Marina amerikane planifikon të përmirësojë termocentralet me turbinë me gaz të instaluar aktualisht në avionët dhe anijet e saj në të ardhmen, duke zëvendësuar motorët konvencionalë të ciklit Brighton me motorë rrotullues shpërthyes. Për shkak të kësaj, kursimet e karburantit pritet të arrijnë në rreth 400 milion dollarë në vit. Sidoqoftë, përdorimi serik i teknologjive të reja është i mundur, sipas ekspertëve, jo më herët se në një dekadë.
Zhvillimi i motorëve rrotullues ose rrotullues në Amerikë kryhet nga Laboratori Kërkimor i Marinës Amerikane. Sipas vlerësimeve fillestare, motorët e rinj do të jenë më të fuqishëm dhe gjithashtu rreth një e katërta më ekonomikë se motorët konvencionalë. Në të njëjtën kohë, parimet themelore të funksionimit të termocentralit do të mbeten të njëjta - gazrat nga karburanti i djegur do të hyjnë në turbinën e gazit, duke rrotulluar tehet e saj. Sipas laboratorit të Marinës Amerikane, edhe në të ardhmen relativisht të largët, kur e gjithë flota amerikane do të mundësohet nga energjia elektrike, turbinat me gaz do të jenë akoma përgjegjëse për gjenerimin e energjisë, të modifikuar deri diku.
Kujtojmë që shpikja e motorit me avion pulsues daton në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë. Shpikësi ishte inxhinieri suedez Martin Wiberg. Termocentralet e reja u përhapën gjatë Luftës së Dytë Botërore, megjithëse ato ishin dukshëm inferiore në karakteristikat e tyre teknike ndaj motorëve të avionëve që ekzistonin në atë kohë.
Duhet të theksohet se në këtë pikë në kohë, flota amerikane ka 129 anije, të cilat përdorin 430 motorë me turbina me gaz. Çdo vit, kostoja e furnizimit me karburant është rreth 2 miliardë dollarë. Në të ardhmen, kur motorët modernë të zëvendësohen me të rinj, sasia e kostove të karburantit do të ndryshojë.
Motorët me djegie të brendshme aktualisht në përdorim funksionojnë në ciklin Brighton. Nëse e përcaktoni thelbin e këtij koncepti me pak fjalë, atëherë gjithçka zbret në përzierjen e njëpasnjëshme të oksiduesit dhe karburantit, ngjeshjen e mëtejshme të përzierjes që rezulton, pastaj - zjarrvënien dhe djegien me zgjerimin e produkteve të djegies. Ky zgjerim përdoret vetëm për të drejtuar, lëvizur pistona, rrotulluar një turbinë, domethënë, për të kryer veprime mekanike, duke siguruar presion të vazhdueshëm. Procesi i djegies së përzierjes së karburantit lëviz me një shpejtësi nën -zanore - ky proces quhet shpifje.
Sa i përket motorëve të rinj, shkencëtarët synojnë të përdorin djegie shpërthyese në to, domethënë shpërthim, në të cilin djegia ndodh me shpejtësi supersonike. Dhe megjithëse aktualisht fenomeni i shpërthimit nuk është studiuar ende plotësisht, dihet se me këtë lloj djegie, lind një valë goditëse, e cila përhapet përmes një përzierje karburanti dhe ajri, shkakton një reaksion kimik, rezultati i të cilit është lëshimin e një sasie mjaft të madhe të energjisë termike. Kur vala e goditjes kalon nëpër përzierje, nxehet, gjë që çon në shpërthim.
