Исследование рабочих процессов в двигательных установках на базе нанодисперсного металлического горючего

В настоящее время основным видом топлив для разнообразных двигательных установок (ДУ) являются химические топлива. Можно констатировать, что к настоящему времени энергетический потенциал химических топлив практически исчерпан. Увеличение энергетических возможностей этих топлив связано только с совершенствованием внутрикамерных процессов, которое призвано уменьшить различного рода потери энергии при функционировании двигательной установки. В этой связи естественным является интерес к возможности использования в ДУ, в том числе в ракетных двигателях, помимо химической энергии других видов энергии. Одним из возможных решений является применение малоразмерных наночастиц, которые представляют собой один из продуктов нанотехнологий, т.е. технологий, обеспечивающих процедуру сборки разнообразных объектов, которые состоят из ограниченного количества микроскопических частиц (атомов, молекул, ионов). Их количество не превышает нескольких сотен. Изменение энергии межмолекулярного взаимодействия обеспечивает рост запаса энергии, которая может быть преобразована в полезную работу. В качестве подобного компонента наиболее целесообразно использовать металлическое горючее (МГ), которое является традиционным дисперсным компонентом разнообразных топлив. При создании ДУ на базе малоразмерного нанодисперсного металлического горючего возникает ряд проблем, решение которых должно быть обеспечено при проведении работ в рамках настоящего проекта. К ним относится следующее:- определение энергетических характеристик ДУ;- поиск способов стабилизации малоразмерных наночастиц и топлив на их основе;- разработка принципов технологии создания топлив на базе нанодисперсного МГ;- определение характеристик конденсированных продуктов сгорания МГ.Совершенствование процессов в ДУ возможно при использовании другой разновидности нанодисперсного МГ – крупноразмерных наночастиц. Размер подобных частиц не превышает 100 нанометров. Данный компонент не оказывает влияния на энергетический топлива, однако способен изменить как закон скорости горения топлива, так и свойства конденсированных продуктов, образующихся при его горении. Для использования позитивных свойств крупноразмерного нанодисперсного МГ в рамках настоящего проекта предполагается разработка математической модели горения топлив на базе указанного компонента. Таким образом, реализация настоящего проекта призвана создать базу как для создания принципиально новых ДУ, так и совершенствования существующих.