Исследование кинетики воспламенения и горения борсодержащих топлив и имитационное моделирование рабочего процесса в высокоскоростных двигателях на борсодержащих топливах

Освоение борсодержащих топлив рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений развития реактивных двигателей, поскольку борсодержащие топлива характеризуются более высокой калорийностью по сравнению с традиционными углеводородными горючими. Для сокращения времени стендовой отработки двигателей на борсодержащих топливах целесообразно использовать возможности имитационного моделирования, для которого необходимы кинетические реакционные механизмы, описывающие горение топлива в смесях с воздухом. Учитывая важность процесса конденсации оксида бора с точки зрения общего теплового эффекта горения, такие реакционные механизмы должны описывать и кинетику неравновесной конденсации оксида бора. В рамках фундаментального исследования будут построены детальные реакционные механизмы воспламенения и горения простейших борсодержащих топлив в смесях с воздухом, которые в дальнейшем станут основой для разработки реакционных механизмов более сложных борсодержащих топлив таких, например, как карбораны. Особое внимание уделено кинетике неравновесной конденсации оксида бора. С помощью построенных моделей будет выполнено имитационное моделирование рабочего процесса в высокоскоростном прямоточном воздушно-реактивном двигателе с дозвуковой и сверхзвуковой камерой сгорания и определены важнейшие характеристики рабочего процесса. В качестве отдельной самостоятельной задачи будет рассмотрена кинетика диспергационного горения борсодержащего топлива на основе наноразмерного бора и сделана оценка возможности организации рабочего процесса в двигателях на топливах такого типа по механизму диспергационного горения.