Расчетное исследование различных схем смесеобразования и определение влияния основных факторов на параметры рабочего процесса в камере сгорания РДМТ
Авторы: Новиков А.В., Андреев Е.А., Бардакова Е.И.
Опубликовано в выпуске: #12(144)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-12-2325
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
В связи с существенным увеличением количества пусков космических систем во всем мире наблюдается ужесточение требований к экологической безопасности эксплуатации космических объектов. Перспективным направлением разработки нового поколения ракетно-космической техники, в том числе ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), является применение в паре с кислородом горючего на основе метана. При разработке ракетных двигателей малой тяги на топливе кислород–метан решающее влияние на их тягово-экономические характеристики оказывает принятая схема смесеобразования. Это позволяет, после проведения математического эксперимента, в результате выбора оптимальной схемы получить максимальные значения коэффициента камеры, который для изобарической камеры сгорания может быть равным коэффициенту расходного комплекса. Такой подход приводит к существенному сокращению объема дорогостоящих стендовых испытаний. В данной статье приведены результаты расчетов для различных схем смесеобразования, по которым можно судить о влиянии разных факторов на коэффициент камеры в рамках выбранной схемы. Анализ полученных результатов позволяет выбрать наиболее приемлемую схему смесеобразования и выработать предварительные рекомендации по проектированию камеры сгорания РДМТ.
Литература
[1] 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. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015, № 5, с. 12–25.
[2] 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. Серия Машиностроение, 2014, № 6, с. 3–19.
[3] 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
[4] 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
[5] 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
[6] Ягодников Д.А., Новиков А.В., Антонов Ю.В. Расчётные 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. http://www.technomag.edu.ru/doc/270659.html
[7] Новиков А.В., Андреев Е.А., Бардакова Е.И. Расчётные исследования по оптимизации геометрии камеры сгорания РДМТ на газообразных компонентах топлива. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 11 (119). DOI: 10.18698/2308-6033-2021-11-2129
[8] Первышин А.Н. Основы проектирования генераторов сверхзвуковых струй продуктов сгорания газообразных топлив и их технологическое использование. Дис. … д-ра техн. наук. Самара, СГАУ им. С.П. Королева, 1994.
[9] Трусов Б.Г. Инструкция. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах. «Астра — 4» рс версия 1:06. 1996, декабрь. Описание применения. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1992.
[10] Алемасов В.Е., Дрегамин А.Ф., Тишин А.А. Теория ракетных двигателей. Москва, Машиностроение, 1989, 464 с.