Në zhvillimin e një motori të ri, është planifikuar të përdoren zhvillime të caktuara që janë marrë në procesin e zhvillimit të një motori pulsues shpërthyes. Parimi i tij i funksionimit është që një përzierje e karburantit e ngjeshur paraprakisht futet në dhomën e djegies, ku ndizet dhe shpërthen. Produktet e djegies zgjerohen në hundë, duke kryer veprime mekanike. Pastaj i gjithë cikli përsëritet që nga fillimi. Por disavantazhi i motorëve pulsues është se shkalla e përsëritjes së cikleve është shumë e ulët. Për më tepër, vetë dizajni i këtyre motorëve bëhet më kompleks në rast të një rritje të numrit të pulsimeve. Kjo është për shkak të nevojës për të sinkronizuar funksionimin e valvulave, të cilat janë përgjegjëse për furnizimin e përzierjes së karburantit, si dhe drejtpërdrejt nga vetë ciklet e shpërthimit. Motorët pulsues janë gjithashtu shumë të zhurmshëm, ata kërkojnë një sasi të madhe karburanti për të funksionuar, dhe puna është e mundur vetëm me injeksion të vazhdueshëm të matur të karburantit.
Nëse krahasojmë motorët rrotullues të shpërthimit me ato pulsues, atëherë parimi i funksionimit të tyre është paksa i ndryshëm. Kështu, në veçanti, motorët e rinj sigurojnë një shpërthim të vazhdueshëm të vazhdueshëm të karburantit në dhomën e djegies. Ky fenomen quhet rrotullim, ose shpërthim rrotullues. Ajo u përshkrua për herë të parë në 1956 nga shkencëtari sovjetik Bogdan Voitsekhovsky. Dhe ky fenomen u zbulua shumë më herët, në vitin 1926. Pionierët ishin britanikët, të cilët vunë re se në sisteme të caktuara u shfaq një "kokë" e ndritshme me shkëlqim, e cila lëvizi në një spirale, në vend të një valë shpërthimi të sheshtë.
Voitsekhovsky, duke përdorur një regjistrues fotografish që ai projektoi, fotografoi pjesën e përparme të valës, e cila lëvizte në një dhomë unazore të djegies në një përzierje karburanti. Shpërthimi i rrotullimit ndryshon nga shpërthimi i aeroplanit në atë që në të lind një valë e vetme e tërthortë goditëse, e ndjekur nga një gaz i ndezur që nuk ka reaguar, dhe tashmë pas kësaj shtrese ka një zonë të reagimit kimik. Dhe është pikërisht një valë e tillë që parandalon djegien e vetë dhomës, të cilën Marlene Topchiyan e quajti "një donut i rrafshuar".
Duhet të theksohet se motorët shpërthyes tashmë janë përdorur në të kaluarën. Në veçanti, ne po flasim për motorin pulsues të avionit, i cili u përdor nga gjermanët në fund të Luftës së Dytë Botërore në raketat e lundrimit V-1. Prodhimi i tij ishte mjaft i thjeshtë, përdorimi i tij ishte mjaft i lehtë, por në të njëjtën kohë ky motor nuk ishte shumë i besueshëm për zgjidhjen e problemeve të rëndësishme.
Më tej, në vitin 2008, Rutang Long-EZ, një aeroplan eksperimental i pajisur me një motor shpërthimi pulsues, doli në ajër. Fluturimi zgjati vetëm dhjetë sekonda në një lartësi prej tridhjetë metrash. Gjatë kësaj kohe, termocentrali zhvilloi një goditje të rendit prej 890 Njutonësh.
Prototipi eksperimental i motorit, i paraqitur nga laboratori amerikan i Marinës amerikane, është një dhomë unazore e djegies në formë konike që ka një diametër prej 14 centimetra në anën e furnizimit me karburant dhe 16 centimetra në anën e hundës. Distanca midis mureve të dhomës është 1 centimetër, ndërsa "tubi" është 17.7 centimetra i gjatë.
Një përzierje e ajrit dhe hidrogjenit përdoret si një përzierje e karburantit, e cila furnizohet me një presion prej 10 atmosferash në dhomën e djegies. Temperatura e përzierjes është 27.9 gradë. Vini re se kjo përzierje njihet si më e përshtatshme për studimin e fenomenit të shpërthimit të rrotullimit. Por, sipas shkencëtarëve, në motorët e rinj do të jetë e mundur të përdoret një përzierje karburanti e përbërë jo vetëm nga hidrogjeni, por edhe nga përbërës të tjerë të djegshëm dhe ajër.
