В аэрокосмической отрасли пары топлива и окислителя вступают в реакцию спонтанно, без внешнего импульса вроде искры или нагрева. Цена ошибки здесь – доли секунды, а старые алгоритмы не давали точных прогнозов по моменту начала горения при заданной температуре или объеме капли.
Новая разработка интегрирует комплексные параметры: теплообмен, динамику испарения, диффузию газообразных компонентов и кинетику реакций как в жидкой, так и в газовой фазах. Это позволяет вести мониторинг температурных и концентрационных полей практически в реальном времени.
Практическая верификация теории проводилась на экспериментах с каплями диаметром от одного до трех миллиметров в диапазоне температур 10–30 °C. Результаты превзошли ожидания:
- расхождение расчетных данных с реальностью составило менее 15% при варьировании размера капель;
- отклонение не превысило 10% при изменении температурного режима.
Анализ выявил нетривиальные закономерности. Скорость парообразования возрастает экспоненциально относительно увеличения частиц. Кроме того, ученые идентифицировали критический диаметр (порядка 3 мм), после которого временной интервал до старта химической реакции остается стабильным.
Итогом работы станет создание принципиально новых, более контролируемых и безопасных систем подачи горючего для ракетно-космической техники.
Читать TechDigest в Google
