И.А. Кашина, А.Ф. Сальников
2
На практике могут возникать различные колебательные процессы
с изменяющимися во времени частотами и амплитудами. Аналитиче-
ская оценка реальных процессов неустойчивых автоколебаний пред-
ставляет значительную трудность, так как отсутствие полных пред-
ставлений о механизме возбуждения автоколебаний затрудняет раз-
работку строгих математических моделей. Проблемы вызывают
необходимость учета нестационарности многих процессов внутри
камеры, изменение объема и геометрии камеры при выгорании заря-
да, неоднородность продуктов сгорания в объеме камеры, перемен-
ность массы заряда, колебания стенок камеры двигателя и т. д. Таким
образом, возникает необходимость оценивать и учитывать диссипа-
цию энергии конструктивных элементов РДТТ.
Даже незначительные пульсационные повышения давления у по-
верхности горения усиливают тепловой поток к поверхности заряда,
вызывая увеличение скорости горения, что, в свою очередь, ведет к
новому повышению давления и увеличению скорости горения.
Высокочастотная неустойчивость РДТТ проявляется в виде аку-
стических колебаний со значительными, соизмеримыми с уровнем
рабочего давления в камере амплитудами и частотами различных
мод, появляющимися, исчезающими и возникающими вновь. Часто
это сопровождается временным увеличением средней скорости горе-
ния топлива. Камера двигателя работает как резонатор, обладающий
рядом различных резонансных частот, и потому может реагировать
на любые малые возмущения, если приход акустической энергии при
виброгорении топлива будет превышать потери этой энергии в каме-
ре сгорания [1–3]. Соотношением энергии притока и стока акустиче-
ской энергии определяется устойчивость работы РДТТ:
пр
1
ст
1
( )
,
( )
n
j
j
n
j
i
E
A
E
=
=
τ
=
τ
∑
∑
где
пр
( )
j
E
τ
— приток энергии колебаний;
ст
( )
j
E
τ
— суммарные поте-
ри энергии (стоки энергии). В зависимости от значения соотношения
(1) выделяют следующие режимы работы РДТТ:
А
> 1 — система неустойчива, так как приток возмущающей
энергии превосходит ее расход. Этот вид неустойчивости, как прави-
ло, связан с процессами горения и устраняется известными методами;
А
= 1 — система находится в равновесии, т. е. процесс является
автоколебательным;
А
< 1 — система устойчива.
