Экспериментальные и расчётные исследования условий появления нетипичного отрыва потока в соплах и потерь удельного импульса тяги из-за неоднородностей состава продуктов сгорания
Диссертация
Все основные характеристики ЖРД, в том числе тяга, удельный импульс тяги, ресурс и т. д., экспериментально определяются в наземных и лётных испытаниях. Кроме того, перед установкой на ракету ЖРД в обязательном порядке проходят кратковременные контрольнотехнологические испытания (КТИ), кроме того, проводятся длительные полные контрольно-выборочные испытания (КВИ) выбранных из партии двигателей… Читать ещё >
Список литературы
- Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателе и их моделирование / Е. В. Лебединский, Г. П. Калмыков, C.B. Мосолов и др. Под ред. академика РАН A.C. Коротеева. М.: Машиностроение, 2008, 512 с.
- Дрегалин А.Ф. Пакет прикладных программ термодинамического расчета / А. Ф. Дрегалин, P.P. Назырова. — Казань: Изд-во КАИ, 1990.
- Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах (Астра-4/рс) / Б. Г. Трусов. — М.: Изд-во МВТУ им. Э. Баумана, 1991.
- Термодинамические и теплофизические чвойства продуктов сгорания: Справочник в 10 т. / В. Е. Алемасов, А. Ф. Дрегалин, А. П. Тишин, У. Г. Пирумов, В.А. Худяков- под. ред. акад. В. П. Глушко. М.: Изд. ВИНИТИ АН’СССР, 1971−1979?
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н. Б. Варгафтик. М.: Наука, 1972.
- Melnikov D.A. Performance of Rocket Engine Nozzles with Slot Injection / A.L. Voinov, D.A. Melnikov // AIAA Paper 96−3218, 1996.
- Руководство для конструкторов по проектированию сверхзвуковых осесимметричных круглых сопел реактивных двигателей. М.: Изд-во ОНТИ, 1964.
- Расчет трения и теплообмена в соплах при турбулентном пограничном слое (TREN-1) / Д. А. Мельников, Л. Ф. Кузьмина, Г. З. Никулин, И. К. Соловьева. М.: Изд. НИИТП, 1983.
- Мельников Д.А. Потери удельного" импульса, тяги из-за трения в соплах / Л. Ф. Кузьмина, Д. А. Мельников, Г. З. Никулин // Ракетно-космическая техника: Сборник. Вып. 2 (135). -М.: Изд. НИИТП, 1992.
- Сергиенко A.A. Газодинамический импульс потока в осесимметричных соплах / A.A. Сергиенко // В кн.: Проблемы механики и теплообмена в космической технике. -М.: Машиностроение, 1982.
- Пономарев Н.Б. Программный комплекс OPTIS для прямой оптимизации профилей сопел ракетных двигателей / Н. Б. Пономарев. — М.: Изд. НИИТП, 1985.
- Пономарев Н.Б. Программный комплекс PEGAS для расчета двумерного поля" течения идеального газа в соплах / Н. Б. Пономарев. — М.: Изд. НИИТП, 1985.
- Пирумов У.Г. Газовая динамика сопел / У. Г. Пирумов, Г. С. Росляков. -М.: Наука, 1990.
- Авдуевский B.C. Метод расчета пространственного турбулентного течения в соплах / B.C. Авдуевский // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, № 4, 1962.
- Пирумов У.Г. Расчет неравновесных течений в соплах / В. Н. Камзолов, У. Г. Пирумов // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, № 6, 1966.
- Волков В.А. Программа расчета потерь удельного импульса реактивного двигателя за счет неравновесного протекания химических реакций / В. Ю. Волков, В. Ю. Гидаспов. М.: Изд-во МАИ, 1994.
- Завелевич Ф.С. Исследование химически неравновесных струйных течений применительно к задаче взаимодействия струй ракетных двигателей с озоновым слоем атмосферы / Ф. С. Завелевич, H.H. Ушаков. — М: Изд-во ФГУП «Центр Келдыша», 1999.
- Переверзев В.Я. О влиянии потерь в камере и докритической части сопла ЖРД на коэффициенты cp? K и срс / В. Я. Переверзев, К. И. Светушкин. —1. М.: Изд-во НИИ-1, 1962.
- Светушкин К.И. Об анализе энергетических характеристик камер ЖРД / К. И. Светушкин // Ракетно-космическая техника: Сборник. -М.: Изд. НИИТП, 1986.
- Шустов С.А. Экспериментальное исследование процессов формирования поперечных профилей термогазодинамических параметров навходе в сопло штатных ЖРДМТ / С. А. Шустов // Вестник Московского авиационного института, т. 16, № 2, 2009, стр. 85−92.
