Просмотр сведений о научной статье
Обложка номера
![№2 2017](journal/archive/20/cover.jpg)
Заголовок
Исследование термосилового нагружения газоотражателей стартовых комплексов ракет космического назначения при работе систем водоподачиАвторы
Б.Е. Синильщиков, В.Б. СинильщиковОрганизация
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устиноваг. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Аннотация
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.Ключевые слова
ракетный двигатель, струя, газоотражатель водоподача, тепловые потоки, испарениеСписок литературы
[1] Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники. Инженерное пособие. Кн. 1 / под общ. ред. И. В. Бармина. М. : Полиграфикс-РПК, 2005. 416 с.
[2] Газодинамика стартовых комплексов / Г. П. Бирюков, А. Б. Бут, В. А. Хотулев, А. С. Фадеев. М. : Рестарт, 2012. 364 с.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] Волков К. Н., Емельянов В. Н. Течения газа с частицами. М. : Физматлит, 2008. 600 с.
[7] Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч.1. М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 464 с.
[8] Сафронов А. В. О применимости моделей турбулентной вязкости для расчета сверхзвуковых струйных течений // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. Т. 13, вып. 1.
[9] 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.
[10] Алемасов В. Е., Дрегалин А. Ф., Тишин А. П. Теория ракетных двигателей : учеб. пособие / под ред. В. П. Глушко. М. : Машиностроение, 1989. 464 с.
[11] 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.
[12] 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.
Цитирование данной статьи
Синильщиков Б.Е., Синильщиков В.Б. Исследование термосилового нагружения газоотражателей стартовых комплексов ракет космического назначения при работе систем водоподачи // Исследования наукограда. 2017. Т. 1. № 2. С. 61-71.
Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.