Е. Боженов - Направленная термогазодинамическая обработка сверхзвуковой струей

Появление повторных патентов, после работ ЛИСИ и факт успешного развития Сверхзвукового нанесения покрытий и других «Термогазодинамических способов обработки», характеризуют уровень ректората Ленинградского инж.-стр. ин-та (ЛИСИ), закрывшего эти НИР как бесперспективные, [11].

Патент СССР а.с.299370 получен на 14 лет раньше патента US, 416421- ( 1983г.,Д.-Браунинг). Но почему-то считается, что он первым предложил этот «новый способ нанесения покрытий».. Его патент кроме того имеет фатальный дефект, не преодоленный Д. Браунингом. В нем. порошок, проволока введены в дозвуковую часть устройства, и они налипли на стенки форкамеры и конфузора сопла и объем напыления уменьшается; Во-вторых, порошок и расплав проволоки постепенно «затыкают» критическое сечение сопла и ломают устройство Д. Браунинга. Процесс напыления прекращается. В патентах СССР этого дефекта НЕТ.

На рис.2 даны некоторые устройства ЛИСИ предназначенные для ввода порошка и иных тех. агентов в тело сверхзвуковой газовой струи. На рис.3 дано сравнение схемы ввода порошка в патенте а.с299370 и в патентах РФ, появившихся через десяток лет..

Эта термогазодинамическая технология не имеет ничего общего с «Термическим и Газопламенным» способом М. Шоопа. Он не применил С\з-ю струю при нанесении покрытий. Переход к «сверхзвуку» дал качественный и количественный скачёк технологии нанесения покрытий.

Известно. что существуют термины: «дозвуковая» струя при М <1, «звуковая» при М=1, «сверхзвуковая» при М> 1. Есть свои точно ограниченные диапазоны значений числ Маха. Поэтому понятия «Высокоскоростные и Скоростные струи» оставим для домашнего быта. Так же известно, что строение С\з-ой струи отличается от дозвуковой газопламенной струи, применяемый в способе «Шоопа». Сверхзвуковая струя для нанесения, напыления покрытий состоит или из раскаленных, светящихся продуктов прогоревшего топлива или воздуха, нагретого до 200—800 С и даже выше. «Огнегазопламени» от горящих газов в теле этих С\з-вых струй нет. Есть её тепловая радиация. «Кочерга, вынутая из горящей печи светится, но не горит».На рис 4 показано отличие строения сверхзвуковой струи от газопламенной.

Сверхзвуковая струя, это сложный энергетический газовый поток неоднородных полей скорости, давления, температур с наличием сдвинутых слоев газодинамических характеристик сверхзвуковых и дозвуковых зона, рис.4. Её строение, даже визуально и на звук, в принципе отлично от огнепламенных струй.

Конечный результат С\з-ого комплексного нестационарного воздействия на объекты, [1], [2], [3], [4], [5], [6], так же отличен от огнегазопламенного воздействия.

При встречи С\з-ой струи с преградой образуется отсоединенный скачек уплотнения и за ним резкий скачек температуры и давления, близкие к начальным показателям газа. На преграде возникает сложная трехмерная веерная структура пристеночного газового течения, зависимая от расчетности сопла, расстояния до среза сопла и формы преграды. Строение С\З-ой струи, как инструмента обработки, зависит от значительного числа взаимосвязанных факторов.

Струю создает сверхзвуковой термогазогенератор (С/зТГГ), рис.5. Он состоит из:

1. Генератора (камера сгорания или ресивер), который создает газ с расходом, давлением и температурой необходимой для создания сверхзвуковой струи. Его камера сгорания (топливо: жидкое, газообразное, твердое, как у окислителя, так и у горючего) источник газов сгоревшего топлива. Ресивер создает поток воздуха нагретого обогревателем или газа (азот, смесь азота с водородом, аргоном.) из плазмотрона.

2. Соплового блока, где формируется С\з-я рабочая струя.

Возникающая при этом реактивная сила струи или тяговая сила устройства не нужны, вредны и подавляются, в отличии от ракетных двигателей, например ЖРД. Кроме того в сверхзвуковую зону сопел ЖРД не вносят порошков и проволок.

Поэтому:

Принимать термогазогенераторы (С\зТГГ) за МикроЖРД [12] из группы «Сверхзвукового газопламенногоспособа», или считать их «МикроЖРД-горелка Гальченко», «Терморезак-реактивная горелка», это «плод заблуждения». Известно, топливо С\зТГГ, не применимо в ЖРД и тем более в «МикроЖРД». Их целевое назначение, вес, габариты, давление газа в камере сгорания, конструктивное оформление и используемые материалы, как и конструкция сопла Лаваля и всего Особого соплового блока и расчётность сверхзвуковых сопел, РАЗЛИЧНЫ.