Результати пошуку “engine chamber” – Збірник науково-технічних статей

2.2.2025 Розрахунки й підтвердження робочих характеристик детонаційного прямотічного повітряно-реактивного двигуна, що працює на однокомпонентному ракетному паливі

manager — Tue, 27 Jan 2026 08:06:29 +0000

2. Розрахунки й підтвердження робочих характеристик детонаційного прямотічного повітряно-реактивного двигуна, що працює на однокомпонентному ракетному паливі

Дата надходження статті до видання: 15.10.2025

Дата прийняття статті до друку після рецензування: 29.10.2025

Дата публікації: 27.01.2026

ISSN: 2617-5525

e-ISSN: 2617-5533

Автори:

Столярчук В. В., Тертишник С. В.

ORCID авторів:

Столярчук В. В. ORCID, Тертишник С. В. ORCID

Організація:

ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2025, (2); 12-23

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2025.02.012

Мова: Англійська

Анотація: Дедалі більша актуальність альтернативних рушійних систем зумовлює необхідність детального вивчення потенціалу детонаційних двигунів на монопаливі для компактного й ефективного застосування в аерокосмічній техніці. Метою цього дослідження був аналіз параметрів роботи та характеристик ефективності прямоточної повітряної детонаційної установки, яка працює на екологічно безпечному монопаливі. У роботі використано комплекс експериментальних методів і чисельне моделювання з використанням валідації термохімічних моделей. Подано результати серії випробувань з модифікованою геометрією камери за змінних умов температури й тиску на вході, з акцентом на досягнення стабільного фронту детонації та аналіз його параметрів поширення. Детальне порівняння експериментальних даних тиску з чисельними прогнозами показало розбіжність менше ніж 6,5 %, що підтверджує надійність моделі для практичного застосування. Також досліджено вплив довжини камери згоряння та конфігурації інжекторів, виявлено, що геометрична оптимізація відіграє ключову роль у забезпеченні стабільності детонації в різних температурних режимах. Визначено критичні параметри потоку для успішного займання та підтримання детонації без зовнішнього окисника, а також охарактеризовано ефективність двох перспективних за складом видів монопалива, зокрема модифікованого на основі проніту. Отримані результати сприяють оптимізації тепловиділення та приросту тиску в камері, що є важливими для створення легких і енергоефективних двигунів нового покоління. Практична цінність дослідження полягає в можливості використання його результатів для проєктування сучасних аерокосмічних рушійних установок з високою компактністю та екологічною безпекою.

Ключові слова: детонаційне згоряння, стабільність хвилі, експериментальне моделюван- ня, теплова динаміка, геометрична оптимізація

Список використаної літератури:

