Диференційна модель тракту охолодження камери РРД

Анотація

В рідинному ракетному двигуні охолоджувальні канали камери значно впливають на різні параметри системи. Вони обмежують допустиме масове співвідношення компонентів палива, впливають на необхідну потужність насоса і значною мірою визначають компоновку та вагу не тільки камери, але й всього двигуна. Відповідно, через численні взаємопов'язані параметри прийняття раціональних проектних рішень неможливе без надійних даних про тепловий стан камери двигуна за різних умов експлуатації. Крім того, розрахунки теплопередачі необхідні для аналізу результатів вогневих випробувань і усунення дефектів, виявлених під час розробки камери двигуна. Зважаючи на те, що регенеративне охолодження є основним і найбільш поширеним методом охолодження камери двигуна, ця робота зосереджена саме на ньому. Незважаючи на те, що дослідження проточних охолоджувальних каналів камер рідинних ракетних двигунів розпочалося в 1950-х роках, питання вибору оптимальних параметрів для охолоджувальних каналів залишається актуальним. Це значною мірою зумовлено численними взаємозалежними параметрами в системах охолодження. Ключові геометричні параметри охолоджувального каналу включають висоту і ширину каналу, товщину стінки та ребер, матеріал стінки і товщину захисного покриття. Крім того, необхідно враховувати зміни властивостей охолоджувача при зміні тиску та температури, шорсткість поверхні, яка може відрізнятися для різних стінок одного каналу, а також характеристики охолоджувача, такі як детонація, коксування чи дисоціація. У цій статті представлені результати розрахунків за допомогою нової диференціальної моделі для охолоджувальних каналів камери рідинного ракетного двигуна. Результати підтверджують всі припущення, зроблені під час розробки моделі. Очікується, що диференціальна модель дозволить здійснювати розрахунки теплопередачі з меншими зусиллями, більшою точністю та точнішим відображенням різних фізичних процесів, що відбуваються в охолоджувальних каналах.