А.В. Воронецкий, С.А. Сучков, Л.А. Филимонов
10
няется интенсификацией тепло- и массообмена в результате увеличе-
ния скорости газового потока (эффект эрозионного горения).
Кроме того, проведен анализ влияния начального радиуса канала
заряда
r
0
и радиуса критического сечения сопла
r
кр
на особенности
протекания рабочего процесса. Расчеты выполнены при начальном
радиусе канала
r
0
, равном 8 и 9 мм, значении
s
/
h
= 6 и радиусе крити-
ческого сечения сопла
r
кр
3,0; 2,5 и 2,0 мм. В соответствии с резуль-
татами расчетов уменьшение начального радиуса канала приводит к
увеличению местной скорости горения топлива в области перед
сопловым блоком. Как показал проведенный анализ зависимостей
среднего давления в камере сгорания и соотношения компонентов от
времени, в начале работы двигателя при
r
0
= 8 мм имеет место заброс
давления до 5 МПа, а при начальном радиусе канала 9 мм макси-
мальное давление составляет менее 2,5 МПа (при
r
0
= 10 мм давление
возрастает лишь до 1,2 МПа). Отметим, что при
r
кр
= 3 мм средняя
скорость горения топлива практически не зависит от начального ра-
диуса канала и составляет примерно 7,9 мм/с.
Анализ полученных зависимостей давления в камере сгорания от
времени показывает, что уменьшение
r
кр
приводит к возрастанию
среднего давления в камере сгорания, причем давление пропорцио-
нально (1/
r
кр
)
2
.
Отметим, что при значениях начального радиуса канала 9 и 10 мм
наблюдается увеличение средней скорости горения с ростом давле-
ния. Однако при
r
0
= 8 мм увеличение давления приводит к некото-
рому снижению средней скорости горения. Это объясняется, на наш
взгляд, значительной неравномерностью выгорания топлива, особен-
но в предсопловом объеме, что вызывает существенное отклонение
соотношения компонентов от оптимального значения и снижение
температуры в камере сгорания.
Следовательно, уменьшение начального радиуса канала заряда от
10 до 8 мм приводит к резкому возрастанию давления в камере сгора-
ния в начальный момент времени и к значительной неравномерности
выгорания топлива вследствие эффекта эрозионного горения в пред-
сопловой зоне. Следует подчеркнуть, что в соответствии с получен-
ными результатами неравномерность выгорания топлива в длинных
зарядах приводит в некоторых случаях к прекращению горения.
Таким образом, результаты проведенного расчетно-теоретичес-
кого исследования рабочего процесса в РДКТТ применительно к
топливной композиции кислород + метан подтверждают принципи-
альную возможность как реализации устойчивого рабочего процесса
в камере сгорания, так и управления скоростью преобразования ком-
понентов топлива путем задания определенной внутренней структу-
ры КТТ.
