Параметрическое исследование влияния режимных и геометрических факторов на коэффициент камеры ЖРД со щелевой форсуночной головкой
Авторы: Новиков А.В., Андреев Е.А.
Опубликовано в выпуске: #4(112)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-4-2071
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Одними из решающих факторов, определяющих совершенство жидкостных ракетных двигателей, являются конструкция форсуночной головки камеры сгорания, а также принятая схема смесеобразования и горения ракетного топлива. Таким образом, оптимизация геометрических и режимных параметров камеры сгорания становится актуальной задачей, при решении которой могут быть применены как экспериментальные, так и расчетные методы, причем использование последних позволяет существенно сократить объем дорогостоящих стендовых испытаний. В связи с этим было проведено исследование работы камеры сгорания со щелевой форсуночной головкой, в частности для того, чтобы определить влияние приведенной длины на эффективность рабочего процесса, оцениваемого коэффициентом камеры. Представлены математическая модель течения рабочего процесса в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя на компонентах топлива кислород — керосин, а также алгоритм решения уравнений математической модели для исследуемой схемы смесеобразования. Приведены параметрические расчеты и определены основные факторы, влияющие на характеристики рабочего процесса в камере со щелевой форсуночной головкой.
Литература
[1] Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах. «АСТРА-3», версия 1.06, январь 1991. Описание. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1992, 100 с.
[2] Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. 5-е изд., перераб. и доп. Москва, Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит., 1991, 600 с.
[3] Госмен А.Д., Пан В.М., Ранчел А.К., Сполдинг Д.Б., Вольфштейн М. Численные методы исследования течений вязкой жидкости. Москва, Мир, 1972, 327 с.
[4] Сполдинг Д.Б. Горение и массообмен. Москва, Машиностроение, 1985, 240 с.
[5] Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А. и др. Основы теории и расчета ЖРД. В 2 т. Москва, Высшая школа, 1983, т. 1, 383 с., т. 2, 368 с.
[6] Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. Москва, Машиностроение, 1989, 464 с.
[7] Кудрявцев В.М., Ягодников Д.А. Кафедра Э-1 «Ракетные двигатели». Москва, ИИУ МГОУ, 2018, 108 с.
[8] Ягодников Д.А. , Чертков К.О., Антонов Ю.В., Новиков А.В. Численное исследование рабочего процесса в восстановительном газогенераторе кислород-метанового ЖРД разгонного блока. Аэрокосмический научный журнал, 2015, № 5, с. 12–25.
[9] Ягодников Д.А., Антонов Ю.В., Стриженко П.П., Быков Н.И., Новиков А.В. Исследование процесса течения кислорода в рубашке охлаждения камеры ЖРД. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2014, № 6, с. 3–19.
[10] Андреев Е.А., Новиков А.В., Шацкий О.Е. Расчетное и экспериментальное исследование надежности запуска и выхода на режим ракетного двигателя малой тяги на газообразных компонентах кислород+метан с электроискровым зажиганием. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 4 (64). DOI: 10.18698/2308-6033-2017-4-1606
[11] Салич В.Л. Экспериментальные исследования по созданию ракетного двигателя малой тяги на топливе «газообразный кислород+керосин». Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2018, т. 17, № 4, с. 129–140. DOI: 10.18287/2541-7533-2018-17-4-129-140
[12] Салич В.Л. Разработка генератора активного газа газоэжекторной установки высотного огневого стенда. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2019, т. 18, № 1, с. 118–127. DOI: 10.18287/2541-7533-2019-18-1-118-127