Методика экспериментальных исследований эффективности рабочего процесса в высокоскоростных ПВРД газогенераторной схемы на твердых топливах

Создание высокоскоростных летательных аппаратов (ЛА) с внутриатмосферной зоной эксплуатации требует совершенствования их силовых установок. Наиболее эффективными являются силовые установки на основе прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД). Анализ научных работ показал, что создание высокоэффективных камер дожигания для ПВРД на твердых топливах является актуальной задачей. Для ее решения требуется проведение большого количества экспериментальных исследований. Разработана и апробирована методика обработки экспериментальных данных, полученных при огневых стендовых испытаниях (ОСИ), максимально приближенных к эксплуатационным и осуществляемых по схеме присоединенного воздухопровода с имитацией условий потока на входе. Приведены особенности проведения ОСИ с использованием генераторов высокоэнтальпийного воздушного потока на базе огневых подогревателей. Разработаны рекомендации по выбору методики анализа результатов ОСИ. Предложена математическая модель для определения эффективности рабочего процесса и тягово-энергетических характеристик двигателя на основе экспериментальных данных. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при стендовой экспериментальной отработке перспективных ПВРД.

Литература

[1] Бакулин В.Н., Дубовкин Н.Ф., Котова В.Н., Сорокин В.А., Францкевич В.П., Яновский Л.С. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей. Москва, Физматлит, 2009. 320 с.

[2] Вареных Н.М., Шабунин А.И., Сарабьев В.И., Хрисантов М.В., Шибанов С.В., Калинин С.В. Основные направления разработки твердых пиротехнических топлив для воздушно-реактивных двигателей с повышенными энергобаллистическими характеристиками. Боеприпасы и спецхимия, 2013, № 1, c. 44–50.

[3] Яновский Л.С., ред. Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах. Москва, Академкнига, 2006. 343 с.

[4] Харитонов А.М. Техника и методы аэрофизического эксперимента. Ч. 1: Аэродинамические трубы и газодинамические установки. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2005. 220 с.

[5] Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А., Ананян М.В. Исследование эффективности рабочего процесса в малогабаритных генераторах высокоэнтальпийного воздушного потока. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015, № 08, с. 75–86. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/798965.html (дата обращения 01 сентября 2015).

[6] Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. Тр. III Междунар. симп. «Горение и плазмохимия». Казахстан, 24–26 августа 2005. Алма-Ата, Казахский национальный ун-т. 2005, с. 52–57.

[7] ГОСТ 23851-79. Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения.

[8] Young G.B.W. Basic Supersonic Ramjet Point-Design Performance. USA, California, Santa Monica, The RAND Corporation, 1955. 49 p.

[9] Прохоров А.Н. Экспериментальные исследования влияния геометрических и режимных параметров топливных пилонов на эффективность рабочего процесса в камерах сгорания ГПВРД. Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2003. 232 с.

[10] Александров В.Ю. Теоретический анализ и экспериментальные исследования на наземных стендах процессов смешения и горения в камерах сгорания применительно к проблемам создания и испытаний гиперзвуковых двигателей. Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2003. 220 с.

[11] Сорокин В.А., ред. Конструкция и проектирование комбинированных ракетных двигателей на твердом топливе. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 303 с.

[12] Аверьков И.С., Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Воронецкий А.В., Гуськов О.В., Прохоров А.Н., Яновский Л.С. Особенности определение термодинамических параметров рабочего тела прямоточных воздушно-реактивных двигателей при неполном сгорании топлива. Сб. тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. «Авиадвигатели XXI века», Москва, ЦИАМ им. П.И. Баранова, 2015, с. 1117–1118.