1. Zhang H., Jiang L., Liu W. D. & Liu S. J. Characteristic of rotating detonation wave in an H2/Air hollow chamber with Laval nozzle. International Journal of Hydrogen Energy. 2021. 46 (24). 13389–13401. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.01.143
2. Xue S., Ying Z., Hu M., & Zhou C. Experimental study on the rotating detonation engine based on a gas mixture. Frontiers in Energy Research. 2023. 11. 1136156. https://doi.org/10.3389/fenrg.2023.1136156
3. Xue S., Ying Z., Ma H., & Zhou C. Experimental investigation on two-phase rotating detonation fueled by kerosene in a hollow directed combustor. Frontiers in Energy Research. 2022. 10, 951177. https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.951177
4. Kawalec M., Wolanski P., Perkowski W., & Bilar A. Development of a liquid-propellant rocket powered by a rotating detonation engine. Journal of Propulsion and Power. 2023. 39(4). 554–561. https://doi.org/10.2514/1.B38771
5. Zolotko O. Y., Zolotko O. V., Aksyonov O. S., Stoliarchuk V. V., & Cherniavskyi O. S. Analysis of the characteristics of the ejector regime of the impulse-detonation engine of the combined cycle of acceleration. Aerospace technic and technology. 2024. 6 (200). 52–59. https://doi.org/10.32620/aktt.2024.6.05
6. Camacho, R. G., & Huang, C. Component-based reduced order modelling of two-dimensional rotating detonation engine with non-uniform injection. AIAA SCITECH 2025 Forum.
https://doi.org/10.2514/6.2025-1397
7. Feng W., Zhang Q., Xiao Q., Meng H., Han X., Cao Q., Huang H., Wu B., Xu H., & Weng C. Effects of cavity length on operating characteristics of a ramjet rotating detonation enjine fueled by liquid kerosene. Fuel. 2023. 332. 126129. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126129
8. Bennewitz J. W., Bigler B. R., Ross M. C., Danczyk S. A., Hargus W. A. Jr. & Smith R. D. Performance of a rotating detonation rocket engine with various convergent nozzles and chamber lengths. Energies. 2021. 14(8). 2037. https://doi.org/10.3390/en14082037
9. Curran D., Wheatley V. & Smart M. High Mach number operation of accelerator scramjet engine. Journal of Spacecraft and Rockets. 2023. 60(3). https://doi.org/10.2514/1.A35511
10. Sun D., Dai Q., Chai W. S., Fang W. & Meng H. Experimental studies on parametric effects and reaction mechanisms in electrolytic decomposition and ignition of HAN solutions. ACS Omega. 2022. 7(22). 18521–18530. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c01183
11. Stoliarchuk V. V. Validation of efficiency enhancement methods for detonation jet engines. Aerospace technic and technology. 2024. 4(1). 82–88. https://doi.org/10.32620/aktt.2024.4sup1.12
12. Wang J., Liu Y., Huang W., Zhang Y. & Qiu H. Direct numerical simulation of inflow boundary-layer turbulence effects on cavity flame stabilisation in a model scramjet combustor. Aerospace Science and Technology. 2025. 165. 110463. https://doi.org/10.1016/j.ast.2025.110463
13. Li W., Oh H. & Ladeinde F. Comparison of flamelet and transported species-based modeling of rotating detonation engines. AIAA SCITECH 2024 Forum. https://doi.org/10.2514/6.2024-2599.
14. Chen Y., Liu S., Peng H., Zhong S., Zhang H., Yuan X., Fan W. & Liu W. Propagation and heat release characteristics of rotating detonation in a ramjet engine with a divergent combustor. Physics of Fluids, 2025 37(2), 026132. https://doi.org/10.1063/5.0254419
15. Kailasanath K. Review of propulsion applications of detonation waves. AIAA Journal. 2000. 38(9). 1698–1708. https://doi.org/ 10.2514/2.1156
16. Heiser W. H., & Pratt D. T. Thermodynamic cycle analysis of pulse detonation engines. Journal of Propulsion and Power. 2002. 18(1), 68–76. https://doi.org/10.2514/2.5899
17. Munipalli R., Shankar V., Wilson D. R., Kim H., Lu F. K. & Liston G. Performance assessment of ejector-augmented pulsed detonation rockets. In 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Paper 2001-0830). Reno: AIAA. https://doi.org/10.2514/6.2001-830
18. Lu F. K. & Braun E. M. Rotating detonation wave propulsion: Experimental challenges, modeling, and engine concepts. Journal of Propulsion and Power. 2014. 30(5). 1125–1142. https://doi.org/10.2514/1.B34802
19. Armbruster W. et al. Design and testing of a hydrogen–oxygen pre-detonator for RDEs. CEAS Space Journal. 2025. 17. 969-979.
https://doi.org/10.1007/s12567-025-00605-y

Повний текст (PDF) || Зміст 2025 (2)

Завантажень статті: 265

Переглядів анотації:

1485

0 цитувань у базі джерел OpenAlex (станом на 20.10.2026 02:01)

0 цитувань у базі джерел OpenCitations (станом на 20.10.2026 01:49)

0 цитувань у базі джерел Crossref (станом на 20.10.2026 01:36)

0 цитувань у базі джерел Google Scholar (станом на 30.10.2026 17:52)

