Koelaitoksen. Pääelementit ja kokoonpanot on ilmoitettu. Valokuva Kiinan kansantasavallan tiedeakatemian mekaniikkainstituutti
Kiinalaiset tieteelliset organisaatiot jatkavat energia-alan tutkimusta ja tarjoavat erilaisia uusia konsepteja. Joten äskettäin tuli tunnetuksi sellaisen kokeellisen generaattorisarjan kehittämisestä ja onnistuneesta testauksesta, joka pystyy vastaanottamaan sähköisen impulssin räjähdyksen ja paineistetun kaasun energiasta. Laboratoriokokeissa tämän laitteen toimivuus varmistui ja riittävän korkeat ominaisuudet osoitettiin. Ei ole poissuljettua, että tätä suuntaa kehitetään, minkä seurauksena eri aloille tulee täysimittaiseen toimintaan sopivia asennuksia.
Onnistuneet kokeilut
Uuden generaattorisarjan kehittämisestä vastaavat Kiinan tiedeakatemian Pekingin mekaniikkainstituutin tutkijat, jota johtaa Zhang Xiaoyuan. Tähän mennessä he ovat muodostaneet alkuperäisen konseptin ja määrittäneet tällaisen laitteen ulkonäön. Valmistettiin myös testeissä käytettyjä kokeellisia laitteita. Toiminnan tulokset paljastettiin tammikuun puolivälissä julkaistussa Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics -lehdessä.
Kokeellinen rakennelma luotiin aikaisempien tutkimusten kokemusten pohjalta. Se käyttää joitain valmiita komponentteja sekä erityisesti suunniteltuja kokoonpanoja. Tuote on paikallaan ja sitä käytetään vain laboratorio-olosuhteissa.
Osana testejä oli mahdollista varmistaa asennuksen perustavanlaatuinen toimivuus. Lisäksi hankkeen edetessä selvitettiin tuotteen ominaisuuksia ja niiden parantamismahdollisuuksia. On raportoitu, että uusimmissa testeissä asennus tuotti 10 kertaa enemmän energiaa kuin kokeiden alussa.
Hankkeen tekijät aikovat jatkaa tutkimusta ja kehittää konseptia ja sen toteuttamistapoja. Jatkossa halutaan luoda vastaavia käytännön toteutukseen sopivia generaattorisarjoja. Oletetaan, että tällaisia järjestelmiä voidaan käyttää useilla alueilla, joilla vaaditaan lyhyt, suuritehoinen sähköinen impulssi.
Kiinan kehittämä hinattava taistelulaser, 2021. Tällaisissa laitteissa voidaan käyttää myös kompaktia "räjähdysainegeneraattoria". Kuva t / k CCTV7:n reportaasista
Tällaiset laitteistot soveltuvat käytettäväksi erilaisissa tieteellisissä kokeissa, esimerkiksi ydinfuusiossa. Pienikokoista virtalähdettä voidaan käyttää hätäsignaaleihin. Myös ulkomainen lehdistö, joka kiinnitti huomiota kokeiluraporttiin, viittaa uuden kehityksen sotilaallisen soveltamisen perustavanlaatuiseen mahdollisuuteen. Erityisesti tällainen generaattori voi tarjota energiaa taistelulasereille.
Prototyyppi
Mekaniikan instituutti julkaisi kuvan kokeellisesta järjestelystä ja paljasti sen toiminnan perusperiaatteet. Myös menestyneimmissä testeissä saadut parametrit on nimetty. Toimintaperiaatteet ovat melko yksinkertaiset, mutta niiden toteuttaminen vaati komponentteja, joilla on erityiset lujuusominaisuudet ja tietyt toiminnot.
Virallisessa kuvassa näkyy asennus, joka sisältää useita komponentteja. Sylinterimäinen putkimainen kammio asetetaan yhteen linjaan räjähdyksen ja sitä seuraavien prosessien toteuttamiseksi (kuvassa merkitty "iskuputkeksi"), ns. magnetohydrodynaaminen generaattori (magneetti) ja tyhjiökammio (tyhjiösäiliö). Mittalaitteet on kytketty laitteisiin. Generaattori on kytketty testikuormaan. Ilmeisistä syistä asennuksella on erityinen ulkonäkö, joka osoittaa sen kokeellisen luonteen.
В камеру «шоковой трубы» закачивается рабочее тело в виде инертного газа аргона. Также в трубу помещается источник энергии – в экспериментах для этого использовалась взрывоопасная смесь водорода и кислорода, т.н. гремучий газ. В вакуумной камере напротив создается разрежение, за счет которого увеличивается разность давлений в контурах установки.
Sähköimpulssin tuottamiseksi laitteisto sytyttää räjähtävän kaasuseoksen. Räjähtävän kaasun palamistuotteet synnyttävät kammioon korkean paineen, siirtävät lämpöenergiaa argoniin ja pakottavat sen virtaamaan laitoksen muihin tilavuuksiin. Lämpötilan, paineen ja putkien sisäisten kanavien konfiguraation vaikutuksesta inertti kaasu kehittää yliääninopeutta ja kuumennetaan myös plasman tilaan.
Taistelulaser, ylhäältä katsottuna. Kuva t / k CCTV7:n reportaasista
Argonplasma tulee magnetohydrodynaamiseen generaattoriin, joka poistaa siitä ylimääräisen energian. Vastaanotettu energia muunnetaan sähkövirraksi ja syötetään mittauslaitteille ja testikuormitukseen. Normaaliin kaasumaiseen tilaan palannut argon päättää matkansa yhteen asennuskammioista.
