Структурный синтез пульсирующего детонационного реактивного двигателя

• Автор: Фролов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление

Список условных сокращений

Введение

1. Современное состояние проблемы по пульсирующим детонационным двигателям (ПДД)

1.1. Принцип работы и возможные области применения ПДД

1.2. Уровень разработанности теории ПДД

1.3. Сравнительный анализ ЭСУ

1.3.1 Термодинамическая эффективность

1.3.2. Сравнение по другим показателям

1.4. Уровень отработки ПДД

1.5. Основные проблемы и задачи на пути создания ПДД
2. Экспериментальное исследование инициирования детонационной волны и режимов работы ПД Д
2.1. Постановка задачи экспериментального исследования
2.2. Инициирование детонационной волны электроискровым способом
2.2.1. Конструктивная реализация исследовательского стенда
2.2.3. Результаты исследования электроискрового способа инициирования
2.3. Газодинамический принцип инициирования топливных смесей
2.3.1. Особенности принципа инициирования
2.3.2. Конструктивная реализация экспериментального стенда с газодинамическим принципом инициирования
2.4. Результаты экспериментальных исследований
2.4.2. Запуски без подачи компонентов в камеру сгорания
2.4.3. Запуски с подачей в камеру сгорания спирто-воздушной смеси
2.4.4. Запуски с подачей в камеру сгорания смеси керосин-воздух
2.5. Основные выводы по главе
3. Разработка инженерной методики расчета характеристик ПДД для задач формирования облика двигателя
3.1. Математическая модель ПДД
3.2. Сравнение конструктивных решений ПДД по эффективности
3.2.1. Расчет «базового» варианта конструкции
3.2.2. Расширяющееся коническое сопло как движитель ПДД
3.2.3. Особенности использования присоединенной массы
3.2.4. ПДД как вспомогательная силовая установка с подачей компонентов от основного двигателя
3.3 Основные выводы по главе
Заключение
Список использованной литературы

Список условных сокращений
АЦП - аналого-цифровой преобразователь ВРД - воздушно-реактивный двигатель
ГПВРД - гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель
ДВ - детонационная волна
ЖРД - ракетный двигатель на жидком топливе
КПД - коэффициент полезного действия
JIA - летательный аппарат
ПВРД - прямоточный воздушно реактивный двигатель
ПДВ - поперечная детонационная волна
ПДД - пульсирующий детонационный двигатель
СПВРД - сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель СПДПД - сверхзвуковой пульсирующий детонационный прямоточный двигатель
ТВС - топливно-воздушная смесь
ТРДД - двухконтурный турбореактивный двигатель
ТРДДФ - двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой
УВ - ударная волна
ЭСУ — энергетическая силовая установка

2. Экспериментальное исследование инициирования детонационной волны и режимов работы ПДД
Экспериментальные исследования и создаваемая установка имели целью не только получить новые результаты по режимам и по инициированию, но и были необходимы для разработки математических моделей и алгоритмов расчета ПДД, а также последующей проверки их адекватности.
В главе проведен анализ инициирования детонационной волны двумя методами: электроискровым и газодинамическим. Выявлены их особенности и необходимые условия для достижения режимов автоколебаний и инициирования детонационной волны с заданной частотой.
2.1. Постановка задачи экспериментального исследования
В рамках экспериментальной части данного исследования были решены следующие задачи:
• получения детонационной волны и оценка параметров ее
распространения для последующей проверки их соответствия параметрам самоподдерживающейся детонационной волны;
• инициирования детонационной волны в камере сгорания с
использованием распространенных топливных смесей: спирт-воздух и керосин-воздух;
• организации работы камеры сгорания с высокой частотой пульсаций;
в определения режимов работы камеры сгорания: режим автоколебаний и
режим с инициированием детонационной волны с заданной частотой.
Так как эксперимент по моделированию детонационных процессов в двигателе является сложным и многофакторным, было принято решение, прежде чем приступать к моделированию высокочастотного процесса сначала произвести всестороннее исследование одиночного (низкочастотного) процесса преобразования и, затем, перейти к высокочастотному. Поэтому сначала