Влияние степени нерасчетности инжектируемой струи на силовые характеристики ракетного двигателя
Авторы: Быков Н.В., Бырдин К.А., Макаренко В.С.
Опубликовано в выпуске: #2(62)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-2-1589
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Исследовано влияние степени нерасчетности вдуваемой в закритическую часть сопла ракетного двигателя струи на силовые и энергетические характеристики ракетного двигателя. Для верификации расчетного метода проведено решение двух тестовых задач. Проанализированы возможности использования пакета компьютерного моделирования для проведения расчетов взаимодействия струй со сверхзвуковым потоком. С помощью современного пакета вычислительной гидродинамики проведено компьютерное моделирование вдува сверхзвуковой струи в закритическую часть сопла. Получены результаты серии численных расчетов при различной степени нерасчетности вдуваемой струи, позволившие определить зависимость боковой управляющей силы от степени нерасчетности вдуваемой струи. Представленная технология вычислительного газодинамического эксперимента может быть востребована при разработке систем управления и стабилизации ракет.
Литература
[1] Калугин В.Т. Аэрогазодинамика органов управления полетом летательных аппаратов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 688 с.
[2] Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н. Управление и стабилизация в аэродинамике. Москва, Высш. шк., 1978, 480 с.
[3] Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Калугин В.Т. Аэродинамика отрывных течений. Москва, Высш. шк., 1986, 352 с.
[4] Юн А.А. Моделирование турбулентных течений. 2-е изд. Москва, URSS, 2010, 352 с.
[5] Vuillermoz P., Lambare H., Enzian A., Steinfeld P., Lequette L. Computational Flow Simulations of Overexpanded Rocket Nozzle Flowfields including Unsteady Effects. The 4th Symposium on Aerothermodynamics for Space Vehicles: co-sponsored by European Space Agency. Held October 15-18, 2001, in Capua, Italy. European Space Agency, ESA SP-487, 2002, 391 p.
[6] Карпов А.В., Васильев Е.И. Численное моделирование истечения пере-расширенной струи газа из короткого осесимметричного сопла. Вестник Волгоградского государственного университета. Сер. 1: Математика. Физика, 2005, вып. 9, с. 81-88.
[7] Быков Н.В., Калугин В.Т. Численное моделирование импульсного вдува струи в закритическую часть сопла ракетного двигателя. Комплексные проблемы развития науки, образования и экономики региона, 2015, № 1 (5), с. 64-72.
[8] Dhinagaran R., Bose T.K. Comparison of Euler and Navier-Stokes Solution for nozzle flows with secondary injection. AIAA paper 96-0453, Jan 1996.
[9] Chenault C.F., Beran P.S. K-e and Reynolds Stress Turbulence Model Comparisons for Two-Dimensional Injection Flows. AIAA Journal, 1998, vol. 36, no. 8, pp. 1401-1412.
[10] Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. 2-е изд. Москва, Физматлит, 1994, 520 с.
[11] Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD. 2nd ed. DCW Industries, La Canada, CA, 1998, 540 р.
[12] Menter F.R. Zonal Two Equation k-ю Turbulence Models for Aerodynamic Flows. AIAA Paper 93-2906, 1993.
[13] Глушко Г.С., Иванов И.Э., Крюков И.А. Численное моделирование отрывных течений в соплах. Препринт. ИПМРАН. 2006, № 815, 40 с.
[14] Hunter С.А. Experimental, theoretical, and computational investigation of separated nozzle flows. AIAA Paper 98-3107, 1998.
[15] Aso S., Okuyama S., Kawai M., Ando Y. Experimental Study on the Mixing Phenomena in Supersonic Flows with Slot Injection. AIAA Paper 91-0016, 1991.
[16] Пономаренко В.К. Ракетные топлива. Санкт-Петербург, Изд-во ВИККА им. А.Ф. Можайского, 1995, 310 с.
[17] Алкин А.Н., Ермилов А.С., Липанов А.М. Твердые топлива реактивных двигателей. Топлива. Заряды. Двигатели. Т. 4: Липанов А.М., ред. Москва, Машиностроение, 2011, 380 с.
[18] Молчанов А.М., Щербаков М.А., Янышев Д.С., Куприков М.Ю., Быков Л.В. Построение сеток в задачах авиационной и космической техники. Москва, Изд-во МАИ, 2013. 260 с.