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Сан-Хосе;;;; Маскегон;;;;;; Лос Анджелес; Лос Анджелес; Лексінгтон; Купертіно; Лос Анджелес; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Лос Анджелес; Лос Анджелес; Лос Анджелес; Лос Анджелес; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Дублін;; Фінікс; Сан-Франциско; Джексонвілл;; Чикаго; Чикаго; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте;; Сан-Хосе; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Сан-Антоніо; Ашберн; Ашберн; Х'юстон; Норт-Чарлстон; Норт-Чарлстон; Чикаго; Чикаго;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; Де-Мойн; Портленд; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе; Сан-Хосе;; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Помпано-Біч; Маунтін-В'ю;; Clute; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Сан-Дієго; Сан-Дієго; Сан-Дієго; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані;; Ньюарк; Снеллвілл; Сіетл	187
Україна	Дніпро; Київ; Київ; Київ; Київ; Дніпро; Дніпро; Кам'янське; Ізмаїл; Кременчук	10
Китай	Шицзячжуан; Шеньчжень; Нанкін; Нанкін; Нанкін; Нанкін;;; Нанкін; Пекін	10
Сінгапур	Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур	10
Франція	Париж;; Париж; Париж; Париж; Париж; Страсбург	7
Unknown	;;;; Гонконг; Гонконг; Сідней	7
Великобританія	;; Лондон; Лондон; запитати	5
Бразилія	Макапа; Сан-Паулу; Сан-Паулу; Гуаружа	4
Німеччина	Фалькенштайн;; Франкфурт на Майні	3
Нідерланди	Делфт;	2
В'єтнам	Ханой; Туан Ан	2
Еквадор	; Гуаякіль	2
Ірландія	; Дублін	2
Марокко	Фес	1
Латвія		1
Литва	Вільнюс	1
Польща		1
Ямайка	Кінгстон	1
Індія	Вадодара	1
ПАР	Йоганнесбург	1
Іран	Тегеран	1
Ірак	Багдад	1
Вірменія		1
Парагвай	Ітаугуа	1
Румунія		1
Туніс		1
Туреччина	Стамбул	1

Завантажень, переглядів по всіх статтях

Статей, завантажень, переглядів по всіх авторах

Статей по всіх підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів

12.1.2024 ЗМІЦНЕННЯ СТАЛЕЙ ШЛЯХОМ МОДИФІКАЦІЇ ЇХНЬОЇ ПОВЕРХНІ ІОННО-ПЛАЗМОВИМ АЗОТУВАННЯМ У ЖЕВРІЮЧОМУ РОЗРЯДІ

Дмитрий Макренко — Mon, 17 Jun 2024 11:36:02 +0000

12. Зміцнення сталей шляхом модифікації їхньої поверхні іонно-плазмовим азотуванням у жевріючому розряді

ISSN: 2617-5525

e-ISSN: 2617-5533

Автори:

Надтока В. М.¹, Штапенко Е. П.², Краєва В. С.¹, Краєв М. В.¹

Організація:

ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна¹; Український державний університет науки та технологій²

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2024, (1); 102-113

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2024.01.102

Мова: Українська

Анотація: Розглянуто технологію зміцнення сталей шляхом модифікації їхньої поверхні методом іонно-плазмового азотування у жевріючому розряді. Іонно-плазмове азотування є багатофакторним процесом, що вимагає вивчення впливу умов процесу азотування на структуру модифікованих шарів, яка, у свою чергу, визначає їхні механічні властивості. Об’єктами досліджень були: аустенітна сталь 12Х18Н10Т, вуглецева сталь Ст3 та конструкційна сталь 45. Дослідження проводили для двох умов створення плазми: вільного розташування зразків на поверхні катода (конфігурація І) та всередині порожнистого катода (конфігурація ІІ). Втановлено оптимальні параметри процесу іонно-плазмового азотування, що забезпечують стабільність процесу та створюють умови для інтенсивної дифузії азоту в поверхню сталі. Для інтенсифікації процесу азотування у газове середовище аргон-азот додавали водень. Робочий тиск у камері підтримувався в діапазоні 250-300 Па, тривалість процесу становила 120 хв. Наведено порівняльні характеристики структури та мікротвердості модифікованих поверхонь досліджуваних сталей для двох технологій іонно-плазмового азотування. Металографічне дослідження структури поверхневих модифікованих шарів у поперечному перерізі показало наявність шаруватого азотованого шару, що складається з різних фаз і має різну глибину залежно від матеріалу зразка та режиму оброблення. Азотований шар сталі 12Х18Н10Т складався з чотирьох підшарів: верхнього «білого» нітридного шару, подвійного дифузійного шару та нижнього перехідного шару. Загальна глибина азотованого шару при зазначеному часі оброблення досягла 23 мкм, застосування порожнистого катода збільшило її на 26% до 29 мкм. Азотовані шари сталі Ст3 і сталі 45 складалися з двох підшарів – товстого “білого” нітридного шару і загальної дифузійного товщиною порядку 18 мкм. Мікротвердість азотованого шару сталі Ст3 становила 480 HV, збільшившись у 2,5 рази, а сталі 45 – 440 HV, збільшившись в 1,7 рази. Застосування порожнистого катода для цих сталей зменшує глибину азотованого шару, але при цьому мікротвердість збільшується за рахунок утворення товстішого та щільнішого нітридного шару на поверхні. Результати проведених досліджень можуть бути використані для зміцнення поверхонь сталевих деталей ракетно-космічної техніки, нанесення високоміцних покриттів.

