УДК 536.244
Равновесная температура оболочки неохлаждаемого насадка
сопла жидкостного ракетного двигателя
c
○
В.С. Зарубин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва 105005, Россия
Разработана математическая модель конвективно-радиационного теплообмена
оболочки неохлаждаемого сравнительно короткого насадка сопла жидкостного
ракетного двигателя, позволяющая оценить значение равновесной температуры
этой оболочки на установившемся режиме работы двигателя. Это значение
определяет выбор конструкционного материала насадка и решающим образом
влияет на работоспособность его оболочки. Из представленного примера расчета
при исходных данных, близких к реальным, следует, что для двигателей с большой
степенью расширения газов в сопле полученное значение равновесной температуры
является допустимым для некоторых существующих и перспективных термо-
стойких конструкционных материалов.
Ключевые слова:
математическая модель конвективно-радиационного теп-
лообмена, неохлаждаемый насадок сопла, равновесная температура.
Введение.
Выходная часть оболочки сопла жидкостного ракетно-
го двигателя (ЖРД), имеющего большую степень расширения газооб-
разных продуктов сгорания жидкого ракетного топлива, может быть
выполнена в виде неохлаждаемого тонкостенного насадка (поз.
1
на
рис. 1) [1, 2].
Рис. 1.
Схема камеры жидкостного ракетного двигателя
Это позволяет уменьшить массу конструкции двигателя, но требует
обеспечить стойкость конструкционного материала оболочки насад-
ка, обтекаемой высокотемпературным газовым потоком. Работоспо-
собность насадка в газовом потоке зависит от температурного со-
стояния оболочки, которое можно характеризовать средним значени-
ем ее равновесной температуры на установившемся режиме ра-
боты двигателя. Несмотря на интенсивный конвективный теплооб-
1
