Экспериментальное исследование влияния непрогнозируемого изменения формы передней кромки резонатора на работоспособность газодинамической системы воспламенения

Газодинамические системы воспламенения являются перспективными устройствами для инициирования рабочего процесса в энергосиловых установках авиационно-космической техники. Применение таких систем, состоящих из разгонного сопла и резонатора, позволяет использовать кинетическую энергию топливной смеси для локального нагрева и воспламенения газа в застойной зоне резонансной полости. Однако эффективность преобразования кинетической энергии в тепловую существенно зависит от конфигурации сопла и резонатора. Предварительные исследования показали, что в процессе воспламенения может происходить непрогнозируемое изменение формы элементов газодинамической системы воспламенения вследствие значительного теплового и химического воздействия. Наиболее подвержена этому явлению передняя кромка резонатора. Проведено экспериментальное исследование по определению закономерностей влияния изменения формы передней кромки резонатора на интенсивность тепловыделения в застойной зоне резонансной полости. Представлены экспериментальная установка и методика проведения исследования, а также результаты анализа выявленных закономерностей. Полученные данные могут быть полезны при проектировании, экспериментальной отработке и эксплуатации газодинамической системы воспламенения в составе энергосиловых установок различного назначения.

Литература

[1] Скибин В.А., ред. 75 лет творческой научно-практической деятельности ЦИАМ в авиадвигателестроении. Сб. науч. тр. ЦИАМ, Москва, Издательский дом Авиамир, 2005. 320 с.

[2] Ягодников Д.А., ред. Жидкостные ракетные двигатели. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 488 с.

[3] Hamed А., Das K., Basu D. Numerical Simulation of Unsteady Flow in Resonance Tube. 40th AIAA, 2002, № 1118, pp. 1–14.

[4] Воронецкий А.В., Арефьев К.Ю., Захаров В.С. Расчетно-теоретическое исследование резонансной системы газодинамического воспламенения ЖРД малой тяги. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 1, с. 31–41.

[5] Арефьев К.Ю., Воронецкий А.В., Ильченко М.А. Исследование динамических характеристик резонансной газодинамической системы воспламенения топливной смеси. Физика горения и взрыва, 2013, № 6, с. 41–46.

[6] Сергиенко А.А., Семенов В.В. Газодинамический воспламенитель. Известия вузов. Авиационная техника, 2000, № 2, с. 44–47.

[7] Ворожеева О.А., Арефьев К.Ю. Исследование эффективности охлаждения резонатора газодинамической системы воспламенения на двухфазной топливной композиции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, вып. 12. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2016-12-1567 (дата обращения 30 ноября 2016).

[8] Харитонов А.М. Техника и методы аэрофизического эксперимента. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2005. 348 с.

[9] Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. Москва, Наука, 2004. 654 с.

[10] Гимадиев А.Г., Быстров Н.Д., Ильинский С.А., Ермошкин А.З. Динамические испытания зондов для измерения пульсаций давления при повышенных давлениях. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета), 2009, № 3, с. 39–42.

[11] Скибин В.А., ред. Методы измерения и обработки параметров физических процессов при испытаниях авиационных двигателей и энергетических установок. Москва, Изд-во МАТИ-РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2007. 56 с.

[12] Глазнев В.Н., Коробейников Ю.Г. Эффект Гартмана. Область существования и частоты колебания. Прикладная механика и техническая физика, 2001, № 4, с. 62–67.

[13] Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. Расчетно-экспериментальные исследования пульсационных процессов в малогабаритных генераторах высокоэнтальпийного потока с газодинамической системой воспламенения. Известия РАН. Энергетика, 2014, № 6, с. 96–107.

[14] Дулов В.Г., Максимов В.П. Термический эффект резонатора Гартмана–Шпренгера в режиме высоких частот. Вестник Санкт-Петербургского университета. Сер. 1. Математика. Механика. Астрономия, 2005, № 1, с. 79–86.

[15] Бычков И.М., Вышинский В.В., Носачев Л.В. Исследование структуры течения в газоструйном резонаторе Гартмана. Журнал технической физики, 2009, т. 79, № 8, с. 26–31.