Корреляционный и спектральный анализ электрофизических характеристик продуктов сгорания углеводородного топлива модельного жидкостного ракетного двигателя

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2017 1

УДК 621.317.2; 621.454.2 DOI 10.18698/2308-6033-2017-01-1574

Корреляционный и спектральный анализ

электрофизических характеристик продуктов сгорания

углеводородного топлива модельного жидкостного

ракетного двигателя



Д.А. Ягодников

, А.В. Сухов

, Н.Я. Ирьянов

В.И. Лапицкий

, С.А. Гришин

, А.А. Бунчук

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

ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»,

Минск, 220072, Республика Беларусь

Представлены методика и результаты корреляционного и спектрального анализа

электрофизических характеристик продуктов сгорания керосина и кислорода, за-

регистрированных в процессе огневых стендовых испытаний модельного жид-

костного ракетного двигателя (ЖРД) с помощью первичных измерительных пре-

образователей электромагнитного поля. Разработаны математический аппарат

и методика вторичной обработки массивов характеристик электромагнитных

полей для проведения в диапазоне частот 0…28 кГц корреляционно-частотного

анализа режимных параметров (давление в камере сгорания), а также определяе-

мых параметров (напряженность магнитного поля продуктов сгорания). Уста-

новлена близкая к линейной (коэффициент корреляции 0,863) зависимость напря-

женности магнитного поля продуктов сгорания за соплом от давления в камере

сгорания модельного ЖРД. Эта зависимость может быть использована в каче-

стве диагностического признака быстродействующей системы аварийной защи-

ты ЖРД.

Ключевые слова:

жидкостный ракетный двигатель, огневые испытания, диагно-

стика, электромагнитное поле, корреляционный анализ, спектральный анализ

Введение.

Одно из направлений создания современных жидкост-

ных ракетных двигателей (ЖРД) для ракетно-космической техники

связано с разработкой надежных и высокоэффективных методов и

средств диагностики, необходимых для реализации наилучших тех-

нических характеристик ЖРД при наименьших экономических затра-

тах. Традиционные методы исследования характеристик рабочего

процесса в камерах сгорания (КС) не всегда эффективны, в особенно-

сти если необходима диагностика физико-химических процессов

в объеме КС, и практически не пригодны для создания системы

управления, мгновенно реагирующей на аналогичные изменения ра-

бочего процесса.

Для устранения указанных недостатков в последнее время разраба-

тываются нетрадиционные методы, основанные, например, на акусто-

оптических и электрофизических методах диагностики рабочего про-

цесса в ЖРД [1–3]. Кроме того, при огневых стендовых испытаниях