Такое сгорание с помощью плазмы потенциально может повысить эффективность высокопроизводительных самолетов. Эта технология может помочь военным самолетам летать на больших высотах, пассажирским самолетам и беспилотным летательным аппаратам совершать полеты на большие расстояния при экономии топлива, а сверхзвуковые реактивные самолеты поддерживают зажигание на головокружительной скорости, при которой пламя обычно гаснет быстро движущимся воздухом.
Ученые знают, что при введении плазмы в реакцию — рядом или в том месте, где воспламеняется пламя, — образуются новые химические соединения, которые катализируют горение. Но никто точно не знает, какие виды вовлечены, каковы реакции и какова их скорость. «Это вообще не совсем понятно, — сказал Игорь Адамович из Университета штата Огайо.Чтобы лучше понять плазменное горение и разработать будущие технологии, исследователи проводят эксперименты и создают компьютерные модели, чтобы определить, какие химические процессы задействованы.Адамович обсудит некоторые из недавних экспериментальных результатов и компьютерных моделей, полученных им и его коллегами, на заседании Отделения гидродинамики Американского физического общества, которое состоится 24–26 ноября в Питтсбурге.
Исследователи изучили реакции и скорость реакции при давлении воздуха, которое соответствует полету на большой высоте, и при температурах от 200 до 400 градусов по Цельсию — ниже температуры воспламенения и где данных и надежных моделей особенно не хватает. Исследователи обнаружили, что для более простых видов топлива, таких как водород, метан и этилен, модели довольно хорошо согласуются с экспериментальными данными, в то время как для пропана согласие было намного хуже.По словам Адамовича, чуть более пяти лет назад было относительно мало известно о том, как работает плазменное горение.
Но с тех пор ученые добились значительного прогресса в определении механизма, лежащего в основе химии горения с помощью плазмы. «Мы надеемся, что через несколько лет такой механизм может появиться», — сказал он.