Ugnis buvo ne tik svarbi žmogaus gyvenimui senovėje, bet vis dar yra neatsiejama mūsų šiuolaikinio gyvenimo dalis. Jis šildo mūsų namus ir vandenį, gamina maistą, gamina elektrą ir varo mūsų transporto priemones, be kita ko. Tačiau, atsižvelgiant į didelį jos sudėtingumą, mes vis dar daug nežinome apie liepsnos elgesio sudėtingumą.
Mokslininkų komanda iš akademinės bendruomenės, NASA Glenn tyrimų centro, agentūros Biologijos ir fizinių mokslų skyriaus ir kitų organizacijų neseniai baigė keletą tyrimų apie Tarptautinę kosminę stotį, siekdama geriau suprasti degimo reiškinius. The Pažangus deginimas naudojant mikrogravitacijos eksperimentusarba ACME, projekto bandymai orbitoje prasidėjo 2017 m. ir apėmė šešis sėkmingus nesumaišytų dujinio kuro liepsnų tyrimus.
Iš anksto nesumaišytos liepsnos, kaip ir žvakių liepsnos, yra tokios, kuriose kuras ir oksidatorius prieš reakciją ar užsidegimą lieka atskirai. Iš anksto sumaišytos liepsnos atsiranda daugelyje aukščiau paminėtų kasdienio naudojimo scenarijų, kai prieš reakciją sumaišomas kuras ir oksidatorius.
Šeši ACME eksperimentai buvo:
- Degimo greičio emuliatorius (BRE) – pademonstruotos medžiagos gali degti kelias minutes, nesant oro srauto įgulos transporto priemonės atmosferoje, svarstomos būsimose misijose.
- Coflow laminarinė difuzinė liepsna (CLD Flame) – gauti etaloniniai duomenys esant suodžiais ir labai atskiestais kraštutinumais, siekiant pagerinti skaičiavimo modelius.
- Šaltos liepsnos tyrimas naudojant dujas (CFI-G) – lėmė nesumaišytas vėsias dujinio kuro liepsnas be patobulinimų, tokių kaip šildomi reagentai, impulsinė plazma ar ozono pridėjimas, kurių reikėjo atliekant žemės bandymus.
- Elektrinio lauko poveikis laminarinei difuzinei liepsnai (E-FIELD Flames) – pademonstravo galimą elektrinių laukų panaudojimą siekiant sumažinti nesumaišytų liepsnų emisiją.
- Liepsnos dizainas – pirmą kartą pademonstruota beveik pastovi nesumaišyta sferinė liepsna ir spinduliuotės šilumos nuostoliai, dėl kurių didesnės liepsnos užges.
- Sferinės difuzijos liepsnų struktūra ir atsakas (s-Flame) – pateikė duomenis apie liepsnos augimą ir išnykimą skaičiavimo modelių tobulinimui.
Eksperimentai buvo atlikti naudojant vieną modulinį aparatūros rinkinį kosminės stoties degimo integruotame stove (CIR). Bandymai buvo atlikti nuotoliniu būdu iš NASA Glenn ISS naudingos apkrovos operacijų centro Klivlande.
„Buvo užsidegusi daugiau nei 1,500 liepsnų, daugiau nei tris kartus daugiau nei planuota iš pradžių“, – sakė Stockeris. „Taip pat buvo pasiekti keli „pirmieji“, bene labiausiai pastebimi vėsios ir sferinės liepsnos srityse.
Stockeris sakė, kad apie 50 NASA Glenn, akademinės bendruomenės ir ZIN Technologies, Inc. darbuotojų palaikė ACME per ketverius su puse metų orbitos operacijas. Be to, daugiau nei 30 įgulos narių iš šešių šalių atliko esminį vaidmenį nustatant kiekvieno tyrimo techninę įrangą ir prireikus keičiant dujų balionėlius, uždegimo antgalius ir kitą su eksperimentu susijusią įrangą.
ACME aparatinė įranga buvo pašalinta iš CIR, kad būtų vietos Kietojo kuro uždegimas ir išnykimas arba SoFIE2022 m. vasario mėn. paleista aparatinė įranga, kuri yra kitas NASA degimo orbitoje tyrimų žingsnis. Planuojama, kad ACME aparatinė įranga ateinančiais mėnesiais grįš į Žemę su ketinimu vėl paleisti į kosminę stotį su būsimais eksperimentais.
