Исследование термосилового нагружения газоотражателей стартовых комплексов ракет космического назначения при работе систем водоподачи
Автор: Синильщиков Борис Евгеньевич, Синильщиков Валерий Борисович
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2 (20), 2017 года.
Бесплатный доступ
В большинстве современных стартовых комплексов ракет космического назначения для защиты от оплавления поверхностей, испытывающих непосредственное воздействие высокотемпературных газовых струй и акустическое воздействие, используются системы водоподачи. В статье производится оценка параметров силового и теплового нагружения газоотражателя при работе систем водоподачи на основе численного моделирования трехмерных двухфазных газокапельных течений и описывается математическая модель. Для описания течений газа используются уравнения Навье-Стокса, дополненные алгебраической моделью турбулентности подобной модели Прандтля, но учитывающей влияние капельной фазы. Термодинамические параметры определяются по модели идеального газа для механической смеси трех компонент: продуктов сгорания, атмосферного воздуха и пара, образовавшегося при испарении воды. Течение капельной фазы рассчитывается на основе континуального подхода с использованием элементов траекторного подхода. Учитываются сопротивление, испарение и дробление капель. Расчет проводится для области от среза сопла ракетного двигателя до газоотражателя. По параметрам газокапельного потока, натекающего на преграду, оцениваются значения тепловых потоков в поверхности. Приводятся результаты расчетов для вариантов, различающихся схемой водоподачи, расположением патрубков, скоростью и дисперсностью распыла.
Ракетный двигатель, струя, газоотражатель водоподача, тепловые потоки, испарение
Короткий адрес: https://sciup.org/14117393
IDR: 14117393
Список литературы Исследование термосилового нагружения газоотражателей стартовых комплексов ракет космического назначения при работе систем водоподачи
- Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники. Инженерное пособие. Кн. 1 / под общ. ред. И. В. Бармина. М.: Полиграфикс-РПК, 2005. 416 с.
- Газодинамика стартовых комплексов / Г. П. Бирюков, А. Б. Бут, В. А. Хотулев, А. С. Фадеев. М.: Рестарт, 2012. 364 с.
- Результаты расчётно-экспериментальных исследований газодинамических процессов при взаимодействии многоблочных струй ракетных двигателей с газоотражателем стартового сооружения / В. Г. Дегтярь, Е. С. Меркулов, А. В. Сафронов, В. И. Хлыбов // Космонавтика и ракетостроение. № 1 (70). 2013. С. 37-45.
- Расчетные исследования газодинамики старта в обеспечение создания СК РН сверхтяжелого класса / А. В. Сафронов, М. О. Кравчук, Т. О. Абдурашидов, А. Б. Бут // Сб. трудов XLI Академических чтений по космонавтике. М.: МГТУ им. Баумана, 2017.
- Development of Modeling Capabilities for Launch Pad Acoustics and Ignition Transient Environment Prediction/Jeff West, Louise L. Strutzenberg, Gabriel C. Putnam, Peter A. Liever, Brandon R. Williams// 18th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference; Colorado Springs, CO; 4-6 Jun. 2012; United States 33rd AIAA Aeroacoustics Conference; Colorado Springs, CO; 4-6 Jun. 2012.
- Волков К. Н., Емельянов В. Н. Течения газа с частицами. М.: Физматлит, 2008. 600 с.
- Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч.1. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 464 с.
- Сафронов А. В. О применимости моделей турбулентной вязкости для расчета сверхзвуковых струйных течений // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. Т. 13, вып. 1.
- Синильщиков Б. Е., Синильщиков В. Б., Андреев О. В. Использование модели Г. Н. Абрамовича для учета влияния частиц на турбулентность при прикладных численных расчетах сверхзвуковых струйных течений // Сб. трудов VII международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008). Алушта, 2008.
- Алемасов В. Е., Дрегалин А. Ф., Тишин А. П. Теория ракетных двигателей: учеб. пособие / под ред. В. П. Глушко. М.: Машиностроение, 1989. 464 с.
- Сравнение некоторых схем сквозного счета. Ч. 1. Стационарные течения / Ю. М. Белецкий, П. А. Войнович, С. А. Ильин, Е. В. Тимофеев, A. A. Фурсенко. Л.: Препринт ИТФ им. А.Ф. Иоффе № 1383, 1989. 67 с.
- Сопоставление расчетных и экспериментальных данных о взаимодействии струи с газоотражателем в случае приосевого впрыска воды / О. В. Андреев, В. П. Зюзликов, Б. Е. Синильщиков, В. Б. Синильщиков, А. Г. Гончар, Т. Т. Соколова, Л. А. Шилов // Космонавтика и ракетостроение. № 3 (56). 2009. С. 5-14.
