Расчетно-экспериментальное исследование характеристик выхлопного диффузора с центральным телом в составе высотного стенда для наземной отработки жидкостных ракетных двигателей

• Автор: Козаев, Алан Шотаевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Выхлопные диффузоры традиционного типа

1.1. Постановка проблемы

1.2. Подходы к проведению высотных испытаний

1.3. Схемы высотных стендов и их характеристики

1.4. Выхлопные кормовые диффузоры

1.5. Короткий цилиндрический диффузор

1.6. Способы повышения эффективности выхлопных диффузоров

1.7. Особенности диффузора с центральным телом

1.8. Сравнение всех типов диффузоров
1.9. Выводы по первой главе
Глава 2. Расчет геометрии и анализ возможности применения диффузора с центральным телом
2.1. Особенности диффузора с центральным телом
2.2. Область сопла - входного конуса
2.3. Геометрия горла диффузора
2.4. Методика расчета дозвукового диффузора
2.5. Инженерная методика расчета газодинамического контура диффузора с
центральным телом
2.6. Выводы по второй главе
Глава 3. Расчетные исследования течения и характеристик диффузора с центральным телом
3.1. Газодинамический тракт исследуемой модели диффузора с ЦТ
3.2. Моделирование работы диффузора в программном комплексе «По¥Зс1»
3.3. Выводы по третьей главе
Глава 4. Экспериментальные исследования течения и характеристик диффузора с центральным телом
4.1. Описание стенда
4.2. Конструкция диффузора

4.3. Система измерения
4.4. Программа испытаний
4.5. Результаты экспериментальных исследований
4.6. Анализ результатов экспериментальных исследований
4.7. Сраи 1снис экспериментальных результатов с рас кшм и данными других авторов
4.9. Выводы по четвертой главе
Глава 5. Расчет диффузоров с центральным телом для испытаний натурных ЖРД
5.1. Диффузор с ЦТ для двигателя РД-0124А
5.2. Диффузор с ЦТ для РД-0146Д
5.3. Выводы по пятой главе
Основные выводы
Список литературы
Приложение

Список сокращений
рд - ракетный двигатель
ЖРД - жидкостной ракетный двигатель
РДТТ - ракетный двигатель на твердом топливе
КС - камера сгорания
оси - огневые стендовые испытания
пгс - пневмогидравлическая схема
пс - продукты сгорания
PH - ракета - носитель
РБ - разгонный блок
ЛА - летательный аппарат
НРО - насадок радиационного охлаждения
гдт - газодинамическая труба
ЦТ - центральное тело
ГДФ - газодинамическая функция
гг - газогенератор

то есть соответствует режиму, когда статическое давление на срезе равно давлению окружающей среды. Линия 2 отвечает критическому перепаду на срезе сопла, выражаемому следующей зависимостью.
Ркр=^ = /(Ма).

Здесь рв - давление на стенке сопла у его среза при ра < рн. Данная зависимость представлена, например, в [8, 21]. При работе сопла в области между зависимостями 1 и 2 отрыва потока не будет, однако профиль пограничного слоя вблизи стенки будет искажен, и условия обтекания в окрестности среза будут отличаться от номинальных. Линия 3 отвечает давлению запуска цилиндрического короткого диффузора, имеющего длину порядка трех калибров среза сопла. Графики 4 и 5 построены с использованием формул 1.1 и 1.2 соответственно для цилиндрического и профилированного с внутренним поджатием диффузоров. Видно, что эффективность диффузора с поджатием несколько выше. Зависимость 6 построена по рабочему давлению оптимального профилированного диффузора по формуле 1.5. И, наконец, предполагаемому давлению запуска диффузора с ЦТ отвечает график 7, построенный по экспериментальным данным, приведенным выше.
Из рассмотрения представленной на Рисунке 1.15 диаграммы видно, что согласно предварительным данным диффузор с ЦТ является наиболее эффективным с точки зрения минимального давления запуска, а так же имеет значительно меньшие габариты.
1.9. Выводы по первой главе
Как было показано в ходе анализа литературных данных, устройством, обеспечивающим максимально близкие к полетным условия испытаний и отработки ЖРД, является выхлопной кормовой диффузор. Такие диффузоры применяются достаточно широко, несмотря на ряд недостатков, заключающихся в больших габаритах, сложной конструкции и в необходимости использования большого расхода охладителя. Так же