폭발로부터의 전기: 중화인민공화국 과학원 역학 연구소의 시범 프로젝트
파일럿 플랜트. 주요 요소와 어셈블리가 표시됩니다. 중화인민공화국 과학원 역학 사진 연구소
중국 과학 단체는 에너지 분야에 대한 연구를 계속하고 있으며 다양한 종류의 새로운 개념을 제시하고 있습니다. 그래서 최근 폭발 에너지와 압축 가스로부터 전기 자극을 받을 수 있는 실험용 발전기 세트의 개발 및 성공적인 테스트에 대해 알려지게 되었습니다. 실험실 테스트 과정에서 이 장치의 작동 가능성이 확인되었으며 충분히 높은 특성이 나타났습니다. 이 방향이 개발될 것이라는 점을 배제하지 않으며, 그 결과 다양한 분야에서 본격적인 운영에 적합한 설비가 있을 것입니다.
성공적인 실험
새로운 발전기 세트의 개발은 Zhang Xiaoyuan이 이끄는 중국 과학 아카데미 베이징 역학 연구소의 과학자들이 수행합니다. 지금까지 그들은 독창적인 개념을 형성하고 그러한 장치의 모양을 결정했습니다. 또한 테스트에 사용되는 실험 장비도 제작했습니다. 활동 결과는 XNUMX월 중순에 발행된 중국 이론 및 응용 역학 저널의 기사에서 공개되었습니다.
실험 설정은 이전 연구의 경험을 바탕으로 만들어졌습니다. 일부 기성 부품과 특별히 설계된 어셈블리를 사용합니다. 제품은 고정되어 있으며 실험실 조건에서만 사용됩니다.
테스트의 일환으로 설비의 기본적인 작동성을 확인할 수 있었습니다. 또한 프로젝트를 진행하면서 제품의 특성과 개선 가능성을 파악하였다. 최신 테스트에서 설비는 실험 초기보다 10배 더 많은 에너지를 생산한 것으로 보고되었습니다.
프로젝트 작성자는 연구를 계속하고 개념과 구현 방법을 개발할 계획입니다. 미래에는 실제 구현에 적합한 유사한 발전기 세트를 만들고자 합니다. 이러한 시스템은 고전력의 짧은 전기 임펄스가 요구되는 다양한 분야에서 사용될 수 있을 것으로 추정된다.
2021년 중국에서 개발한 견인식 전투 레이저. 소형 "폭발성" 발전기도 이러한 장비에 사용할 수 있습니다. t / k CCTV7의 보도에서 나온 프레임
이러한 종류의 설비는 예를 들어 핵융합과 같은 다양한 과학 실험에 사용하기에 적합합니다. 조난 신호용으로 소형 전원을 사용할 수 있습니다. 이번 실험 보도에 주목한 외신들도 신개발의 군사적 적용 가능성을 근본적으로 지적하고 있다. 특히 이러한 발전기는 전투용 레이저에 에너지를 공급할 수 있습니다.
프로토 타입
Institute of Mechanics는 실험 설정의 이미지를 게시하고 작동의 기본 원리를 공개했습니다. 가장 성공적인 테스트에서 얻은 매개 변수도 명명됩니다. 작동 원리는 매우 간단하지만 구현에는 특별한 강도 특성과 특정 기능을 가진 구성 요소가 필요했습니다.
공식 사진은 여러 구성 요소가 포함된 설치를 보여줍니다. 소위 폭발 및 후속 프로세스 (사진에서 "충격 튜브"로 표시됨)를 구현하기 위해 원통형 관형 챔버가 한 줄에 배치됩니다. 자기 유체 역학 발전기(자석) 및 진공 챔버(진공 탱크). 측정 장치는 장치에 연결됩니다. 발전기는 테스트 부하에 연결됩니다. 명백한 이유로 설치는 실험적 특성을 나타내는 특정 모양을 가지고 있습니다.
불활성 아르곤 가스 형태의 작동 유체는 "충격 튜브" 챔버로 펌핑됩니다. 에너지 원도 파이프에 배치됩니다. 실험에서 소위 수소와 산소의 폭발성 혼합물입니다. 폭발성 가스. 반대로 진공 챔버에서는 진공이 생성되어 설비 회로의 압력 차이가 증가합니다.
전기 임펄스를 생성하기 위해 설비는 폭발성 가스 혼합물을 발화시킵니다. 폭발 가스의 연소 생성물은 챔버에 고압을 생성하고 열 에너지를 아르곤으로 전달하고 강제로 다른 설비 공간으로 흐르게 합니다. 온도, 압력 및 파이프 내부 채널 구성의 영향으로 불활성 가스는 초음속으로 발전하고 플라즈마 상태로 가열됩니다.