Ключові слова: іонне азотування, жевріючий розряд, структура шару в поперечному перерізі, зміцнення, мікротвердість.

Список використаної літератури:

1. Loskutova T. V., Pogrebova I. S., Kotlyar S. M., Bobina M. M., Kapliy D. A., Kharchenko N. A., Govorun T. P. Physichni ta tekhnologichni parametry azotuvannya stali Х28 v seredovyschi amiaku. Journal nano-elektronnoi physiki. 2023. №1(15). s. 1-4.
2. Al-Rekaby D. W., Kostyk V., Glotka A., Chechel M. The choice of the optimal temperature and time parameters of gas nitriding of steel. Eastern-European journal of Enterprise Technologies. 2016. V. 3/5(81). P.44-49.
3. Yunusov A. I., Yesipov R. S. Vliyanie sostava gazovoy sredy na process ionnogo azotirovaniya martensitnoy stali 15Х16К5НР2МВФАБ-Ш. Vestnik nauki. 2023. №5(62). s. 854-863.
4. Zakalov O. V. Osnovy tertya i znoshuvannya u mashinah: navch. posibnik, vydavnytstvo TNTU im. I. Pulyuya, Ternopil. 2011. 332 s.
5. Kindrachuk M. V., Zagrebelniy V. V., Khizhnyak V. G., Kharchenko N. A. Technologichni aspeckty zabespechennya pratsezdatnosti instrument z shvydkorizalnykh staley. Problemy tertya ta znoshuvannya. 2016. №1 (70). S. 67-78.
6. Skiba M. Ye., Stechishyna N. M., Medvechku N. K., Stechishyn M. S., Lyukhovets’ V. V. Bezvodneve azotuvannya u tliyuchomu rozryadi, yak metod pidvyschennya znosostiykisti konstruktsiynykh staley. Visn. Khmelnitskogo natsionalnogo universitetu. 2019. №5. S. 7-12.
7. Axenov I. I. Vakkumno-dugovye pokrytiya. Technologiya, materialy, struktura i svoistva. Kharkov, 2015. 379 s.
8. Pastukh I. M., Sokolova G. N., Lukyanyuk N. V. Azotirovanie v tleyuschem razryade: sostoyanie i perspektyvy. Problemy trybologii. 2013. №3. S. 18-22.
9. Pastukh I. M. Teoriya i praktika bezvodorodnogo azotirovanniya v tleuschem razryade: izdatelstvo NNTs KhFTI. Kharkov, 2006. 364 s.
10. Sagalovich O. V., Popov V. V., Sagalovich V. V. Plasmove pretsenziyne azotuvannya AVINIT N detaley iz staley i splaviv. Technologicheskie systemy. 2019. №4. S. 50-56.
11. Kozlov A. A. Nitrogen potential during ion nitriding process in glow-discharge plasma. Science and Technique. 2015. Vol. 1. P. 79-90.
12. Nadtoka V., Kraiev M., Borisenko А., Kraieva V. Multi-component nitrated ion-plasma Ni-Cr coating. Journal of Physics and Electronics. 2021. №29(1). Р. 61–64. DOI 10.15421/332108.
13. Nadtoka V., Kraiev M., Borisenko A., Bondar D., Gusarova I. Heat-resistant MoSi2–NbSi2 and Cr–Ni coatings for rocket engine combustion chambers and respective vacuum-arc deposition technology/ 74th International Astronautical Congress (IAC-23-C2.4.2), Baku, Azerbaijan, 2-6 October 2023.
14. Kostik K. O., Kostik V. O. Porivnyalniy analiz vplyvu gazovogo ta ionno-plazmovogo azotuvannya na zminu struktury i vlastyvostey legovannoi stali 30Х3ВА. Visnik NTU «KhPI». 2014. №48(1090). S. 21-41.
