز با فشار قابل توجهی بالاتر و متوسط است که در حال حرکت سریع تر از سرعت صوت.

“این فرآیند احتراق به معنای واقعی کلمه یک انفجار — یک انفجار — اما در پشت این شروع اولیه تا فاز ما دیدن تعدادی از ثبات احتراق پالس شکل است که در ادامه به مصرف موجود در سوخت. این تولید فشار بالا و درجه حرارت است که درایوهای اگزوز از پشت موتور در سرعت های بالا است که می تواند تولید محوری است.”

معمولی موتورهای استفاده از بسیاری از ماشین آلات برای هدایت و کنترل احتراق واکنش به طوری که تولید آن کار مورد نیاز برای به حرکت درآوردن موتور. اما در یک چرخش انفجار موتور موج شوک به طور طبیعی همه چیز بدون نیاز به کمک های اضافی از قطعات موتور.

“احتراق رانده شوک به طور طبیعی فشرده سازی جریان به عنوان آنها سفر در اطراف محفظه احتراق,” کخ گفت. “حرکت نزولی این است که این انفجارات ذهن خود را. هنگامی که شما منفجر چیزی را درست می رود. آن چنان خشن است.”

سعی کنید قادر به توصیف این که چگونه این کار موتورهای محققان برای اولین بار توسعه یافته تجربی چرخش انفجار موتور جایی که آنها می تواند به کنترل پارامترهای مختلف مانند اندازه فاصله بین سیلندر. سپس آنها ثبت فرآیندهای احتراق با یک دوربین فیلمبرداری با سرعت بالا. هر آزمایش در زمان تنها 0.5 ثانیه برای تکمیل اما محققان ثبت شده این آزمایش در 240,000 فریم در هر ثانیه به طوری که آنها می توانید ببینید چه اتفاق می افتد در حرکت آهسته.

از وجود محققان توسعه یک مدل ریاضی برای شبیه آنچه که آنها را دیدم در فیلم ها.

“این تنها مدل در ادبیات در حال حاضر قادر به توصیف متنوع و پیچیده و پویایی این چرخش انفجار موتور است که مشاهده می کنیم در آزمایش” گفت: همکاری نویسنده J. ناتان Kutz یک UW استاد ریاضیات کاربردی.

این مدل اجازه محققان برای تعیین, برای اولین بار, که آیا یک موتور از این نوع خواهد بود پایدار یا ناپایدار است. آن را نیز به آنها اجازه داد برای ارزیابی چگونه به خوبی یک خاص موتور انجام شد.

“این رویکرد جدید است که متفاوت از عقل متعارف در این زمینه و برنامه های کاربردی گسترده ای و جدید بینش یک شگفتی کامل شد به من گفت:” همکاری نویسنده کارل Knowlen یک مدیر پژوهش و دانشیار در هوانوردی و فضانوردی.

در حال حاضر این مدل است که کاملا آماده برای مهندسین برای استفاده است.

“هدف من در اینجا صرفا برای تولید مثل و رفتار پالس های ما را دیدم — به مطمئن شوید که مدل خروجی شبیه به نتایج تجربی,” کخ گفت. “من باید شناسایی غالب فیزیک و چگونه آنها فعل و انفعال. در حال حاضر من می توانم آنچه را که من در اینجا انجام داده ایم و آن را کمی. از آنجا که ما می توانیم بحث در مورد چگونه به ایجاد یک بهتر موتور.”

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im