전투 레이저, 평면도. t / k CCTV7의 보도에서 나온 프레임
아르곤 플라즈마는 자기 유체 역학 발전기로 들어가 과도한 에너지를 제거합니다. 수신된 에너지는 전류로 변환되어 측정 장비 및 테스트 부하에 공급됩니다. 정상적인 가스 상태로 돌아온 아르곤은 설치 챔버 중 하나에서 여정을 끝냅니다.
프로젝트의 주요 작업 중 하나는 내부 체적, 에너지원, 작동 유체 등의 최적 구성을 찾는 것이었습니다. 모든 구성 요소와 솔루션의 올바른 조합을 통해 플라즈마에서 받는 에너지 출력을 높일 수 있었습니다. 보고된 바와 같이 이러한 작업은 일반적으로 해결되었습니다.
마지막 구성의 실험 설정은 아르곤에 14M 정도의 속도를 제공합니다. 이러한 유속으로 1리터의 가스는 212kW의 전력으로 전기 펄스를 생성할 수 있습니다. 그러나 플라즈마가 발전기를 통과하여 에너지를 공급하는 동안 전기 생성은 XNUMX초도 걸리지 않습니다.
다른 작업을 위해
중국 과학원 역학 연구소의 프로젝트는 적어도 과학 기술의 관점에서 볼 때 큰 관심을 끌고 있습니다. 강력한 전기 임펄스를 얻기 위한 흥미로운 원리가 제안되었고 성공적으로 구현되었습니다. 상당한 성능 향상을 테스트하고 획득하는 것은 이 개발에 대한 특정 잠재력을 나타냅니다. 또한 이론적 수준에서도 응용 분야를 찾는 것이 이미 가능합니다.
개발자는 가능한 한 짧은 시간에 높은 에너지가 필요한 과학적 목적을 위해 고급 시설과 미래의 아날로그를 사용할 것을 제안합니다. 이 역할에서 새로운 유형 생성기는 공통 유형 시스템을 대체할 수 있습니다. 이 경우 설비의 크기, 무게 및 운영 비용이 증가할 수 있습니다. 또한 장기간의 에너지 축적 없이도 새로운 충동을 생성하기 위한 가장 빠른 준비가 가능하다는 분명한 이점이 있습니다.
새로운 발전소의 모든 강점은 군사적 영역에서 구현될 수 있습니다. 외신 보도에 따르면 전투용 레이저 시스템이나 새로운 원리에 기반한 다른 무기의 일부로 사용할 수 있다. 새로운 기술을 사용할 가능성이 적어도 군사 전문가에 의해 이미 연구되고 있을 가능성이 높습니다.
아마도 2018년 중국 상륙함의 노련한 레일건. Photo Arstechnica.net
표시된 실험실 샘플은 크기가 제한되어 있으며 향후 더 축소될 가능성을 배제할 수 없습니다. 이렇게 하면 설치를 모바일 플랫폼에 마운트할 수 있습니다. 표시된 200kW 이상의 전력은 레이저, 전자총, 레일건 등에 전력을 공급하기에 충분합니다. 높은 전투 성능.
설치에는 경제적 이점이 있어야 합니다. 사용 가능한 연료와 작동 유체를 사용하여 가능한 작동 비용을 줄입니다. 동시에 비용으로 각 충동과 "샷"은 상당히 저렴합니다.
다양한 요구 사항을 고려하여 설계 및 특성의 추가 최적화가 가능합니다. 따라서 우수한 전투 품질을 보여주는 현대식 전투 레이저의 출력은 10-50kW입니다. 이를 통해 발전기에 필요한 전력을 줄이는 동시에 전력을 줄이고 가볍게 하여 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
중국은 새로운 원칙에 기반한 전투용 레이저 시스템 및 기타 무기 개발에 적극적으로 참여하고 있음을 상기해야 합니다. 이러한 종류의 일부 제품은 이미 대중에게 공식적으로 시연되었습니다. 이 방향의 추가 개발은 신기술 개발과 직접적으로 관련이 있으며 이 프로세스의 성공 여부에 달려 있습니다. 특히 새로운 에너지 공급 시스템이 필요합니다. 이 문제가 정확히 어떻게 해결되는지는 알 수 없습니다. 그러나 다양한 개발이 이 영역에서 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 역학 연구소의 신기술.
이중 목적 기술
보고된 바와 같이 지금까지 역학 연구소의 실험용 발전기 세트는 테스트에 도달했으며 설계 특성을 확인했습니다. 향후 설계를 최적화하거나 주요 매개변수를 늘려 개선할 수 있습니다. 또한 디자인을 실용화하는 과정도 기대해야 한다.
개발자에 따르면 과학 및 민간 분야에서 특이한 발전기를 사용해야 할 것입니다. 동시에 신기술은 첨단 무기 분야에서 응용될 수 있고 또 찾아야 합니다. 이미 다양한 유형의 전투 시스템에 사용하도록 조정되고 있을 가능성이 있지만 이러한 종류의 정보는 아직 게시 대상이 아닙니다.
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