Методическое обеспечение и расчет режимных параметров экспериментальной отработки модельных ракетно-прямоточных двигателей

Инженерный журнал: наука и инновации

# 12·2016 1

УДК 536.46 DOI 10.18698/2308-6033-2016-12-1562

Методическое обеспечение и расчет

режимных параметров экспериментальной отработки

модельных ракетно-прямоточных двигателей

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Создана расчетная методика, позволяющая обеспечить необходимые режимные

параметры пневмогидравлической системы стендового комплекса для испытаний

модельных ракетно-прямоточных двигателей с использованием огневого подогре-

вателя воздуха, имитирующего условия на входе в камеру дожигания, соответ-

ствующие полетным. Представлены системы уравнений, выполнены термодина-

мические расчеты состава рабочего тела, вырабатываемого газогенератором

подогрева при сжигании керосина в воздухе и восстановлении израсходованного

кислорода с помощью добавления его дополнительного расхода непосредственно

перед камерой дожигания. Получены равновесные значения температуры и отно-

сительной массовой концентрации продуктов сгорания, необходимые для опреде-

ления режимных параметров работы стендового оборудования и анализа получа-

емых при огневых стендовых испытаниях экспериментальных данных.

Ключевые слова:

ракетно-прямоточные двигатели, испытания, режимные пара-

метры, подогрев воздуха, концентрация кислорода, термодинамический расчет.

Введение.

Одна из проблем создания ракетно-прямоточных дви-

гателей (РПД) для высокоскоростных летательных аппаратов состоит

в том, что при торможении воздуха в воздухозаборнике до дозвуко-

вых скоростей он будет нагреваться до температуры почти 2400 K

вблизи земной поверхности и примерно до 1700 K на высоте 25 км от

поверхности Земли (число Маха в условиях полета М = 6). В связи с

этим актуальным является исследование характеристик рабочего

процесса в газогенераторе и камере сгорания при наземной стендо-

вой отработке, когда в качестве несущей среды используется подо-

гретый воздух, подаваемый на вход в модельную установку.

В настоящее время среди применяемого для указанных целей

стендового оборудования наибольшее распространение получили

электрические подогреватели, рекуперативные теплообменные аппа-

раты, плазматроны, а также огневые подогреватели, обеспечивающие

необходимую температуру воздуха при сжигании в нем определен-

ного количества горючего, как правило углеводородного, с последу-

ющей, в случае необходимости, балластировкой кислородом. В рабо-

те [1] приведен подробный анализ достоинств и недостатков каждого

из этих видов оборудования. Отметим, что первые три из перечис-

ленных видов, обладая несомненными преимуществами с точки зре-