15. Axenov I. I., Axenov D. S., Andreev A. A., Belous V. A., Sobol’ O.V. Vakuumno-dugovye pokrytiya: technologia, materialy, struktura, svoistva: VANT NNTs KhFTI, Kharkov. 2015. 380 s.
16. Pidkova V. Ya. Modyfikuvannya poverkhni stali 12Х18Н10Т ionnoyu implantatsieyu azotom. Technology audit and production reserves. 2012. Vol. 3/2(5). P. 51-52.
17. Kosarchuk V. V., Kulbovsliy I. I., Agarkov O. V. Suchasni metody zmitsnennya i pidvyschennya znosostiykosti par tertya. Ch. 2. Visn. Natsionalnogo transportnogo universytetu. 2016. Vyp. 1(34). S. 202-210.
18. Budilov V. V., Agzamov R. D., Ramzanov K. N. Issledovanie i razrabotka metodov khimiko-termicheskoy obrabotki na osnove strukturno-fasovogo modifitsirovaniya poverkhnisti detaley silnotochnymi razryadami v vakuume. Vestnik UGATU. Mashinostroenie. 2007. T. 9, №1(19). S. 140-149.
19. Abrorov A., Kuvoncheva M., Mukhammadov M. Ion-plasma nitriding of disc saws of the fiber-extracting machine. Modern Innovation, Systems and Technologies. 2021. Vol. 1(3). P. 30-35.
20. Smolyakova M. Yu., Vershinin D. S., Tregubov I. M. Issledovaniya vliyaniya nizkotemperaturnogo azotirovanniya na strukturno-fasoviy sostav i svoistva austenitnoy stali. Vzaimodeystvie izlecheniy s tverdym telom: materialy 9-oi Mezhdunarodnoy konferentsii (Minsk, 20-22 sentyabrya 2011 g.). Minsk, 2011. S. 80-82.
21. Adhajani H., Behrangi S. Plasma Nitriding of Steel: Topics in Mining, Metallurgy and Material Engineering by series editor Bergmann C.P. 2017. 186 p.
22. Fernandes B.B. Mechanical properties of nitrogen-rich surface layers on SS304 treated by plasma immersion ion implantation. Applied Surface Science. 2014. Vol. 310. P. 278-283.
23. Khusainov Yu. G., Ramazanov K. N., Yesipov R. S., Issyandavletova G. B. Vliyanie vodoroda na process ionnogo azotirovanniya austenitnoy stali 12Х18Н10Т. Vestnik UGATU. 2017. №2(76). S. 24-29.
24. Sobol’ O. V., Andreev A. A., Stolbovoy V. A., Knyazev S. A., Barmin A. Ye., Krivobok N. A. Issledovanie vliyaniya rezhimov ionnogo azotirovanniya na strukturu i tverdost’ stali. Vostochno-Yevropeyskiy journal peredovykh tekhnologiy. 2015. №2(80). S. 63-68.
25. Kaplun V. G. Osobennosti formirovanniya diffusionnogo sloya pri ionnom azotirovannii v bezvodorodnykh sredakh. FIP. 2003. T1, №2. S. 145.

Повний текст (PDF) || Зміст 2024 (1)

Завантажень статті: 307

Переглядів анотації:

4688

0 цитувань у базі джерел OpenAlex (станом на 20.10.2026 02:00)

0 цитувань у базі джерел OpenCitations (станом на 20.10.2026 01:48)

0 цитувань у базі джерел Crossref (станом на 20.10.2026 01:35)

0 цитувань у базі джерел Google Scholar (станом на 26.07.2026 06:35)