Газодинамические потери в проточной части канального заряда ракетного двигателя твёрдого топлива


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Современными методами вычислительной гидродинамики проведено исследование течений с массоподводом в осесимметричных каналах твёрдотопливных зарядов ракетных двигателей. Исследования проводились с целью повышения точности прогнозирования внутрибаллистических параметров для выполнения инженерных расчётов. Проведён анализ изменения внутрибаллистических характеристик в проточной части канального заряда в классической и бессопловой схемах ракетного двигателя твёрдого топлива при различной скорости газоприхода с поверхности горения. Для изобарной камеры сгорания показан характерный профиль скорости по каналу заряда и при наличии внезапного расширения. Показано, что для установившегося косинусоидального профиля продольной скорости после внезапного расширения канала требуется протяжённость более трёх калибров. Для скоростной камеры сгорания проведено сопоставление профиля продольной скорости в зависимости от скорости потока при разных условиях газоприхода и отмечена тенденция влияния скорости потока на характер профиля. Показано, что при числе Маха более 0,5 увеличение газоприхода с поверхности заряда обеспечивает менее наполненный профиль скорости, стремящийся к косинусоидальному. Показаны отличия потерь давления в проточной части канального заряда, рассчитанные в осесимметричном приближении, от потерь, определённых с применением газодинамических функций. Увеличение скорости газоприхода в канале заряда ракетного двигателя твёрдого топлива бессопловой схемы способствует уменьшению потерь давления при числе Маха более 0,8.

Об авторах

А. Н. Сабирзянов

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ

Автор, ответственный за переписку.
Email: ANSabirzyanov@kai.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры реактивных двигателей и энергетических установок

Россия

Ч. Б. Хаматнурова

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ

Email: Chulpan100@mail.ru

аспирант кафедры реактивных двигателей и энергетических установок

Россия

В. В. Кузьмин

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ

Email: doom890clo@gmail.com

студент

Россия

Список литературы

  1. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчётах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008. 364 с.
  2. Волчков Э.П., Терехов В.И., Терехов В.В. Структура течения, тепло- и массоперенос в пограничных слоях со вдувом химически реагирующих веществ // Физика горения и взрыва. 2004. Т. 40, № 1. С. 3-20.
  3. Леонтьев А.И., Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Особенности теплообмена в области газовой завесы при вдуве инородного газа // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2010. № 4. С. 51-58.
  4. Леонтьев А.И., Лущик В.Г., Макарова М.С. Особенности теплообмена на проницаемой поверхности в потоке сжимаемого газа // Доклады Академии наук. 2018. Т. 482, № 1. С. 38-41. doi: 10.31857/S086956520003131-7
  5. Бендерский Б.Я., Чернова А.А. Формирование вихревых структур в каналах с массоподводом и их взаимодействие с поверхностями в РДТТ // Теплофизика и аэромеханика. 2015. Т. 22, № 2. С. 195-200.
  6. Корнилов В.И., Бойко А.В. Экспериментальное моделирование вдува воздуха в турбулентный пограничный слой при помощи внешнего напорного потока // Журнал технической физики. 2016. Т. 86, № 10. С. 38-46.
  7. Фахрутдинов И.Х., Котельников А.В. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твёрдого топлива: учеб. для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.
  8. Иров Ю.Д., Кейль Э.В., Маслов Б.Н., Павлухин Ю.А., Породенко В.В., Степанов Е.А. Газодинамические функции. Пятизначные таблицы для адиабатического изэнтропического потока и адиабатического неизэнтропического потока с подводом массы. М.: Машиностроение, 1965. 398 с.
  9. Карелин В.А., Мелешко В.Ю., Шустачинский В.С., Атаманюк В.М. Оценка гидравлических потерь в газоходе при сжигании твердотопливных зарядов // Химическая физика и мезоскопия. 2005. Т. 7, № 3. С. 319-327.
  10. Милёхин Ю.М., Гусев С.А., Эйхенвальд В.Н., Гордиенко Н.П. Совершенствование метода прогнозирования внутрибаллистических параметров РДТТ // Восьмая Всероссийская конференция «Внутрикамерные процессы и горение в установках на твёрдом топливе и ствольных системах (ICOC'2014)» (24-26 сентября 2014 г., Москва). Ижевск: Институт механики Уральского отделения РАН, 2014. С. 237-239.
  11. Александров В.Н., Быцкевич В.М., Верхоломов В.М., Граменицкий М.Д., Дулепов Н.П., Скибин В.А., Суриков Е.В., Хилькевич В.Я., Яновский Л.С. Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твёрдых топливах (Основы теории и расчёта). М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 343 с.
  12. Липанов А.М., Бобрышев В.П., Алиев А.В., Спиридонов Ф.Ф., Лисица В.Д. Численный эксперимент в теории РДТТ. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 300 с.
  13. Савельев С.К., Емельянов В.Н., Бендерский Б.Я. Экспериментальные методы исследования газодинамики РДТТ. СПб: Недра, 2007. 267 с.
  14. Шишков А.А. Газодинамика пороховых ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1974. 156 с.
  15. Дорофеев А.А. Основы теории тепловых ракетных двигателей (Общая теория ракетных двигателей). М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 415 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах