Экспериментально-теоретическое исследование и разработка электрофизического метода диагностики ракетных двигателей

• Автор: Рудинский, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Введение
Глава 1. Экспериментально-теоретические исследования электрофизических явлений в ракетных и реактивных ДУ

1.1. Электрофизические характеристики продуктов сгорания

1.2. Основы математического моделирования электрофизических

процессов при горении

1.3. Экспериментальное исследование электрофизических процессов

в ламинарных и турбулентных пламенах

1.4. Экспериментально-теоретические исследования

электрофизических процессов в ЭСУ и ДУ
1.5. Системы диагностики и аварийной защиты ЭСУ и ДУ на основе
регистрации электрофизических характеристик рабочих процессов
1.6. Выводы по обзору экспериментально-теоретических исследований и постановка задач исследований
Глава 2. Математическая модель электрофизических процессов в газовых трактах жидкостных ракетных двигателей
2.1 Модель расчета электромагнитных характеристик гомогенных
продуктов сгорания ЖРД на углеводородном топливе
2.2 Результаты математического моделирования и численных
расчетов
2.3. Тестирование и верификация математической модели
2.4. Выводы по второй главе
Глава 3. Экспериментальные исследования электромагнитных характеристик продуктов сгорания модельного ЖРД
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Описание конструкции камеры модельного ЖРД на
углеводородном топливе
3.3. Система измерения и регистрации электрического и магнитного
поля продуктов сгорания и характеристик рабочего процесса ЖРД
3.4. Градуировка датчиков магнитного и электрического поля
3.5. Экспериментальные исследования и анализ результатов
3.5.1. Интегральные характеристики электромагнитного поля продуктов
сгорания
3.5.2. Спектральный анализ колебаний напряженности электромагнитного поля продуктов сгорания
3.6. Выводы по третьей главе
Глава 4. Анализ и оценка быстродействия систем авариной защиты ЖРД на основе регистрации электромагнитных характеристик ПС

4.1. Математическая модель САЗ модельного ЖРД
4.2. Выводы по четвертой главе
Основные выводы
Список литературы

Список сокращений
ЭСУ - энергосиловая установка
ДУ - двигательная установка
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель
ЖРДУ - жидкостная ракетная двигательная установка
КС - камера сгорания
ПС - продукты сгорания
УВТ - углеводородное топливо
ФП - фронт пламени
ЭГ1 - электрическое поле
МП - магнитное поле
САЗ - система аварийной защиты
ЛА - летательный аппарат
ЭГД - электрогазодинамическое (течение);
МГД - магнитогазодинамическое (течение)
ПВРД - прямоточный воздушно-реактивный двигатель
ИЛИ - первичный измерительный преобразователь
СПМ - спектр плотности мощности

Полученные результаты авторы объясняют тем, что с увеличением степени ионизации п ПС возрастает их проводимость а, а следовательно, и ток уноса 1У в результате чего электризация стенки ослабевает.
Исследования по определению электрических характеристик компонентов топлива для ЭСУ выполнены в работе [49]. Основными регистрируемыми параметрами являлись диэлектрическая проницаемость б и тангенс угла диэлектрических потерь 1§8, значения которых для различных углеводородных горючих представлены в Таблице 2.
Таблица 2.
Электрофизические характеристики жидких горючих
Параметр Тип горючего
АИ-93 АИ-76 АИ-72 Дизельное топливо Керосин
Б 1,6 1,9 2,1 2,5 2,
їб5 о,од- 0,012- 0,021- 0,029- 0
од і 0,001 0,002 0,003 0,
Полученные результаты позволили объяснить процессы электризации при распыливании указанных горючих. Наибольший заряд переносят горючие с большим значением в. Поэтому, например, в случае наложения внешнего электрического поля на зону распыливания наибольший эффект будет наблюдаться при использовании керосина.
В работе [50] экспериментально исследовались параметры электризации сопла модельного ВРД, использующего в качестве горючего пропан с добавками хлористого натрия. Особенность конструкции заключалась в том, что между центральным электродом, установленным со стороны узла подачи воздуха, и заземленным корпусом камеры сгорания создавалось электрическое поле путем подачи на электрод постоянного напряжения до 4 кВ. Сопло электрически изолировалось от корпуса. Получены зависимости потенциала сопла от коэффициента избытка окислителя (Рис. 1.20).