Podzemní raketa - Underground rocket

An podzemní raketa nebo raketová vrtačka je zařízení pro rychlé vrtání otvorů do půdy a hornin různého složení rychlostí až 1 metr za sekundu[1][2] využitím nadzvukových proudů horkých plynů. Byl vyvinut ruským inženýrem Michailem Tsiferovem v roce 1948.[3]

Navrhovaná použití zařízení zahrnovala vrtání mělkých otvorů pro průzkum nerostů, stavbu, podzemní zplyňování uhlí, vody a odvod metanu.[2]

Původní návrh požadoval autonomní zařízení vybavené vrtací hlavou, která by se otáčela rozpínáním plynů generovaných hnacím plynem spalujícím uvnitř spalovací komory, podobným způsobem jako Segnerovo kolo. Vzhledem k tomu, že horké plyny unikly štěrbinami ve vrtací hlavě při vysokých rychlostech, rozbíjely by zem před zařízením. Pokusy ukázaly, že zařízení může dosáhnout rychlosti vrtání 5 metrů za minutu přes pevnou horninu a až 100 metrů za minutu v půdě.[4] V roce 1970 řekl sovětský geolog Vladimir Smirnov, že zařízení „může přinést revoluci v zařízeních pro pronikání dovnitř Země“.[5][6] I když bylo vyrobeno a otestováno několik experimentálních prototypů, zařízení se dosud nedočkalo výroby.

Prototyp

Další vývoj vedl k prvnímu prototypu vyrobenému v roce 1968. Zařízení sestávalo z válcového pláště naplněného tuhým palivem s řadou de Laval trysky instalován v kuželu nosu. Raketa byla umístěna nosem dolů a pohonná hmota se vznítila; horké plyny unikly tryskami nadzvukovou rychlostí. Trysky směřující dolů byly zodpovědné za demolici země pod raketou; další série trysek, zaměřených do strany, rozšiřovala vrtanou studnu. Plyn unikal mezi pláštěm zařízení a stěnami studny rychlostí až 100 m / s a ​​nesl kousky práškové horniny až do průměru 15 cm. V tomto procesu se plyn významně ochladil kontaktem se stěnami šachty.[7][8] Většina energie obsažené v hnacím plynu (5 až 100 tisíc) hp ) bylo vynaloženo na vlastní kopání, zatímco zařízení se pod svou vlastní hmotností spustilo hlouběji do studny. Tsiferovovo zařízení dokázalo vyvrtat studnu hlubokou desítky metrů a průměr 250–1000 mm, v závislosti na typu půdy. Pokusy ukázaly, že zařízení je schopné vyvrtat díry nejen v pravidelné půdě, ale i přes pevnou horninu, permafrost, led a vodonosné vrstvy.[8][9]

Paliva

Pevný

Verze zařízení na tuhá paliva byla omezena objemem pohonné látky, kterou mohl nést, což stačilo na 5 až 20 sekund provozu, což stačilo na vytvoření studny hluboké až 20 metrů. Vynálezce zaznamenal další pokrok v přechodu na rakety na kapalná paliva a očekával, že jejich provozní doba bude změřena v desítkách minut, přičemž potenciál může být nakonec zvýšen na několik hodin.[10]

Tsiferovovo zařízení bylo vystaveno na VDNKh-SSSR; vynálezce byl povýšen na zlatou medaili výstavy.[9] Zařízení a metoda vrtání byly patentovány v řadě zemí, včetně USA (1975-1976[11][12]) a Kanada (1977-1978[13][14]).

Jednou z nevýhod raketového vrtáku byla špatná kontrola, protože kolísání složení země na jeho cestě mohlo vážně ovlivnit jeho trajektorii.[15] Nakonec bylo patentováno zařízení pro řízení trajektorie podzemní rakety.[9] Kromě toho pomocné zařízení pro sběr základní vzorky byl patentován.[16]

Kapalný

V 80. letech 20. století pod dohledem syna původního vynálezce Vladimíra Tsiferova kapalné palivo byla vyvinuta verze podzemní rakety na palivo benzín -voda směs a kyslík. Nejpozoruhodnějším rysem tohoto designu byla jeho jednoduchost a snadnost výroby; až na vrtací hlavu s tryskami používala většinou běžné součásti. Tato raketa byla schopná vyvrtat studnu hlubokou 10 ma průměru 1/2 m do jedné minuty. Podle sovětského geologa Leva Derbeneva váží tato verze rakety „tryskové vrtací zařízení“ 17krát méně [sic ] než srovnatelná vrtná souprava vyžaduje 3krát méně [sic ] palivo a má 6 až 9krát vyšší produktivitu; jediné zařízení by poskytlo úsporu nákladů až 42 000rublů (53,000 Americké dolary ) v cenách roku 1984.[17]

Reference

  1. ^ Stavba dálnic a silnic 1973, str. 41.
  2. ^ A b Maurer 1980, str. 500.
  3. ^ 1971олондковский 1971, str. 19.
  4. ^ Strojní zařízení Lloyd 1970, str. 59.
  5. ^ Petroleum Press Service 1970, str. 267.
  6. ^ Максимович 1984, str. 10.
  7. ^ Грошев & Циферов 1978, str. 24.
  8. ^ A b Друянов 1980.
  9. ^ A b C Максимович 1984, str. 11.
  10. ^ Грошев & Циферов 1978, str. 25.
  11. ^ US patent 3917007, Tsiferov Michail Ivanovič, „Metoda hloubení děr na zemském povrchu“, vydáno 4. 11. 1975 
  12. ^ US patent 3934659, Tsiferov Michail Ivanovič, „Přístroj pro vrtání otvorů na zemském povrchu“, vydaný 27. 1. 1976 
  13. ^ Patent CA 1004663 „Tsiferov Michail I,„ Metoda potopení děr na zemském povrchu “, vydaný 1. února 1977 
  14. ^ Patent CA 1023731, Tsiferov Michail I, „Přístroj pro vrtání otvorů na zemském povrchu“, vydáno 03.01.1978 
  15. ^ 2006игуненко 2006.
  16. ^ Грошев & Циферов 1978, str. 25, 35.
  17. ^ Максимович 1984.

Zdroje