Экспериментальное исследование эффективности рабочих процессов в камере ракетного двигателя малой тяги на компонентах кислород–метан
Авторы: Ворожеева О.А., Федотова К.В., Ковалёв К.Е.
Опубликовано в выпуске: #11(131)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-11-2229
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Представлены экспериментальный стенд и модельный ракетный двигатель малой тяги на экологически чистых газообразных компонентах кислород и метан, работающий на непрерывном и импульсном режимах. Проведена серия огневых стендовых испытаний такого модельного двигателя с целью получить значения критерия эффективности рабочего процесса в камере (коэффициента расходного комплекса) и оценки теплового состояния элементов его конструкции на непрерывном и импульсных режимах работы для различных значений режимных параметров. Температура наружной стенки всех элементов конструкции определена с помощью тепловизора Optris PI160. Показано, что переход с непрерывного на импульсный режим работы модельного ракетного двигателя малой тяги приводит к снижению эффективности рабочего процесса на 30…40 %. Повышение давления в камере сгорания позволяет увеличить полноту сгорания топлива и, следовательно, коэффициент расходного комплекса.
Литература
[1] Агеенко Ю.И., Минашин А.Г., Пиунов В.Ю., Селезнев Е.П., Лебедев Ф.М, Петрикевич Б.Б. Жидкостный ракетный двигатель малой тяги для системы причаливания и ориентации пилотируемого космического корабля «СОЮЗ». Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2006, № 3, с. 73–79.
[2] Агеенко Ю.И., Панин И.Г., Пегин И.В., Смирнов И.А. Основные достижения в ракетных двигателях малой тяги разработки конструкторского бюро химического машиностроения им. А.М. Исаева. Двигатель, 2014, № 2 (92), с. 24–27.
[3] Агеенко Ю.И., Пегин И.В. Подтверждение повышения энергетической эффективности ЖРДМТ с дефлекторно-центробежной схемой смесеобразования. Вестник СГАУ, 2014, спец. выпуск № 5–3 (47), с. 46–54.
[4] Агеенко Ю.И., Лапшин Е.А., Морозов И.И., Пегин И.В., Рыжков В.В. Некоторые результаты экспериментального исследования параметров ракетных двигателей малой тяги на газообразном кислородно-водородном топливе. Вестник СГАУ, 2014, спец. выпуск № 5–3 (47), с. 35–45.
[5] Бешенев Ю.А., Булдашев С.А., Казанкин Ф.А., Лемский Н.В., Семкин Е.В. Экспериментальные исследования возможности адаптации ЖРДМТ разработки ФГУП «НИИМАШ» под топливную пару MON-3 + MMH с обеспечением удовлетворительного теплового состояния двигателей. Вестник СГАУ, 2011, спец. выпуск № 3–1 (27), с. 267–270.
[6] Салич В.Л. Разработка камеры ракетного двигателя малой тяги на кислородно-водородном топливе. Вестник СГАУ, 2014, спец. выпуск № 5–4 (47), с. 107–112.
[7] Салич В.Л. Проектирование камеры кислородно-водородного ракетного двигателя тягой 100 Н на основе численного моделирования внутрикамерных процессов. Вестник УГАТУ, 2014, т. 18, № 4 (65), с. 20–26.
[8] Кутуев Р.Х., Лебедев И.Н., Салич В.Л. Разработка перспективных РДМТ на экологически чистых топливных композициях. Вестник СГАУ, 2009, спец. выпуск № 3–3 (19), с. 101–109.
[9] Кочанов А.В., Клименко А.Г. Исследования проблем создания ракетных двигателей малой тяги на экологически чистых газообразных топливах. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2006, № 3, с. 15–30.
[10] Кочанов А.В., Клименко А.Г. Перспективы применения калильной свечи для реализации многократного запуска ракетных двигателей малой тяги на несамовоспламеняющемся двухкомпонентном топливе. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2015, № 2, с. 57–67.
[11] Рыжков В.В., Силютин М.В. О возможности исследования теплового состояния ЖРДМТ с помощью инфракрасной тепловизионной системы. Вестник СГАУ, 2011, спец. выпуск № 3–3 (27), с. 349–356.
[12] Воробьев А.Г., Боровик И.Н., Хохлов А.Н., Лизуневич М.М., Сокол С.А., Гуркин Н.К., Казеннов И.С. Модернизация испытательного огневого стенда для исследования рабочих процессов в жидкостных ракетных двигателях малых тяг на экологически чистых компонентах топлива. Вестник МАИ, 2010, т. 17, № 1, с. 97–102.
[13] Воробьев А.Г., Боровик И.Н., Ха С. Разработка жидкостного ракетного двигателя малой тяги, работающего на перекиси водорода и керосине. Вестник СибГАУ, 2011, № 4, с. 121–126.
[14] De Luka L.T., Shimada T., Sinditskii V.P., Calabro M. Chemical Rocket Propulsion. London, Springer, 2017, 1084 p.
[15] Tamura H., Ono F., Kumakawa A., Yatsuyanagi N. LOX / Methane staged combustion rocket combustor investigation. AIAA papers, 1987, no. 1856. https://doi.org/10.2514/6.1987-1856