Известно, что классические импульсные детонационные источники энергии представляют собой длинные трубы (детонационные камеры), по которым с небольшой частотой следуют ударные волны. В таких двигателях труба заполняется смесью топлива/окислителя, а затем инициируется  детонационное горение  с формированием ударной волны.

Слабым звеном в такой цепочке выступает форсунка формирования топливовоздушной смеси в объёме трубы детонационного горения.

Распылительная форсунка с закрытого торца классической детонационной трубы формирует топливовоздушную смесь со скоростями потоков, при которых ещё возможна инициация детонационного горения не во всём  объёме детонационной трубы. Необходимо учесть, что высокие скорости формирования топливовоздушной смеси вызывают неполное сгорание, снижая устойчивость детонационной волны, снижая эффективность самого  источника детонационной энергии.

Уменьшить скоростные характеристики формирования топливовоздушной смеси и использовать для этих целей весь внутренний объём трубы детонационного источника энергии возможно путём  ввода компонентов непосредственно и одновременно в весь объём трубы детонационного горения.

Для этих целей предлагается изменить способ ввода топливовоздушной смеси с одно форсуночного на много форсуночный.   Ввод осуществлять по всей площади торцевой части трубы детонационного горения с механической регулировкой формирования топливовоздушной смеси непосредственно во всём объёме трубы детонационного горения.

Таким образом, непосредственно во всём объёме трубы детонационного горения будет формироваться готовая топливовоздушная смесь. 

Это может быть обеспечено  с помощью специальной механической вращающейся высокоскоростной клапанной системы.

Сама идея механической высокоскоростной клапанной системы опубликованы  в 2008 году в статье:   ССЫЛКА. 

Геометрия  скоростной механической клапанной системы представлена на рис. № 7.8.1.

Рис. № 7.8.1. Дисковая механическая много клапанная система формирования высоко скоростного волнового фронта среды.

Механическая много клапанная скоростная  система формирования топливовоздушной смеси представляет собой два вращающихся на одной оси диска, которые вращаются с минимально возможным расстоянием друг относительно друга. На одном и на другом диске  определённым образом по кругу, спирали расположены диафрагмы (технологическое окна) заданной формы (круг, квадрат, прямоугольник и т.п.), которые формируют скоростную бегущую дорожку открытия/закрытия таких диафрагм.  Условием работы такой системы является отличие как минимум на единицу количество диафрагм на одном и на другом диске.

При вращении одного диска относительно другого создаётся так называемая  скоростная беговая дорожка, скорость на которой чередования открытия/закрытия  полно проходных диафрагм во много раз превышает линейную скорость вращения системы.

В такой конструкции при повороте одного диска относительно другого на один сегмент в любую сторону, все сегменты (окна) спирали последовательно полностью откроются/закроются по типу бегущей дорожки.

Механическая много клапанная скоростная  система управляет работой открытия закрытия диафрагм, через которые вводится воздух внутрь заявленного детонационного источника энергии. 

В свою очередь топливо подводится непрерывно с заданным значением по давлению и расходу к каждой диафрагме через радиальное отверстие согласно рис. № 7.8.2.

Рис. № 7.8.2. Подвод топлива в механическую много клапанную систему формирования сверх высокоскоростного волнового фронта.

Таким образом при полно проходном открытии одной диафрагмы с одновременным радиальным подводом газа и аксиальным подводом  воздуха —  диафрагма превращается в сопло формирования топливовоздушной смеси внутри заявленного детонационного источника энергии.

В свою очередь механическая много клапанная скоростная  система управляет работой открытия закрытия всех диафрагм и формирует внутри  заявленного детонационного источника энергии  скоростную бегущую волну заполнения топливовоздушной смесью  непосредственно весь объём трубы детонационного горения.

ПРИМЕР.

Труба детонационного горения длинной 0.5 метра, диаметр 0,05 м.

На торцевой части диаметром 0,05 м размещены через равные промежутки по спирали диафрагмы диаметром 3 мм. Спираль имеет 5 витков. Общая длинна спирали 0,5 м. Количество диафрагм по диаметру 10.

С такими начальными геометрическими условиями  при принудительном совершении диска с диафрагмами одного полного оборота за одну секунду ( 1 об/сек) детонационная труба будет заполняться 20 раз. Т.е. частота следования детонационных волн при скорости вращения клапанной системы со скоростью 1 Гц  составит  20 Гц.

При скорости вращения клапанной системы с частотой 50 об/сек частота следования волн детонационного горения в такой системе составит 1 кГц.

Конструктивное исполнение предлагаемого решения представлено на рис. № 7.8.3.

Рис. № 6.8.3. Вариант установки много клапанной системы  в торцевую часть трубчатого детонационного источника энергии.

     Классический трубчатый детонационный источник энергии, у которого с торцевой части размещена механическая скоростная система клапанов. Такая механическая система клапанов при относительно низкой частоте вращения формирует внутри трубы детонационного горения скоростную бегущую волну топливовоздушной смеси  скоростного заполнения всего объёма.

ДОСТОИНСТВА:

— Частота следования волн детонационного горения –более 1000 Гц.

— квазинепрерывная работа источника детонационной энергии, которая приближается к непрерывной за счет высокочастотных волн детонационного горения.

— Высокий КПД единичного импульса.

— Высокий общий КПД системы.

НЕДОСТАТКИ:

— Недолговечность работы.

— Механическая система клапанов подвержена истиранию.

— Необходима синхронизация работы свечи зажигания с моментом, когда все диафрагмы механически закрыты.