ИСТИНА

Определение новых способов управления детонационным горением водородосодержащих смесей, а также механизмов управления вращающейся детонацией в пропановоздушной смеси в кольцевых зазорах оригинальной камеры сгорания. Определение условий инициирования детонации в реагирующем газовом пузыре падающей ударной волной, распространяющейся с существенно подкритическими скоростями, применительно к разработке новых технологий воздействия на преграды и тела, движущиеся в атмосфере со сверхзвуковыми скоростями.

В результате численного исследования вращающейся детонации в пропановоздушной смеси в кольцевых зазорах камеры сгорания будет получена оценка минимального диаметра камеры, изучено влияние ширины зазоров и их количества, а также формы тяговой стенки кольцевой камеры сгорания на распространение волны, ее параметры и тяговые характеристики установки. Будут предложены методы получения устойчивой вращающейся детонации и достижения максимальных тяговых характеристик устройства для применения в транспортных системах нового поколения. В рамках современного детального механизма химического взаимодействия для ряда водородосодержащих смесей будет проведено численное исследование влияния вращения смеси на распространение расходящейся цилиндрической детонационной волны, изучено влияние качественно различных добавок на характеристики расходящейся цилиндрической детонации, как в покоящейся, так и во вращающейся горючей смеси. Определены особенности сверхзвукового обтекания тел при мгновенном распределенном взрыве в газовом пузыре перед головной ударной волной; выполнен анализ взаимодействия взрывной ударной волны и динамически изменяющейся высокотемпературной области продуктов взрыва с головной ударной волной и ударным слоем за ней; определены импульсные характеристики воздействия на поверхность тела для различных случаев с учетом эффектов фокусировки и кумуляции. Определены особенности взаимодействия падающей ударной волны с реагирующим газовым пузырем, расположенным перед плоской стенкой и стенкой с каверной; выполнен анализ эффектов фокусировки и кумуляции вторичных ударных волн, в том числе за счет наличия каверны; определены условия инициирования детонации для различных режимов взаимодействия; определены импульсные характеристики воздействия на стенку для различных случаев. Определены особенности взаимодействия головной ударной волны с реагирующим газовым пузырем, локализованным в набегающем на тело сверхзвуковом потоке; определены условия инициирования детонации в пузыре при его взаимодействии с головной ударной волной; определены особенности взаимодействия высокотемпературных продуктов детонации с головной ударной волной; определены импульсные характеристики ударного воздействия на поверхность тела при инициировании детонации.

Участниками проекта разработаны программы для расчета нестационарных течений газа с ударными и детонационными волнами. Проведен цикл исследований по инициированию и распространению детонации в горючих газовых смесях в каналах и камерах сгорания различной конфигурации. С учетом детальной многостадийной кинетики определены условия стабилизации детонационного горения в прямоточной камере сгорания и предложены способы управления распространением детонации в плоских каналах, определено влияние различных добавок на размер детонационной ячейки и температуру за детонационной волной. В рамках одностадийной кинетики выполнен расчет газовой детонации в трехмерных каналах, обнаружены эффекты галопирования, формирования спина, определены условия инициирования детонации в камерах сгорания с подвижными стенками. Выполнен расчет вращающейся детонации в оригинальных камерах сгорания различной конфигурации. Обнаружены эффекты фокусировки и кумуляции при взаимодействии распространяющихся в газах ударных волн с неоднородностями – пузырями легкого или тяжелого газа различной плотности и состава. Показана определяющая роль данных эффектов для возникновения аномальных импульсных нагрузок при столкновении движущихся со сверхзвуковой скоростью тел с газовыми пузырями. Установлена возможность существенного снижения критического числа Маха падающей ударной волны для инициирования детонации внутри газового пузыря, заполненного горючей газовой смесью, или, наоборот, в окружающей газовый пузырь горючей газовой смеси за счет эффектов отражения, преломления и фокусировки.