Одним из способов увеличения общего КПД является повышение следования ударных волн (частоты детонационного горения) с одновременным дополнительным резонансным сжатием.
Для этих целей рассмотрим закрытую с одной стороны детонационную трубу со сферой на конце. К стенке трубы патрубками под большим давлением подаётся отдельно топливо (газ) и воздух. Регулировка подачи осуществляется раздельно клапанами согласно формирования периодически оптимального соотношения воздух/газ для детонации при заданной частоте её следования, согласно рис. № 7.7.1.
Рис. № 7.7.1. Детонационный источник энергии цилиндрической формы, одно клапанный с электромагнитным управлением и сферическим резонатором на выходе
Такая конструкция позволяет в разы увеличить частоту следования детонационных волн и их интенсивность, как следствие увеличить общий КПД источника.
В данном решения распространение детонационной волны в трубе и взаимодействие её с резонатором имеет принципиальные особенности. Сама сфера в данном случае выступает в роли резонатора мгновенного действия. Под «мгновенным действием» подразумеваем совершение и усиление одного периода колебания резонатора за время, не большее периода колебания возмущающей силы, т.е. детонационной волны.
При зажигании (инициации) топливовоздушной смеси происходит образование фронта детонационной волны. При распространении в сферическом резонаторе, отразившись от внутренней поверхности фронт волны формирует обратную волну сжатия, сходящуюся в фокусе сферы.
Обратная волна сжатия в сфере является тем источником дополнительной энергии, которая позволяет формировать на остром срезе сопла как сверхвысокоскоростные вихревые кольца, так и сверхзвуковое истечение продуктов детонационного горения со сверхвысокой температурой.
ДОСТОИНСТВА:
— Частота следования волн детонационного горения – не более 100 Гц.
НЕДОСТАТКИ:
— Общий КПД такой конструкций низкий, несмотря на высокий КПД единичного детонационного импульса.
— Для каждого цикла детонационного горения камеру необходимо продуть, затем заполнить свежей топливно-воздушной смесью, и инициировать волну детонационного горения. Такая циклическая работа ограничивает максимальную практическую частоту работы порядка 100 Гц.
— В некоторых конструкциях необходима продувка камеры инертным газом из-за того, что в детонационной камере застаиваются некоторые остаточные продукты сгорания, мешающие следующему циклу детонации. Этот процесс дополнительно ограничивает рабочую частоту примерно до 50 Гц .
— Необходима система синхронизации в работе клапанной арматуры и инициацией детонационных волн путём применения датчика давления (обратной связи).