Российские ученые создали модель для точного предсказания зажигания космического топлива
Российские ученые разработали математическую модель, которая с высокой точностью предсказывает процесс зажигания самовоспламеняющегося топлива для космических полетов. Модель позволяет рассчитывать время задержки зажигания с погрешностью не более 15% для разного размера капель и 10% для разных температур, что открывает путь к созданию более безопасных и управляемых топливных систем.
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из МИСиС разработали математическую модель, описывающую процесс зажигания самовоспламеняющихся топлив. Как сообщили в Минобрнауки РФ, модель учитывает основные физико-химические характеристики такого топлива и их влияние на температурные и концентрационные поля в момент зажигания в нестационарных условиях. Экспериментальные результаты подтвердили, что модель с удовлетворительной точностью предсказывает поведение самовоспламеняющихся топлив.
В самовоспламеняющихся топливных системах горючий материал и окислитель реагируют при простом контакте без нагрева или поджигания. Такие системы применяются в космической и авиационной технике, например, для аварийного старта. Ранее существовавшие модели не могли точно предсказать момент начала горения — при какой температуре и как быстро испаряются и смешиваются пары. Новая модель детально описывает этот процесс.
По словам доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ольги Высокоморной, расчеты показали, что ошибка модели не превышает 15% для разного размера капель и 10% для разной температуры. Исследователи также выявили ключевые закономерности: чем крупнее капли топлива, тем быстрее они испаряются, однако после порога примерно 3 миллиметра время задержки зажигания перестает зависеть от размера и остается практически постоянным.
