Ученые из Томска создали модель для разработки нового улучшенного топлива для космоса

Физическую модель физико-химических процессов, на основе которой можно будет создать новые гелеобразные топлива для аэрокосмической отрасли, обосновали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). Новое топливо будет обладать улучшенными энергетическими, эксплуатационными и экологическими характеристиками по сравнению с уже используемыми, сообщили в пресс-службе вуза.

В вузе пояснили, что самовоспламеняющиеся топлива широко используются в различных областях, включая космические и подводные газогенераторы, системы аварийного старта, а также двигательные установки, требующие мгновенного воспламенения горючего без относительно длительного подвода теплоты от внешнего источника энергии. Главная особенность таких топливных систем — их способность к самовоспламенению при контакте горючего с окислителем. Это делает их удобными в эксплуатации, но в то же время определяет высокие требования к безопасности и управляемости процессов горения.

«Ученые ТПУ разработали физическую модель, которая описывает, как именно и в какой последовательности протекает процесс воспламенения топливной системы на примере тетраметилэтилендиамина (горючее) и высококонцентрированной азотной кислоты (окислитель). При этом в ходе лабораторного эксперимента исследователи учитывали энергию, которой обладают капли в момент столкновения, варьируя высоту сброса капли топлива», — сказано в сообщении.

Исследование направлено на изучение изменений физических характеристик взаимодействующих элементов топливной системы, когда окислитель, горючее или оба компонента находятся в гелеобразном состоянии. Лабораторные исследования позволили получить большой объем данных, который в дальнейшем послужит основой для прогнозирования характеристик аналогичных процессов для самовоспламеняющихся топливных систем с гелеобразными компонентами.

«Полученные результаты иллюстрируют фундаментальные закономерности процесса воспламенения гиперголических (самовоспламеняющихся) топлив. Их перенос на условия работы реальных энергоустановок требует тщательной проверки законов сохранения при масштабировании параметров самовоспламеняющихся систем. Это важно для поддержания управляемого, а значит безопасного и эффективного процесса горения», — сказала руководитель проекта, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Ольга Высокоморная.

В исследовании участвуют сотрудники Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов и Инженерной школы энергетики ТПУ.