Статическая чувствительность тягово-импульсных характеристик прямоточного воздушно-реактивного двигателя воздушно-космического самолета
Авторы: Святушенко В.В., Ягодников Д.А.
Опубликовано в выпуске: #6(102)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-6-1988
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Рассмотрено влияние отклонений возмущающих факторов различной природы на величину тягово-импульсных характеристик прямоточного воздушно-реактивного двигателя на криогенном углеводородном горючем в составе воздушно-косми-ческого самолета. Разработана инженерная методика определения вариаций выходных характеристик двигателя в зависимости от траекторных параметров, характеристик используемого горючего и параметров рабочего процесса. Представлена сводная таблица коэффициентов влияния, посредством которых определяются величина и знак изменения тяги и удельного импульса при действии того или иного возмущающего фактора. Согласно расчетам, наибольшее влияние на тягово-импульсные характеристики прямоточного воздушно-реактивного двигателя оказывает коэффициент избытка окислителя, что дает возможность осуществлять глубокое регулирование рабочего процесса путем изменения соотношения окислителя и горючего в камере сгорания двигателя. Отмечена высокая чувствительность выходных характеристик к изменению траекторных параметров. Выданы рекомендации по характеристикам маршевого полета и возможности увеличения диапазона регулирования рабочего процесса.
Литература
[1] Курзинер Р.И. Реактивные двигатели для больших сверхзвуковых скорос-тей полета. Москва, Машиностроение, 1989, 263 с.
[2] Сорокин В.А., ред. Проектирование и отработка ракетно-прямоточных двигателей на твердом топливе. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, 317 с.
[3] Baidya R., Pesyridis A., Cooper M. Ramjet Nozzle Analysis for Transport Aircraft Configuration for Sustained Hypersonic Flight. Applies Sciences, 2018, no. 8 (574), pp. 1–24. DOI: 10.3390/app8040574
[4] Alkaya C., Alex Sam A., Pesyridis A. Conceptual Advanced Transport Aircraft Design Configuration for Sustained Hypersonic Flight. Aerospace, 2018, no. 5 (91), pp. 1–27. DOI: 10.3390/aerospace5030091
[5] Billig F.S. Propulsion Systems from Takeoff to High-Speed Flight. High-Speed Flight Systems, 1991, vol. 137, pp. 21–100. DOI: 10.2514/5.9781600866104.0021.0100
[6] Czysz P., Murthy S.N.B. Energy Analysis of High-Speed Flight System. High-Speed Flight Systems, 1991, vol. 137, pp. 143–235.
[7] Карасев В.Н., Левин В.М. Моделирование тяговых характеристик прямоточного воздушно-реактивного двигателя для больших сверхзвуковых скоростей. Электронный журнал «Труды МАИ», 2013, № 64, с. 1–9. URL: http://trudymai.ru/upload/iblock/be4/rus.pdf?lang=ru&issue=64 (дата обращения 18.01.2020).
[8] Семенов В.Л., Галанкин Е.М., Серебряков Д.И. Двигательная установка для гиперзвукового летательного аппарата. Пат. № 2287076 Российская Федерация, 2006, 4 с.
[9] Черкез А.Е. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. Москва, Машиностроение, 1975, 354 с.
[10] Волков Е.Б., Сырицын Т.А., Мазинг Г.Ю. Статика и динамика ракетных двигательных установок. Москва, Машиностроение, 1978, 320 с.
[11] Шигабиев Т.Н., Яновский Л.С., Галимов В.Ф., Иванов В.Ф. Эндотермичес-кие топлива и рабочие тела силовых и энергетических. Казань, Изд-во Каз. гос. техн. ун-та, 1996, 264 с.
[12] Yoon E.M., Selvaraj L., Song C., Stallman J.B., Coleman M.M. High-Temperature Stabilizers for Jet Fuels and Similar Hydrocarbon Mixtures. Energy and Fuels, 1996, vol. 10, pp. 806–811. DOI: 10.1021/ef9502281
[13] Maurice L.Q., Corporan E., Minus D., Mantz R., Edwards T., Wohlwend K., Harrison W.E., Striebich R.C., Sidhu S., Graham J., Hitch B., Wickham D., Karpuk M. Smart Fuels: «Controlled» Chemically Reacting. 9th International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, 1999, AIAA Paper, 1999, pp. 1–11. DOI: 10.2514/6.1999-4916
[14] Lewis M.J. Significance of Fuel Selection for Hypersonic Vehicle Range. Journal of Propulsion and Power, 2001, vol. 17, no. 6, pp. 1214–1221. DOI: 10.2514/2.5866
[15] Михаил Р., Кырлогану К. Реакторы в химической промышленности. Ленинград, Химия, 1968, 388 с.
[16] Тиличеев М.Д. Химия крекинга. Москва; Ленинград, Гостоптехиздат, 1941, 269 с.
[17] Buekens A.G., Fronment G.F. Thermal Cracking of Propane. Kinetics and Product Distribution Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development, 1968, no. 7 (3), pp. 435–447. DOI: 10.1021/i260027a022
[18] Zhang N., Qui T., Bingzhen C. CFD Simulation of Propane Cracking Tube Using Detailed Radical Kinetic Mechanism. Fluid Dynamic and Transport Phenomena. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2013, no. 21 (12), pp. 1319–1331. DOI: 10.1016/s1004-9541(13)
[19] Yang Q., Chang J., Bao W. Thermodynamic analysis on specific thrust of the hydrocarbon fueled scramjet. Energy, 2014, vol. 76 (1), pp. 552–558. DOI: 10.1016/j.energy.2014.08.052
[20] Трусов Б.Г. Программная система Terra для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. Горение и плазмохимия. Материалы III Международного симпозиума. Алматы, Изд-во Казахского национального университета, 2005, с. 52–57.