Численное моделирование процессов дросселирования прямоточного воздушно-реактивного двигателя
Авторы: Нечипорук С.Ю., Зарипов Д.Х.
Опубликовано в выпуске: #9(129)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-9-2212
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Для определения максимально допустимого давления в камере сгорания, при котором не происходит срыва потока в воздухозаборном устройстве, проведено численное моделирование процесса дросселирования прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Расчеты были выполнены в двух постановках задачи: с локальным и глобальным шагом по времени. При сравнении результатов, полученных с помощью этих подходов, установлено, что определять характеристики дросселирования воздухозаборного устройства без потери точности на начальных этапах проектирования прямоточных воздушно-реактивных двигателей можно с использованием локального шага по времени. На базе нестационарной модели был подобран оптимальный шаг интегрирования для минимизации вычислительных ресурсов. Проведена оценка периода пульсаций потока, частота которых находится в крайне низком диапазоне при возникновении помпажа.
Литература
[1] Гунько Ю.П., Мажуль И.И., Нурутдинов В.И. Численное исследование разрушения сверхзвукового потока при дросселировании канала воздухозаборника. Теплофизика и аэромеханика, 2014, т. 21, № 2, с. 163–178.
[2] Любимов Д.А., Честных А.О. Анализ RANS/ILES методом влияния дросселирования на течение в воздухозаборнике смешанного сжатия при больших сверхзвуковых скоростях. Шестой Междунар. школа-семинар. Российская Академия наук, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского. Евпатория 5–12 июня 2016 г. Москва, Изд-во Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского, 2016, с. 103–104.
[3] Любимов Д.А., Честных А.О. Анализ RANS/ILES методом влияния угла атаки и дросселирования на уровень и спектральные свойства пульсаций давления в высокоскоростном воздухозаборнике. Тезисы докладов Шестой Открытой всерос. (восемнадцатой науч.-техн.) конф. по аэродинамике. Москва 22–27 сентября 2019 г., Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского. Москва, Изд-во Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского, 2019, с. 282–283.
[4] Карасев В.Н., Картовицкий Л.Л., Левин В.М. Вопросы организации рабочего процесса в камере сгорания ПВРД. Вестник Московского авиационного института, 2009, т. 16, № 5, 10 с.
[5] Любимов Д.А., Честных А.О. Исследование RANS/ILES методом течения в высокоскоростном воздухозаборнике смешанного сжатия на различных режимах работы. Теплофизика высоких температур, 2018, т. 56, № 5, с. 764–776.
[6] Любимов Д.А., Потехин И.В. Исследование пространственного воздухозаборника на дроссельных и близких к помпажным характеристиках с помощью RANS/ILES-метода. Двадцать шестая Научно-техническая конференция по аэродинамике. Жуковский, 26–27 февраля 2015 г. Москва, Изд-во Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского, 2015, с. 157–158.
[7] Баскаков А.А., Кузьмичев Д.Н., Гольцев А.В., Гуськов О.В. Исследование свойств процесса с горением топлива в пульсирующих детонационных волнах на модельной установке детонационного горения. Российская Академия наук, Национальная Академия наук Украины, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского, Институт гидромеханики НАН Украины. Евпатория 4–13 июня 2012 г. Москва, Изд-во Московского центра непрерывного математического образования, 2012, с. 20–22.
[8] Митрохов Н.В. Стабилизация горения на струях нагретого газообразного горючего в камерах ПВРД. Москва, МАИ, 2012.
[9] Сорокин В.А., Норенко А.Ю., Логинов А.Н., Федоров Д.Ю., Молодцев А.Н., Сомов О.В. Расчет и проектирование двухканального ВЗУ для современных двигателей на твердом топливе. Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, 2019, № 2 (107), с. 84–93.
[10] Виноградов В.А. Мельников Я.А. Степанов В.А. Выбор и проектирование пространственного нерегулируемого воздухозаборника для сверхзвукового делового самолета. Ученые записки ЦАГИ, 2017, т. 48, № 1, с. 24–38.