OCR Output Comparison | Datalab (Chandra & Surya)

Page 1 of 1

Render HTML

График распределения статического давления p, МПа, вдоль диаметральной линии r, м, близко к огневому днищу камеры. Давление колеблется около 0,49 МПа в центре и достигает 0,52 МПа на краях.

Рис. 8. Распределение статического давления вдоль диаметральной линии вблизи огневого днища камеры

Фотографии огневых испытаний камеры КВ-16 при различном соотношении компонентов топлива: а) k_m ≈ 4; б) k_m ≈ 6. На обоих снимках виден яркий огонь в камере.

Рис. 9. Огневые испытания камеры КВ-16 при различном соотношении компонентов топлива:
а) $k_m \approx 4$ ; b) $k_m \approx 6$

является подача в камеру значительной доли расхода водорода вблизи периферии в закрученном виде и с высокой скоростью. Поэтому было принято решение проводить экспериментальные исследования с замером тяги.

Изготовленная камера КВ-16 прошла огневые испытания (рис. 9), которые подтвердили её работоспособность при длительных включениях на режимах с $k_m < 6$ (десятки секунд). Длительность пусков при $k_m > 6$ составляла ~ 1 с.

В табл. 1 представлены некоторые результаты испытаний, где $k_m$ – массовое соотношение компонентов топлива, $\alpha$ – коэффициент избытка

Табл. 1

$k_m$ ( $\alpha$ )	$\dot{m}_\Sigma$ , кг/с	$P$ , Н	$P_n$ , Н	$I_{y.n}$ , м/с	$I_{y.n}^T$ , м/с	$\phi$	$\phi/\phi_{pac}$	$P_n^{mod}$	$\frac{P_n - P_n^{mod}}{P_n} \cdot 100, \%$
3.55 (0.444)	0.026780	62.53	79.20	2 958	3 475	0.851	0.898	80.76	1.97
5.59 (0.699)	0.024938	54.18	70.86	2 841	3 230	0.880	0.928	71.21	0.49
6.66 (0.833)	0.024632	50.06	66.70	2 709	3 090	0.877	0.925	68.06	2.04
7.11 (0.889)	0.024193	49.29	66.00	2 727	3 040	0.897	0.946	65.15	1.28
7.53 (0.941)	0.023884	48.50	65.17	2 729	2 999	0.910	0.960	63.86	2.01

окислителя, $P$ – тяга, измеренная при испытаниях в земных условиях, $P_n$ – пустотная тяга, $\dot{m}_\Sigma$ – суммарный массовый секундный расход топлива, $I_{y.n}$ – пустотный удельный импульс, $I_{y.n}^T$ – теоретический пустотный удельный импульс, $\phi$ – коэффициент удельного импульса, $\phi_{pac}$ – коэффициент потерь из-за рассеяния.

Пустотная тяга определялась как

$P_n = P + p_h F_a \quad (3)$

где $P$ – значение тяги, измеренной в наземных условиях, $p_h$ – атмосферное давление, $F_a$ – фактическая площадь среза сопла.

Также в табл. 1 представлена пустотная тяга $P_n^{mod}$ , определенная по результатам моделирования как

$P_n^{mod} = \frac{\iint (\rho_a u_{a,x}^2 + p_a) dF}{F_a} \quad (4)$

где $\rho_a$ , $u_{a,x}$ , $p_a$ – соответственно плотность, осевая составляющая скорости и давление продуктов сгорания на срезе сопла, $F_a$ – площадь среза сопла.

Как видно, получено удовлетворительное согласование расчетных и экспериментальных данных. Для наглядности сравнение расчетных и экспериментальных данных представлено также на рис. 10.

График сравнения расчетных и экспериментальных данных для пустотной тяги P_n, Н, в зависимости от массового соотношения компонентов топлива k_m. Экспериментальные данные (синие квадраты) и результаты моделирования (красные ромбы) показывают хорошее согласование.

Рис. 10. Сравнение расчетных и экспериментальных данных

CAD/CAM/CAE Observer #7 (99) / 2015