Yksi projektin päätehtävistä oli etsiä optimaalisia konfiguraatioita sisäisille tilavuuksille, energialähteille, käyttönesteille jne. Kaikkien komponenttien ja ratkaisujen oikea yhdistelmä mahdollisti plasmasta saadun energian tuoton lisäämisen. Kuten kerrottiin, nämä tehtävät saatiin pääsääntöisesti ratkaistua.
Viimeisen konfiguraation kokeellinen järjestely antaa argonin nopeuden luokkaa 14 M. Tällaisella virtausnopeudella 1 litra kaasua pystyy tuottamaan sähköpulssin teholla 212 kW. Sähkön tuotanto kestää kuitenkin vain sekunnin murto-osan - kun taas plasma kulkee generaattorin läpi ja antaa sille energiansa.
Eri tehtäviin
Kiinan tiedeakatemian mekaniikan instituutin hanke kiinnostaa ainakin tieteen ja tekniikan näkökulmasta erittäin paljon. Eräs omituinen periaate voimakkaan sähköimpulssin saamiseksi on ehdotettu ja toteutettu onnistuneesti - tosin laboratorio-olosuhteissa. Testaus ja suorituskyvyn merkittävä parannus osoittavat tietyn potentiaalin tälle kehitykselle. Lisäksi sen sovellusalueita on jo mahdollista etsiä, jopa teoreettisella tasolla.
Kehittäjät ehdottavat kehittyneen laitoksen ja sen tulevien analogien käyttöä tieteellisiin tarkoituksiin, joissa tarvitaan paljon energiaa mahdollisimman lyhyessä ajassa. Tässä roolissa uudentyyppinen generaattori voi korvata yleisiä tyyppijärjestelmiä. Tässä tapauksessa laitteistojen koon, painon ja käyttökustannusten nousu on mahdollista. Lisäksi selvä etu on nopein mahdollinen valmistautuminen uuden impulssin synnyttämiseen ilman pitkää energian kertymistä.
Kaikki uuden voimalaitoksen vahvuudet voidaan toteuttaa sotilaallisella alalla. Kuten ulkomainen lehdistö huomauttaa, sitä voidaan käyttää osana taistelulaserjärjestelmiä tai muita uusiin periaatteisiin perustuvia aseita. On täysin mahdollista, että tällainen mahdollisuus uuden teknologian käyttöön on jo ainakin sotilasasiantuntijoiden tutkimassa.
Oletettavasti kokenut kiskotykki kiinalaisessa laskeutumisaluksessa, 2018. Kuva Arstechnica.net
Esitetyn laboratorionäytteen mitat ovat rajalliset, eikä ole poissuljettua, että niitä pienennetään edelleen tulevaisuudessa. Tämä mahdollistaa asennuksen asentamisen mobiilialustoille. Näytetty yli 200 kW teho riittää enemmän kuin riittävän voimanlähteeksi lasereille, sähkömagneettisille tykeille, kiskoaseille jne. korkealla taistelusuorituskyvyllä.
Asennuksesta tulee olla taloudellista hyötyä. Se käyttää käytettävissä olevaa polttoainetta ja työnestettä, mikä vähentää mahdollisia käyttökustannuksia. Samaan aikaan jokainen impulssi ja "laukaus" sen kustannuksella osoittautuu melko halvaksi.
Suunnittelua ja sen ominaisuuksia voidaan optimoida edelleen ottaen huomioon erilaiset vaatimukset. Joten nykyaikaisten taistelulaserien, joilla on hyvät taisteluominaisuudet, teho on 10-50 kW. Tämä mahdollistaa generaattorin tarvittavan tehon pienentämisen ja samalla sen pienentämisen ja keventämisen sekä käyttökustannusten pienentämisen.
On muistettava, että Kiina on aktiivisesti mukana uusiin periaatteisiin perustuvien taistelulaserjärjestelmien ja muiden aseiden kehittämisessä. Joitakin tämän tyyppisiä tuotteita on jo esitelty virallisesti yleisölle. Tämän suunnan kehittäminen edelleen liittyy suoraan uusien teknologioiden kehittämiseen ja riippuu tämän prosessin onnistumisesta. Erityisesti tarvitaan uusia energiansyöttöjärjestelmiä. Kuinka tämä ongelma tarkalleen ratkaistaan, ei tiedetä. Mutta tällä alueella voidaan löytää monenlaisia kehityksiä, mm. uutta teknologiaa Institute of Mechanicsilta.
Kaksikäyttötekniikkaa
Kuten kerrottiin, Mekaniikan instituutin kokeellinen generaattorisarja on tähän mennessä saavuttanut testauksen ja vahvistaa suunnitteluominaisuudet. Jatkossa sitä voidaan parantaa optimoimalla suunnittelua tai suurentamalla pääparametreja. Lisäksi on odotettavissa prosessi, jossa suunnittelua mukautetaan käytännön käyttöön.
Kehittäjien mukaan tieteen ja siviilialoilla on käytettävä epätavallista generaattoria. Samaan aikaan uudelle teknologialle voi ja sen pitäisi löytää käyttöä kehittyneiden aseiden alalla. On täysin mahdollista, että sitä ollaan jo mukauttamassa käytettäväksi erilaisissa taistelujärjestelmissä - mutta tämänkaltaisia tietoja ei vielä julkaista.