Моделирование внутрибаллистических и газодинамических нестационарных процессов в двухканальном ракетном двигателе твердого топлива

Авторы

Савин Е. И.^*, Миньков Л. Л.^**

Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, Томск, Томская обл., 634050, Россия

*e-mail: egorgg0@gmail.com
**e-mail: lminkov@ftf.tsu.ru

Аннотация

Рассматривается задача моделирования течения рабочего тела при воспламенении и выходе на режим двухканального РДТТ, снаряженного вкладным зарядом твердого топлива всестороннего горения, с расположенным в переднем объеме камеры сгорания воспламенительным устройством. Движение потоков газа происходит по двум каналам: центральному каналу заряда и периферийному каналу (зазор между обечайкой (корпусом) камеры сгорания и зарядом). Параметры в переднем объеме камеры сгорания описываются внутрибаллистическими нульмерными уравнениями, в каналах заряда – газодинамическими одномерными нестационарными уравнениями. Сопловое пространство рассчитывается в «квазиодномерной» постановке с осреднением параметров потока в поперечных сечениях. Приведены кривые распределения параметров в каналах в различные моменты времени при воспламенении заряда. Результаты одномерной постановки на установившемся режиме течения сравниваются с результатами двумерной постановки.

Ключевые слова:

воспламенение, вкладной заряд, РДТТ, газодинамика, нестационарность

Библиографический список

1. Пятунин К.Р., Лугинина Н.С., Диденко Р.А. Тестирование и адаптация новых подходов к моделированию течения в нестационарной постановке для задач аэродинамики // Труды МАИ. 2013. № 65. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=35942
2. Ерохин Б.Т., Липанов А.М. Нестационарные и квазистационарные режимы работы РДТТ. - M.: Машиностроение, 1977. - 200 с.
3. Амарантов Г.Н., Егоров М.Ю., Егоров С.М., Егоров Д.М., Некрасов В.И. Численное моделирование внутрикамерных процессов при выходе на режим работы ракетного двигателя твёрдого топлива // Вычислительная механика сплошных сред. 2010. Т. 3. № 3. С. 5-17.
4. Егоров М.Ю., Егоров С.М., Егоров Д.М. Численное исследование переходных внутрикамерных процессов при выходе на режим работы РДТТ // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2010. № 3. С. 41-45.
5. Краев В.М., Янышев Д.С. Проблемы расчёта переходных процессов в при турбулентном течении в каналах энергетических установок ЛА // Труды МАИ. 2010. № 37. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=13415
6. Бондарчук С.С., Борисов Б.В., Жуков А.С. Уравнения расчета параметров выхода РДТТ на стационарный режим для многокомпонентной смеси продуктов сгорания // Известия высших учебных заведений. Физика. 2012. Т. 55. № 9/3. С. 24-26.
7. Беляков А.Ю. Моделирование поверхности горения твердого топлива с учетом теплопроводящих элементов // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112931. DOI: 10.34759/trd-2020-110-19
8. Райзберг Б.А., Ерохин Б.Т., Самсонов К.П. Основы теории рабочих процессов в ракетных системах на твердом топливе. - М.: Машиностроение, 1972. - 383 с.
9.  Бондарчук С.С., Борисов Б.В., Сабырбаев А.Д. Эффективный метод расчета газодинамически напряженных течений РДТТ с вкладными зарядами // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: доклады конференции. - Томск: Изд-во Томского университета, 2000. С. 31-32.
10.  Алиев А.В. Внутренняя баллистика РДТТ. - М.: Машиностроение, 2007. - 504 с.
11.  Жуков А.С., Борисов Б.В., Бондарчук С.С. Оценка эффективности газодинамической защиты корпуса РДТТ с вкладным комбинированным зарядом // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2011. № 3 (15). С. 83-86.
12.  Борисов Б.В., Бондарчук А.С., Жуков С.С., Куриленко Н.И., Мамонтов Г.Я. Применение струи низкотемпературных продуктов сгорания для тепловой защиты корпуса РДТТ с вкладным зарядом // XXIII семинар по струйным, отрывным и нестационарным течениям (с международным участием) (Томск, 26–28 июня 2012): сборник трудов. – Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2012. С. 41-46.
13.  Борисов Б.В. Моделирование течения рабочего тела по многосвязным областям энергетических устройств // Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Теплофизические основы энергетических технологий» (Томск, 24–26 июня 2010): сборник трудов. - Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2010. С. 90-94.
14.  Липанов А.М., Алиев А.В. Проектирование ракетных двигателей твердого топлива. - М.: Машиностроение, 1995. - 400 с.
15.  Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко Г.П., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. - М.: Наука, 1976. - 400 с.
16.  Архипов В.А., Бондарчук С.С., Бондарчук И.С., Золоторёв Н.Н., Козлов Е.А., Орлова М.П. Математическое моделирование утилизации головного обтекателя ракеты-носителя после его отработки // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 84. С. 52-67. DOI: 10.17223/19988621/84/5
17.  Беляев Н.М., Рядно А.А,. Методы нестационарной теплопроводности: учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1978. - 328 с.
18.  Goodman T.R., Irvine T., Hartnett J. Integral Methods for nonlinear heat transfer. Advances in Heat Transfer. New-York: Academic Press, 1964, vol. 1, pp. 51-122.
19.  Van Leer B. Flux-Vector Splitting for the Euler Equation // Proceedings of the ICNMFD Conference, Lecture Notes in Physics, 1982, vol. 170, pp. 507-512.
20.  Шишков А.А., Панин С.Д., Румянцев Б.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива: Справочник. - М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

Скачать статью