Разработан метод предсказания зажигания космического топлива
Российские исследователи из Томского политехнического университета (ТПУ) и МИСиС создали модель, которая позволяет предсказывать процесс зажигания самовоспламеняющегося топлива для космических полетов. Эта модель обеспечивает расчет времени задержки зажигания с погрешностью не более 15% для капель различного размера и 10% для разных температур. Эту информацию сообщает издание ТАСС.
В ходе исследования ученые учли ключевые физико-химические характеристики самовоспламеняющихся топлив и их влияние на температурные и концентрационные поля в момент зажигания в нестационарных условиях. Экспериментальные данные подтвердили, что модель с высокой точностью предсказывает поведение таких топлив.
Самовоспламеняющиеся топливные системы, в которых горючий материал и окислитель реагируют при простом контакте, не требуют дополнительного нагрева или поджигания. Эти системы имеют важное значение в космической и авиационной технике, например, для аварийного старта. Несмотря на существующие модели, ни одна из них не могла точно предсказать момент начала горения.
По словам доцента ТПУ Ольги Высокоморной, новая модель демонстрирует точные результаты, с ошибкой не более 15% для капель различного размера и 10% для различных температур. Исследователи также выявили, что крупные капли топлива испаряются быстрее, однако после достижения размера около 3 миллиметров время задержки зажигания становится практически постоянным.
Модель учитывает процессы теплообмена, испарения, перемешивания паров и химических реакций как в жидком, так и в газообразном состоянии. Технология ТПУ позволяет в реальном времени отслеживать температуру и состав смеси, а также их взаимодействие. Это открытие может стать основой для создания более безопасных и управляемых самовоспламеняющихся топливных систем. Результаты работы опубликованы в журнале FirePhysChem (Q1, IF: 5,1).
