Численное исследование влияния физико-химических свойств жидкого горючего на эффективность рабочего процесса ракетного двигателя малой тяги
Авторы: Новиков А.В., Андреев Е.А., Бардакова Е.И.
Опубликовано в выпуске: #12(120)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-12-2138
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
В ракетно-космической технике широкое распространение получили ракетные двигатели малой тяги, используемые для коррекции положения летательного аппарата на орбите, для управления движением по траектории и т. п. Их количество в составе двигательной установки — от одного до нескольких десятков единиц. Естественно, от эффективности их работы существенно зависит совершенство двигательной установки в целом. Объект исследования — камера сгорания ракетного двигателя малой тяги, работающая по схеме газ — жидкость. Для определения влияния различных факторов на характеристики рабочего процесса в камере сгорания были проведены расчетно-параметрические исследования. Расчетным путем получены зависимости коэффициента расходного комплекса и параметров рабочего процесса камеры ракетного двигателя малой тяги от факторов, влияющих при использовании на качество горючего этанола и керосина. Выполнен сравнительный анализ результатов применения этих двух компонентов в сходных условиях, что позволило выяснить влияние физико-химических свойств горючего компонента на эффективность организации рабочего процесса. Полученные результаты можно применять при проектировании двигателей малой тяги, работающих на компонентах топлива керосин — кислород, этанол — кислород.
Литература
[1] Ягодников Д.А., Новиков А.В., Антонов Ю.В. Расчетные исследования по оптимизации схемы и параметров подачи компонентов топлива в камеру сгорания РДМТ на топливе газообразный кислород — керосин. Наука и образование, 2011, № 12, 13 с.
[2] 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. Электрон. журн., 2015, № 5, с. 12–25. DOI: 10.7463/aersp.0515.0821899
[3] 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.
[4] 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
[5] 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
[6] 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
[7] Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах. «Астра — 4», версия 1.06, январь 1991. Описание. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1992.
[8] Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. Москва, Госэнергоиздат, 1962, 288 с.
[9] Глушко В.П., ред. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник: в 10 т. Москва, ВИНИТИ АН СССР, 1971–1979, т. 1, 266 с.
[10] Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд. Москва, Наука, 1972, 720 с.
[11] Госмен А.Д., Пан В.М., Ранчел А.К., Сполдинг Д.Б., Вольфштейн М. Численные методы исследования течений вязкой жидкости. Москва, Мир, 1972, 326 с.
[12] Госмен А.Д., Халил Е.Е., Уайтлоу Дж. Расчет двумерных турбулентных рециркуляционных течений. В кн.: Турбулентные сдвиговые течения. Москва, Машиностроение, 1982, т. 1, с. 247–268.