Исследования процессов горения на стенде международной космической станции

Рассмотрен стенд, применяемый на борту Международной космической станции для исследования процессов горения, особенности его конструкции и результаты проведенных на нем экспериментов и целевых работ, связанных с изучением процессов горения в условиях невесомости и микрогравитации. Приведены результаты исследований, в которых изучалось горение жидких, газообразных и твердых топлив, принимали участие космонавты Роскосмоса и российские научно-исследовательские учреждения. Показаны возможности стенда в обеспечении автоматического процесса проведения исследований с контролем состава, давления и других параметров атмосферы в экспериментальной камере, а также возможности измерительной и регистрирующей аппаратуры. Определены достоинства и недостатки, выявленные в ходе эксплуатации стенда на борту станции. Намечены пути по совершенствованию технической базы исследований. Отмечены усилия российских ученых и экипажа по обеспечению исследований в рамках совместной российско-американской научной программы.
EDN: KCPNBR, https://elibrary/kcpnbr

Литература

[1] Новицкий О.В., Пеклевский А.В., Пичугин С.Б. и др. Совместный эксперимент «Зарево» и оборудование МКС для его проведения. Мат. XII межд. науч.-практ. конф. Пилотируемые полеты в космос. Звездный городок, Изд-во ЦПК, 2017, c. 85–87.

[2] Пичугин С.Б., Артемьев О.Г., Прокопьев С.В. и др. Эксперименты на МКС по горению газовых смесей. Некоторые результаты и наработанный технический опыт. Мат. XIII межд. науч.-практ. конф. Пилотируемые полеты в космос. Звездный городок, Изд-во ЦПК, 2019, c. 152–54.

[3] Пичугин С.Б., Самсонов Д.С., Фролов С.М. и др. Эксперименты с пламенами на борту МКС. Мат. отраслевой науч.-практ. конф. Космонавтика XXI века. Королев, Изд-во ЦНИИМАШ, 2021, c. 219–221

[4] Пичугин С.Б. Исследования процессов горения на стенде международной космической станции. Мат. Всерос. науч.-тех. конф. Ракетно-космические двигательные установки. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2023, c. 79–80.

[5] Markan A., Sunderland P.B., Quintiere J.G. et al. Measuring heat flux to a porous burner in microgravity. Proc. Combust. Inst., 2019, vol. 37, no. 3, pp. 4137–4144, doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2018.05.006

[6] Quintiere J.G., Hees P., Vermina Plathner F. Analysis of extinction and sustained ignition. Fire Saf. J., 2019, 105, pp. 51–61, doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2019.02.003

[7] Markan A., Baum H.R., Sunderland P.B. et al. Transient ellipsoidal combustion model for a porous burner in microgravity. Combust. Flame, 2020, 212, pp. 93–106, doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.09.030

[8] Chien Y.-C., Escofet-Martin D., Dunn-Rankin D. Ion current and carbon monoxide release from an impinging methane/air coflow flame in an electric field. Combust. Flame, 2019, vol. 204, pp. 250–259, doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.03.022

[9] Wang Z., Sunderland P.B., Axelbaum R.L. Dilution effects on laminar jet diffusion flame lengths. Proc. Combust. Inst., 2019, vol. 37, no. 2, pp. 1547–1553, doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2018.06.085

[10] Wang Z., Sunderland P.B., Axelbaum R.L. Double blue zones in inverse and normal laminar jet diffusion flames. Combust. Flame, 2020, vol. 211, pp. 253–259, doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.09.014

[11] Liang W., Law C.K. Generalized description and extrapolation of extinction stretch rates from spherically expanding flames. Proceedings of the Combustion Institute, vol. 39(2), pp. 2047–2054, https://doi.org/10.1016/j.proci.2022.08.134

[12] Wenkai Liang, Chung K. Law. On radical-induced ignition in combustion systems. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng., 2019, vol. 10, pp. 199–217, doi: https://doi.org/10.1146/annurev-chembioeng-060718-030141

[13] Snegirev A., Kuznetsov E., Markus E. et al. Transient dynamics of radiative extinction in low-momentum microgravity diffusion flames. Proc. Combust. Inst., 2021, vol. 38, no. 3, pp. 4815–4823, doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.06.110

[14] Kempema N.J., Dobbins R.R., Long M.B. et al. Constrained-temperature solutions of coflow laminar diffusion flames. Proc. Combust. Inst., 2021, vol. 38, no. 2, pp. 1905–1912, doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.06.034

[15] Irace P.H., Lee H.J., Waddell K. et al. Observations of long duration microgravity spherical diffusion flames aboard the international space station. Combust. Flame, 2021, vol. 229, art. 111373, https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.02.019