7 / 10
Влияние механизма воспламенения топлива искрой и нагретой поверхностью…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 3
37
ходит в условиях вакуума, а при последующих включениях после короткой пау-
зы давление в вакуумной системе близко к атмосферному.
Тогда возникает вопрос — почему отсутствие вакуума на повторных вклю-
чениях двигателя в серии оказывает решающее влияние на реализацию запуска
с калильным воспламенением топлива и не влияет при искровом и лазерном
воспламенениях? Ответ на этот вопрос кроется в специфике организации по-
ступления компонентов топлива в КС двигателя на стадии запуска и уровне
влияния давления окружающей среды на процесс заполнения ПК компонента-
ми топлива.
Очевидно, что отсутствие надлежащего состава смеси в контакте с нагретой
поверхностью и приводит к отрицательному результату. Напротив, при искро-
вом зажигании достижение концентрации воспламенения смеси не является
фактором, в полной мере отвечающим за инициирование процесса горения
в ПК. В этом случае проявляется та специфика механизма искрового зажигания
как для электрической, так и лазерной искры, когда в результате выделения
энергии в искре происходит ионизация газа, в данном случае кислорода, после
чего ионизированный газ под действием отрицательного перепада давлений
(см. рис. 2 после 0,0015 с) поступает в КС, где при взаимодействии с молекулами
водорода инициируется реакция горения.
Таким образом, в данном эксперименте отчетливо проявились отличия
физики воспламенения от нагретой поверхности и от искры, тем самым доба-
вилось еще одно фактическое подтверждение ионной природы процесса
воспламенения от искры.
Отмеченный механизм движения ионизованного газа с последующим воспла-
менением ниже по течению применительно к лазерному зажиганию кислородно-
водородной смеси в цилиндрическом канале запального устройства был иссле-
дован в [7]. Показано, что в химически активной среде время существования плаз-
менного образования (плазмоида), образованного в результате оптического
пробоя, может достигать долей миллисекунды. При этом за счет переноса плазмо-
ида из области оптического пробоя ниже по течению канала, в область с благопри-
ятными для воспламенения условиями, непосредственно воспламенение может
происходить значительно ниже по течению от точки подвода энергии.
Следует отметить, что имевший место неудовлетворительный результат
запуска экспериментальной конструкции РДМТ в импульсных сериях при
калильном воспламенении топлива обусловлен только производительностью
вакуумной системы и никоим образом не характеризует сам способ воспламе-
нения и схему поступления компонентов топлива в КС двигателя. Данное суж-
дение подтверждается положительными результатами запуска двигателя на всех
включениях в серии импульсов при увеличении паузы между отдельными
включениями более 1 с. Отсюда также следует, что в условиях реальной эксплу-
атации на КА и РБ запуск двигателя будет всегда происходить в условиях ваку-
ума при практически любой циклограмме импульсных режимов работы.