Науковий вісник НГУ

Особливості течії газу в напівзамкнутому об’ємі при вибуху подовженого заряду конденсованої вибухової речовини

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2025

Останнє оновлення: 26 серпня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1968

Authors:

С. С. Василів, orcid.org/0009-0000-0815-6323, Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. С. Прядко*, orcid.org/0000-0003-1656-1681, Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. В. Дзюба, orcid.org/0000-0002-3139-2989, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Б. О. Блюсс, orcid.org/0000-0001-8812-2958, Придніпровський науковий центр НАН України і МОН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (4): 063 - 070

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-4/063

Abstract:

Мета. Уточнення впливу детонації шнурового заряду при одночасному горінні високоенергетичних матеріалів на основі баліститних ракетних палив та артилерійських порохів на стінки напівзамкнутого об’єму.

Методика. Для перевірки результатів попередніх експериментальних робіт щодо особливостей важливих елементів шнурових детонаційних двигунів, зокрема демпферу, у дослідженні було використане чисельне моделювання течії в напівзамкнутому об’ємі за рівняннями Нав’є-Стокса методом скінченних об’ємів у прикладному програмному пакеті SolidWorks. У вихідній області двигуна розглядалась нестаціонарна задача детонації подовженого заряду по спіралі.

Результати. На основі аналізу особливостей детонації енергетичних матеріалів у напівзамкнутому об’ємі уточнена конструкція детонаційного твердопаливного двигуна й визначені сфери його застосування в залежності від стартової маси. Визначені енергетичні характеристики твердопаливного детонаційного двигуна з урахуванням процесу газифікації тетранітрату пентаеритриту й баліститного пороху в різних режимах горіння. Виявлено значний вплив продуктів детонації на корпус двигуна, що потребує введення в конструкцію захисної оболонки або віддалення на певну відстань подовженого заряду.

Наукова новизна. Полягає у встановленні значного впливу продуктів детонації на корпус двигуна, що потребує модернізації конструкції двигуна.

Практична значимість. Проведена оцінка характеру течії продуктів реакції високоенергетичних матеріалів дозволяє передбачати наслідки процесу й запобігати негативним результатам при роботі двигунів. Визначені характеристики й особливості поведінки продуктів горіння баліститного пороху необхідно враховувати також при роботах із гірничою породою, особливо при вибухових роботах, дробленні під значним тиском.

Ключові слова: шнуровий детонаційний двигун, баліститний порох, демпфер, напівзамкнутий об’єм, продовжений заряд

References.

1. Bach, E., Paschereit, C. O., Stathopoulos, P., & Bohon, M. D. (2021). An empirical model for stagnation pressure gain in rotating detonation combustors. Proceedings of the Combustion Institute, 38, 3807-3814. https://doi.org/10.14279/depositonce-16136

2. Prisacariu, V., Rotaru, C., Circiu, I., & Niculescu, M. (2018). Numerical simulation and performances evaluation of the pulse detonation engine. MATEC Web of conferences, 234. https://doi.org/10.1051/matecconf/201823401001

3. Naples, A., Hoke, J., Battelle, R., & Schauer, F. (2019). Turbine Response to Rotating Detonation Combustor Exhaust Flow. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2(141), 1-8. https://doi.org/10.1115/1.4041135

4. Bulat, P. V. (2014). About the detonation engine. American Journal of Applied Sciences, 11(8), 1357-1364. https://doi.org/10.3844/ajassp. 2014.1357.1364

5. Aslam, T. D., Bolme, C. A., Ramos, K. J., Cawkwell, M. J., Ticknor, C., Price, M. A., …, & Andrews, S. A. (2021). Shock to Detonation Transition of Pentaerythritol Tetranitrate (PETN) Initially Pressed to 1.65 g/cm³. Journal of Applied Physics, 130, 025901.  https://doi.org/10.1063/5.0054856

6. Wolański, P. (2012) Detonative propulsion. Proceedings of the Combustion Institute, 1(34), 125-158. https://doi.org/10.1016/j.proci.2012.10.005

7. Sosa, J., Burke, R., Kareem, A., Micka, D. J., Bennewitz, J. W., & Danczyk, S. A. (2020) Experimental evidence of H₂/O₂ propellants powered rotating detonation waves. Combustion and Flame, (214), 136-138. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.12.031

8. Kovalenko, M. D., & Kirichenko, O. O. (2019). Detonation rocket engine of solid fuel. (Patent for invention No. 120538 of Ukraine). Retrieved from https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1399480

9. Vasyliv, S. S., & Pryadko, N. S. (2020). Computer simulation of gas-dunamic processes for the optimization of rocket fairing design. Technical mechanics, (2), 36-46. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.036

10.      Bluemner, R. (2020). Operating mode dynamics in rotating detonation combustors. Proceedings of the AIAA SciTech Forum, Orlando, FL, USA, 6-10 July 2020. https://doi.org/10.14279/depositonce-10401

11.      Zolotko, O. Y., Zolotko, O. V., Sosnovska, O. V., Aksionov, O. S., & Savchenko, I. S. (2020). Features of the design schemes of engines with pulsed detonation chambers. Aviation and space engineering and technology, 2(162), 4-10. https://doi.org/10.32620/aktt2020.2.01

12.      Rosato, D. A., Thornton, M., Sosa, J., Bachman, C., Goodwin, G. B., & Ahmed Kareem, A. (2021). Stabilized detonation for hypersonic propulsion. PNAS. 20(118), e2102244118. https://doi.org/10.1073/pnas.2102244118

13.      Weber, K. D., Fievisohn, R. T., &  Blunck, D. L. (2025). Evaluating the Effects of Fill Height in a Narrow Detonation Channel. Published Online: 1 Apr 2025. https://doi.org/10.2514/1.B39777n

14.      Le Naour, B., Falempin, F.H., & Coulon, K. (2017). MBDA R&T Effort Regarding Continuous Detonation Wave Engine for Propulsion – Status in 2016. Proceedings of the 21 ^st AIAA International Space Planes and Hypersonics Technologies Conference, 2325. https://doi.org/10.2514/6.2017-2325

15.      Schwer, L. E. (2016). Jones-Wilkens-Lee (JWL) Equation of State with Afterburning. 14 ^th International LS-DYNA User Conference. Constitutive Modeling, June 12–14, (pp. 1-38). Retrieved from https://www.dynalook.com/conferences/14th-international-ls-dyna-conference/constitutivemodeling/jones-wilkens-lee-jwl-equation-of-state-with-afterburning

16.      Anderson, E. K., Chiquete, C., Chicas, R. I., & Jackson, S. I. (2022). Detonation Performance Experiments, Modeling, and Scaling Analysis for Pentaerythritol Tetranitrate (PETN) High Explosive. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, (47), e202200069. https://doi.org/10.1002/prep.202200069

17.      Pandey, K. M., & Debnath, P. (2016). Review on recent advances in pulse detonation engines. Hindawi Publishing Corporation Journal of Combustion, (5). https://doi.org/10.1155/2016/4193034

18.      Rozumnyuk, V. I. (2019). About the secret connections between Euler and Nava-Stokes. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Series of Physics and Mathematics, (1), 190-193.

• < Попередня
• Наступна >