Planta piloto. Se indican los principales elementos y conjuntos. Fotografía Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de la República Popular China
Las organizaciones científicas chinas continúan investigando en el campo de la energía y ofrecen nuevos conceptos de diversa índole. Entonces, recientemente se supo sobre el desarrollo y la prueba exitosa de un grupo electrógeno experimental capaz de recibir un impulso eléctrico de la energía de una explosión y gas comprimido. En el curso de las pruebas de laboratorio, se confirmó la operatividad de este dispositivo y se mostraron características suficientemente altas. No se excluye que se desarrolle esta dirección, como resultado de lo cual habrá instalaciones adecuadas para una operación completa en varios campos.
Experimentos exitosos
El desarrollo de un nuevo grupo electrógeno está a cargo de científicos del Instituto de Mecánica de Beijing de la Academia de Ciencias de China, encabezados por Zhang Xiaoyuan. Hasta la fecha, han formado un concepto original y han determinado la aparición de dicho dispositivo. También se fabrican equipos experimentales utilizados en las pruebas. Los resultados de las actividades fueron revelados en un artículo para el Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, publicado a mediados de enero.
El montaje experimental se creó sobre la base de la experiencia de estudios previos. Utiliza algunos componentes listos para usar, así como ensamblajes especialmente diseñados. El producto es estacionario y se usa solo en condiciones de laboratorio.
Como parte de las pruebas, fue posible confirmar la operatividad fundamental de la instalación. Además, a medida que avanzaba el proyecto, se determinaron las características del producto y la posibilidad de mejorarlas. Se informa que en las últimas pruebas, la instalación produjo 10 veces más energía que al inicio de los experimentos.
Los autores del proyecto planean continuar investigando y desarrollando el concepto y las formas de implementarlo. En el futuro, quieren crear grupos electrógenos similares adecuados para la implementación práctica. Se supone que tales sistemas pueden usarse en una variedad de áreas donde se requiere un impulso eléctrico corto de alta potencia.
Láser de combate remolcado desarrollado por China, 2021. También se puede usar un generador compacto "explosivo" en dicho equipo. Un fotograma del reportaje de t/k CCTV7
Las instalaciones de este tipo son adecuadas para su uso en diversos experimentos científicos, por ejemplo, en fusión nuclear. Se puede utilizar una fuente de alimentación de pequeño tamaño para las señales de socorro. La prensa extranjera, que llamó la atención sobre el informe sobre los experimentos, también apunta a la posibilidad fundamental de la aplicación militar del nuevo desarrollo. En particular, dicho generador puede proporcionar energía para láseres de combate.
Prototipo
El Instituto de Mecánica publicó una imagen del montaje experimental y reveló los principios básicos de su funcionamiento. También se nombran los parámetros obtenidos en las pruebas más exitosas. Los principios de funcionamiento son bastante simples, pero su implementación requería componentes con características especiales de resistencia y funciones específicas.
La foto oficial muestra la instalación, que incluye varios componentes. Se coloca una cámara tubular cilíndrica en una línea para la implementación de la explosión y los procesos posteriores (indicados en la foto como un "tubo de choque"), los llamados. generador magnetohidrodinámico (imán) y cámara de vacío (tanque de vacío). Los dispositivos de medición están conectados a los dispositivos. El generador está conectado a la carga de prueba. Por razones obvias, la instalación tiene una apariencia específica, indicando su carácter experimental.
El fluido de trabajo en forma de gas argón inerte se bombea a la cámara del "tubo de choque". También se coloca una fuente de energía en la tubería: en los experimentos, una mezcla explosiva de hidrógeno y oxígeno, la llamada. gas explosivo. En la cámara de vacío, por el contrario, se crea un vacío, por lo que aumenta la diferencia de presión en los circuitos de la instalación.
Para generar un impulso eléctrico, la instalación enciende una mezcla gaseosa explosiva. Los productos de combustión del gas detonante crean una alta presión en la cámara, transfieren energía térmica al argón y lo obligan a fluir hacia otros volúmenes de la instalación. Bajo la influencia de la temperatura, la presión y la configuración de los canales internos de las tuberías, el gas inerte desarrolla una velocidad hipersónica y también se calienta hasta el estado de plasma.
