Техника - молодёжи 1987-03, страница 49
ВЗРЫВА Михаил ВОЛКОВ, доктор химических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Советские ученые и инженеры внесли огромный вклад в победу над фа шистской Германией. Они создали первоклассную боевую технику, разра- ИЗ АРХИВА УЧЕНОГО ботали совершенные технологические процессы, позволившие обеспечить - фронт и тыл необходимыми материалами. Но наряду с исследованиями, ставшими затем широко известными, в предвоенные и военные годы велись разработки, не получившие громкого признания, но также давшие замечательные результаты, вошедшие в историю отечественной науки. Об одном из таких исследований рассказывает его автор, доктор химических наук Михаил Никитович ВОЛКОВ. ПО СИГНАЛУ БЕСПЛАМЕННОГО В наш автомобильный век многие знают, что такое октановое число топлива. Если бензином, скажем, с малым октановым числом заправить мощный, с высокой степенью сжатия, двигатель, то вместо обычного сгорания топливно-воздушной смеси произойдет ее взрывное горение, детонация, приводящая к аварии. В предвоенные годы высокооктановое горючее требовалось только авиации, потому что автомобильные двигатели имели низкую степень сжатия. И в тщательной проверке октанового числа нуждалось исключительно авиационное топливо, потреблявшееся в сравнительно небольшом количестве: автомобильному же транспорту фактически годился любой бензин прямой, как говорят специалисты, перегонки. Чтобы определить октановое число бензина, использовались импортные двигатели Вокеша, имеющие переменную степень сжатия. Зная, при каком сжатии наступает детонация, можно определить октановое число любого топлива. Подобных двигателей в нашей стране были единицы. Но даже небольшого парка весьма дефицитных двигателей было достаточно, чтобы обеспечить ими нужды народного хозяйства. Каждое такое испытание длится целый день. Мне же дове лось участвовать в разработке метода, с помощью которого за день можно было провести 10—15 испытаний, причем суммарный расход бензина не превышал миллилитра. Но расскажу по порядку. В 1937 году, после окончания Военно-химической академии РККА, я был направлен на работу в Институт горючих ископаемых АН СССР, где под руководством Б. 3. Рудого занялся исследованием процессов горения углеводородного топлива. Вместе с Т. И. Андриановой мы нашли способ по-новому определить детонационные свойства топлива для двигателей внутреннего сгорания. Как известно, каждое топливо, вернее, каждая топливно-воздуш-ная смесь (она характеризуется заданными составом и давлением), нагретая до определенной температуры, способна самовоспламениться, причем известно, что температура вспышки, как правило, тем выше, чем больше октановое число бензина. Однако эта закономерность неоднозначна, поэтому использовать ее практически было нельзя. Дело осложнялось и тем, что самовоспламенение каждого топлива происходило в двух точках: при 300ЧС и от 500° С и выше. В первой температурной области наблюдалось медленное, так называемое холоднопламенное горение; во второй — обычная вспышка. Мы же на простейших лабораторных установках обнаружили, что у многих топлив в интервале 240—260° С есть еще одна область самовоспламенения, когда какие-либо видимые эффекты отсутствуют, а о произошедшем беспламенном взрыве можно судить лишь по небольшому скачку давления топливно-воздушной смеси. Причем если при высокой температуре весь индукционный период (то есть от момента достижения критических условий до вспышки) самовоспламенения занимает сотые доли секунды, то индукционный период беспламенного взрыва исчисляется уже десятками секунд и его продолжительность однозначно зависит от октанового числа бензина — разумеется, если соблюдены все прочие условия эксперимента. Мы объяснили это явление тем, что при низкой температуре в топ-ливно-воздушной смеси протекают медленные химические процессы с образованием активных перекисей, служащих затем центрами самовоспламенения; эта перекисная теория горения в то время интенсивно развивалась академиком А. Н. Бахом. Действительно, добавление перекисей в топливно-воздушную смесь снижало индукционный период беспламенного взрыва, что 44 |
