при обтекании клина сверхзвуковым потоком водородноЛишь при Ye = 4cm и Es = 0.05 eV/(molecule O2) для кислородной смеси на расстояниях, не превышаюпотока H2/O2 = 2/1 с M0 = 6, P0 = 104 Pa, T0 = 500 K удается стабилизировать детонационную волну на рас- щих 1.5 m, от его носика даже при небольшой подведенстоянии < 1.4 m. При таких параметрах потока энергия ной к газу энергии излучения Es 0.05 eV/(molecule O2) излучения, поглощенная единицей объема газа, состав- и температуре газа T0 = 500-600 K. В случае отсутляет 3.9 · 10-3 J/cm3. ствия облучения при таких параметрах потока не удаПроведенные расчеты показывают, что предлагае- ется стабилизировать детонационную волну на расмый метод инициирования детонационного горения стояниях, меньших 5.5 m от носика клина. Эффекты в сверхзвуковом потоке, основанный на лазерно- сокращения длины зоны воспламенения смеси и зоны индуцированном возбуждении молекул O2(X3 ) в со- формирования детонационной волны обусловлены инg + тенсификацией цепных реакций вследствие присутствия стояние b1, намного эффективнее чисто теплового g метода воздействия лазерного излучения, рассмотренно- в реагирующей смеси электронно-возбужденных моле+ го ранее [12,13], когда вся поглощенная энергия выде- кул O2(a1 ), O2(b1 ) и формирования новых каналов g g ляется в поступательные степени свободы молекул. Это образования активных атомов O, H и радикалов OH в Журнал технической физики, 2007, том 77, вып. Инициирование детонационной волны при обтекании клина сверхзвуковым потоком... реакциях с участием этих молекул. Оказалось, что для стабилизации детонационной волны в сверхзвуковом потоке над поверхностью клина на небольших расстояниях от зоны воздействия излучения (LD < 1.5m) достаточно проводить облучение в узкой приосевой области потока с поперечным размером Ye = 0.5-1 cm непосредственно перед носиком клина. Лазерно-индуцированное возбуждение молекул O2 намного (в несколько раз) эффективнее простого нагрева среды лазерным излучением для инициирования детонационного режима горения в сверхзвуковом потоке горючей смеси. Такой способ подвода энергии лазерного излучения к потоку позволяет даже при облучении небольшого объема газа достаточно слабым источником стабилизировать детонационную волну в сверхзвуковом потоке на приемлемых для реализации детонационного режима горения расстояниях. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (гранты 05-01-00355 и 05-02-16419), МНТЦ (проект № 2740) и INTAS (проект № 03-51-4736). Список литературы [1] Chinitz W. On the use of shock-induced combustion in hypersonic engines. AIAA Paper. 1996. N 96–4536. [2] Li C., Kailasanath K., Oran E.S. // Combust. Flame. 1997. Vol. 108. N 1/2. P. 173–186. [3] Bezgin L., Canzhelo A., Gouskov O., Kopchenov V., Yarunov Yu. Some estimations of a possibility to utilize shockinduced combustion in propulsion systems. In Gaseous and Heterogeneous Detonations: Science to Applications / Ed. by G. Roy, S. Frolov, K. Kailasanath, N. Smirnov. Moscow: ENAS Publishers, 1999. P. 285–300. [4] Старик А.М., Титова Н.С. // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36. № 3. С. 31–38. [5] Figueira Da Silva L.F., Deshaies B. // Combust. Flame. 2000. Vol. 121. N 1/2. P. 152–166. [6] Varatharajan B., Williams F.A. // J. Propulsion and Power. 2002. Vol. 18. N 2. P. 344–351. [7] Безгин Л.В., Копченов В.И., Старик А.М., Титова Н.С. // Физика горения и взрыва. 2006. Т. 42. № 1. С. 78–86. [8] Старик А.М., Титова Н.С. // Кинетика и катализ. 2003. Т. 44. №1. С. 35–46. [9] Старик А.М., Титова Н.С. // ЖТФ. 2004. Т. 74. Вып. 9. С. 15–32. [10] Козлов В.Е., Секундов А.Н., Смирнова И.П. // Изв. АН СССР. МЖГ. 1986. № 6. С. 38–44. [11] Bezgin L., Ganzhelo A., Gouskov O., Kopchenov V. Some numerical investigation results on shock-induced combustion. AIAA Paper. 1998. N 98–1513. [12] Fendell F., Mitchell J., McGregor R., Sheffield M. // J. Propulsion adn Power. 1993. Vol. 9. N 2. P. 182–190. [13] Trott W.M. // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54. N 1. P. 118–130. 4 Журнал технической физики, 2007, том 77, вып.
| 