Láser de combate, vista superior. Un fotograma del reportaje de t/k CCTV7
El plasma de argón ingresa al generador magnetohidrodinámico, que elimina el exceso de energía. La energía recibida se convierte en corriente eléctrica y se suministra a los instrumentos de medición y carga de prueba. El argón, que ha vuelto a su estado gaseoso normal, finaliza su recorrido en una de las cámaras de la instalación.
Una de las tareas principales del proyecto fue buscar configuraciones óptimas de volúmenes internos, fuentes de energía, fluido de trabajo, etc. La combinación correcta de todos los componentes y soluciones permitió aumentar la producción de energía recibida del plasma. Como se informó, estas tareas fueron resueltas en general.
El montaje experimental en la última configuración le da al argón una velocidad del orden de 14 M. Con tal caudal, 1 litro de gas es capaz de generar un pulso de electricidad con una potencia de 212 kW. Sin embargo, la generación de electricidad dura solo una fracción de segundo, mientras que el plasma pasa a través del generador y le da su energía.
Para diferentes tareas
El proyecto del Instituto de Mecánica de la Academia China de Ciencias es de gran interés, al menos desde el punto de vista científico y tecnológico. Se ha propuesto e implementado con éxito un principio curioso para obtener un impulso eléctrico potente, aunque en condiciones de laboratorio. Las pruebas y la obtención de un aumento significativo en el rendimiento indican un cierto potencial para este desarrollo. Además, ya es posible buscar áreas de su aplicación, incluso a nivel teórico.
Los desarrolladores proponen utilizar la instalación avanzada y sus futuros análogos con fines científicos, donde se requiere mucha energía en el menor tiempo posible. En esta función, un generador de tipos nuevos puede reemplazar los sistemas de tipos comunes. En este caso, es posible ganar en tamaño, peso y costo de operación de las instalaciones. Además, una clara ventaja es la preparación más rápida posible para la generación de un nuevo impulso sin necesidad de una larga acumulación de energía.
Todos los puntos fuertes de la nueva central eléctrica se pueden implementar en el ámbito militar. Como señala la prensa extranjera, puede usarse como parte de sistemas láser de combate u otras armas basadas en nuevos principios. Es muy posible que tal posibilidad de utilizar nueva tecnología ya esté, al menos, siendo estudiada por especialistas militares.
Presumiblemente, un cañón de riel experimentado en un barco de desembarco chino, 2018. Foto Arstechnica.net
La muestra de laboratorio que se muestra tiene unas dimensiones limitadas, y no se puede descartar que se reduzcan aún más en el futuro. Esto permitirá montar la instalación en plataformas móviles. La potencia mostrada de más de 200 kW es más que suficiente para alimentar láseres, cañones electromagnéticos, cañones de riel, etc. con alto rendimiento de combate.
La instalación debe tener beneficios económicos. Utiliza el combustible disponible y el fluido de trabajo, lo que reduce el posible costo de operación. Al mismo tiempo, cada impulso y "disparo" a su costa resulta bastante barato.
Es posible una mayor optimización del diseño y sus características, teniendo en cuenta varios requisitos. Entonces, los láseres de combate modernos, que muestran buenas cualidades de combate, tienen una potencia de 10-50 kW. Esto permite reducir la potencia requerida del generador, y al mismo tiempo reducirla y aligerarla y reducir el costo de operación.
Cabe recordar que China participa activamente en el desarrollo de sistemas láser de combate y otras armas basadas en nuevos principios. Algunos productos de este tipo ya se han demostrado oficialmente al público. Un mayor desarrollo de esta área está directamente relacionado con el desarrollo de nuevas tecnologías y depende del éxito de este proceso. En particular, se requieren nuevos sistemas de suministro de energía. Se desconoce cómo se resuelve exactamente este problema. Pero una variedad de desarrollos pueden encontrar aplicación en esta área, incl. nueva tecnología del Instituto de Mecánica.
Tecnologías de doble propósito
Según se informó, hasta el momento, el grupo electrógeno experimental del Instituto de Mecánica llegó a pruebas y confirma las características de diseño. En el futuro, se puede mejorar optimizando el diseño o aumentando los parámetros principales. Además, se debe esperar un proceso de adaptación del diseño al uso práctico.
Según los desarrolladores, se deberá utilizar un generador inusual en los campos científico y civil. Al mismo tiempo, la nueva tecnología puede y debe encontrar aplicación en el campo de las armas avanzadas. Es muy posible que ya se esté adaptando para su uso en varios tipos de sistemas de combate, pero la información de este tipo aún no está sujeta a publicación.