Studimet eksperimentale të një motori rrotullues kanë treguar efikasitetin dhe fuqinë e tij më të madhe në krahasim me motorët me djegie të brendshme. Një avantazh tjetër është ekonomia e konsiderueshme e karburantit. Në të njëjtën kohë, gjatë eksperimentit u zbulua se djegia e përzierjes së karburantit në motorin "test" rrotullues është jo uniform, prandaj është e nevojshme të optimizohet modeli i motorit.
Produktet e djegies që zgjerohen në grykë mund të mblidhen në një avion gazi duke përdorur një kon (ky është i ashtuquajturi efekt Coanda), dhe pastaj ky avion mund të dërgohet në turbinë. Turbina do të rrotullohet nën ndikimin e këtyre gazrave. Kështu, një pjesë e punës së turbinës mund të përdoret për të shtyrë anijet, dhe pjesërisht për të gjeneruar energji, e cila është e nevojshme për pajisjet e anijeve dhe sistemet e ndryshme.
Vetë motorët mund të prodhohen pa pjesë të lëvizshme, gjë që do të thjeshtojë shumë modelin e tyre, gjë që, nga ana tjetër, do të zvogëlojë koston e termocentralit në tërësi. Por kjo është vetëm në perspektivë. Para fillimit të motorëve të rinj në prodhimin serik, është e nevojshme të zgjidhen shumë probleme të vështira, njëra prej të cilave është përzgjedhja e materialeve të qëndrueshme rezistente ndaj nxehtësisë.
Vini re se për momentin, motorët shpërthyes rrotullues konsiderohen si një nga motorët më premtues. Ato gjithashtu janë duke u zhvilluar nga shkencëtarët nga Universiteti i Teksasit në Arlington. Termocentrali që ata krijuan u quajt "motori i shpërthimit të vazhdueshëm". Në të njëjtin universitet, po kryhen kërkime mbi zgjedhjen e diametrave të ndryshëm të dhomave unazore dhe përzierjeve të ndryshme të karburantit, të cilat përfshijnë hidrogjen dhe ajër ose oksigjen në përmasa të ndryshme.
Zhvillimi në këtë drejtim po zhvillohet edhe në Rusi. Pra, në vitin 2011, sipas drejtorit menaxhues të shoqatës së kërkimit dhe prodhimit të Saturnit I. Fedorov, shkencëtarët nga Qendra Shkencore dhe Teknike Lyulka po zhvillojnë një motor avioni pulsues ajri. Puna po kryhet paralelisht me zhvillimin e një motori premtues të quajtur "Produkti 129" për T-50. Për më tepër, Fedorov tha gjithashtu se shoqata po kryen kërkime për krijimin e avionëve premtues të fazës tjetër, të cilat supozohet të jenë pa pilot.
Në të njëjtën kohë, kreu nuk specifikoi se për çfarë lloj motori pulsues bëhej fjalë. Për momentin, tre lloje të motorëve të tillë janë të njohur - pa valvula, valvula dhe shpërthim. Generallyshtë pranuar përgjithësisht, ndërkohë, që motorët pulsues janë më të thjeshtë dhe më të lirë për t'u prodhuar.
Sot, disa firma të mëdha mbrojtëse po kryejnë kërkime mbi motorët e avionëve pulsues me performancë të lartë. Ndër këto firma janë American Pratt & Whitney dhe General Electric dhe francezja SNECMA.
Kështu, mund të nxirren përfundime të caktuara: krijimi i një motori të ri premtues ka vështirësi të caktuara. Problemi kryesor për momentin është në teori: çfarë saktësisht ndodh kur vala e goditjes së shpërthimit lëviz në një rreth, dihet vetëm në terma të përgjithshëm, dhe kjo e ndërlikon shumë procesin e optimizimit të modeleve. Prandaj, teknologjia e re, edhe pse është shumë tërheqëse, është vështirë e realizueshme në shkallën e prodhimit industrial.
Sidoqoftë, nëse studiuesit arrijnë të zgjidhin çështjet teorike, do të jetë e mundur të flitet për një përparim të vërtetë. Në fund të fundit, turbinat përdoren jo vetëm në transport, por edhe në sektorin e energjisë, në të cilat një rritje e efikasitetit mund të ketë një efekt edhe më të fortë.
