В ПНИПУ изобрели топливную ячейку для ракетных и авиадвигателей

Патент № 2802249 на топливную ячейку для реактивных двигателей получил изобретатель из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 28 сентября сообщает пресс-служба вуза.

Топливная ячейка, разработанная специалистом из ПНИПУ, представляет собой сборную конструкцию гранул твердого топлива для сгорающих зарядов реактивных двигателей, которая предназначена для удобства их хранения. Изобретенное устройство применимо в двигателях глубокого регулирования тяги, в беспилотных летательных аппаратах, а также газогенераторах.

Особенностью данной топливной ячейки является устойчивость к воздействию окружающей среды, что позволяет сохранять исходное высокое качество топлива в продолжение десятков лет.

Ячейка имеет цилиндрический корпус. Форма твердотопливных гранул сферическая или овально-сферическая, но поскольку в одной топливной ячейке упакованы гранулы разного размера, они достаточно плотно прижаты друг к другу.

Прототипом для ячейки пермского изобретателя стал твердотопливный заряд газогенератора, но в отличие от него она не имеет таких существенные недостатков, как сложность упаковки, требующая термосварки и наличие одного лишь центрального канала, который не может обеспечить образование оптимальной топливно-воздушной смеси.

Изобретатель — главный специалист высшей школы авиационного двигателестроения ПНИПУ Михаил Веснин, пояснил, что его топливная ячейка полностью эквивалентна жидкостному ракетному двигателю, но не требует дополнительных затратных и энергоемких элементов конструкции.

Высокие энергетические характеристики ячейке при сравнении на единицу массы с жидкими топливами обеспечивают высокая плотность упаковки гранул и малый объем межгранулярных полостей.

Веснин отметил, что такая ячейка — это расходный материал для реактивного двигателя. После использования ее заменяют на новую:

«Предлагаемая топливная ячейка может быть использована как в одноразовых изделиях (противоградовая ракета), так и в многоразовых двигателях, при этом замена топливной ячейки в двигателе возможна в полевых условиях без применения специального оборудования. Например, открыл топливный модуль высокоскоростного дрона, очистил вручную бак от отходов, вставил новую топливную ячейку, закрыл».

Изобретение Михаила Веснина решает несколько проблем. Так, плотная упаковка топливных гранул, увеличивая удельную массу топлива на единицу объема, обеспечивает высокие энергетические характеристики, что позволяет снизить расход топлива при увеличенной мощности.

Кроме того, топливная ячейка на гранулированном твердом топливе будет храниться годами, не требуя специальных условий и не меняя своих свойств, тогда как жидкое топливо требует дорогостоящего хранения.