СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ ДЛЯ РАСЧЁТА ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГОУСТАНОВОК НАЗЕМНОГО, ВОЗДУШНОГО, АЭРОКОСМИЧЕСКОГО И КОСМИЧЕСКОГО БАЗИРОВАНИЯ НА ГАЗООБРАЗНОМ МЕТАНЕ
© В.А.Алтунин, К.В.Алтунин, М.Р.Абдуллин, М.Л.Яновская
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2018 г.
К.Э. Циолковский в своих трудах указывал, что для осуществления полётов в воздушной среде и в космосе возможно применять различные жидкие и газообразные («болотные газы») углеводородные горючие. Согласно Постановлению Правительства РФ, перевод всей современной техники, в том числе авиационной, аэрокосмической и космической, на газообразные углеводородные горючие и охладители связан с тем, что запасов нефти в нашей стране осталось примерно на 50 лет, а природного метана – на 200 лет. Для проектирования, разработки, создания и эксплуатации новых двигателей и энергоустановок необходимы всесторонние технические и технологические сведения о газообразных углеводородных горючих и их смесях. Исследование особенностей тепловых процессов, происходящих в системах топливоподачи и охлаждения перспективных двигателей и энергоустановок, а также создание экспериментальной базы данных особенностей тепловых процессов в газообразных углеводородных горючих и их теплофизических и термодинамических свойств, необходимых для эффективного проектирования, является актуальным и необходимым.
Приводятся результаты экспериментальных исследований метана в газообразном состоянии в условиях естественной и вынужденной конвекции, в широком диапазоне параметров по давлению и температуре – без применения и с применением электростатических и магнитных полей.
На основе фундаментальных исследований создан банк экспериментальных данных, который включает:
– сведения о значениях коэффициента теплоотдачи к газообразному метану в условиях его естественной и вынужденной конвекции при различных давлениях и температурах;
– сведения о влиянии электростатических полей на повышение коэффициента теплоотдачи к газообразному метану и предотвращение (уменьшение) негативного процесса осадкообразования в условиях его естественной и вынужденной конвекции при различных давлениях и температурах;
– сведения о границах эффективного применения электростатических полей в условиях естественной и вынужденной конвекции газообразного метана;
– сведения о методиках расчёта коэффициента теплоотдачи к газообразному метану, числа Нуссельта, числа Рэлея и др. – без влияния и с влиянием электростатических полей;
– рекомендации по применению результатов исследования – при расчёте, проектировании, создании и эксплуатации перспективных двигателей и энергоустановок различного применения и базирования.
Материалы доклада будут способствовать созданию новой отечественной наземной, воздушной, аэрокосмической и космической техники на газообразных углеводородных горючих и охладителях повышенных характеристик по надёжности, эффективности, безопасности, экономичности и экологичности.