- Шустов С.А. Численное моделирование термогазодинамических процессов в ЖРДМТ с учетом их неидеального протекания / С. А. Шустов // Вестник Московского авиационного института, т.16, № 2, 2009, стр. 146−153.
- SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике / A.A. Алямовский, A.A. Собачкин, Е. В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. Б. Пономарев. СПб: Изд-во «БХВ-Петербург», 2008, 1024 с.
- Шехтман A.M. Газодинамические функции реальных газов: Справочник / A.M. Шехтман М.: Энергоатомиздат, 1988, 175 с.
- Основы теории и расчёта жидкостных ракетных двигателей. Учебник для вузов / Под. ред. В. М. Кудрявцева. М.: Высшая школа, 1975, 656 с.
- Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика, издание третье, переработанное / Г. Н. Абрамович. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит, 1969, 824 с.
- Мельников Д.А. Сопла реактивных двигателей / Д. А. Мельников, У. Г. Пирумов, A.A. Сергиенко // Аэромеханика и газодинамика: Сборник. -М.: Наука, 1976, стр. 57−76.
- Петров Г. И. Экспериментальное исследование взаимодействия турбулентного пограничного слоя со скачками уплотнения / E.H. Бондарев, Г. И. Петров // Всесоюзный съезд по теоретической и прикладной механике. Аннотационный доклад. М.: Изд-во АН СССР, 1960.
- Стернин JI.E. К расчёту осесимметричного реактивного сопла наименьшего веса. / JI.E. Стернин // Изв. АН СССР. ОТН, Механика и машиностроение, 1959, № 1.
- Rao G.V.R. Approximation of optimum thrust nozzle contour. / G.V.R. Rao // ARS J., V.30, No.6, 1960.
- Пономарев Н.Б. Прямая оптимизация профилей сопел ракетных двигателей / Н. Б. Пономарев // Ракетно-космическая техника: Сборник. Вып. 2 (135). М.: Изд. НИИТП, 1992, стр. 9−20.
- Shmucker R.H. Ein vereinfachtes Verfahren zur Abshatzung der Leistungsgrenzen von Triebwerken fur Kernstufen parallelgestufter Raketen und einstufige Trager / R.H. Shmucker, M.E. Braitinger // Z.Flugwiss. Weltraumforsch., № 13, 1989, стр. 137−144.
- Shmucker R.H. Side Loads and Their Reduction in Liquid Rocketth
- Engines / R.H. Shmucker // Proceedings of 24 International Astronautical Congress, Baku, USSR, 1973.
- Frey M. Status of Flow Separation Prediction- in Rocket Nozzles / M. Frey, G. Hagemann // AIAA Paper 98−3619, 1998.
- Terhardt M. Flow Separation and Side-load Behavior of. Truncated Ideal Rocket Nozzles / M. Terhardt, G. Hagemann, M. Frey // AIAA Paper 20 013 686,2001.
- Стернин JI.E. Исследование тяговых характеристик реактивных сопел, спрофилированных разными методами / JT.E. Стернин // Изв. АН. Механика жидкости и газа, 2000, № 1.
- Думнов Г. Е. Исследование перспективных сопел ракетных двигателей / Г. Е. Думнов, Г. З. Никулин, Н. Б. Пономарев // Ракетно-космические двигатели и энергетические установки: Сборник. Вып. 4 (142). М.: Изд. НИИТП, 1993.
- Dumnov G. Thrust Nozzle Profiling / G. Dumnov, N. Ponomarev, I. iL
- Eliseev, M. Terhardt // Proceedings of 4 International Symposium on Liquid Space Propulsion, Lampoldshausen, March 2000.
- Dumnov G. Comparison of Two Methods Used for Contouring Launch Vehicle’s Engine Nozzles / G. Dumnov, N. Ponomarev // AIAA Paper 2000−3170, 2000.
- Стернин JLE. Основы газовой динамики: Учебное пособие. / JI.E. Стернин. М.: Изд-во МАИ, 1995, 336 с.40: Шлихтинг F. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лиг, 1969- 744 с.
- Petrov GJ- .Determination of the positioniof the supersonic flow closing shock wave in the channels of an air-breathing jet- engine*/ G.I. Petrov // Second Int. Conf. onSpace Enginering, D: — Reidel Publf Go., Amsterdam, 1969:
- Алемасов B.E. Теория ракетных двигателей: Учебник- для студентов высших технических учебных заведений.- / В. Е. Алемасов, А. Ф: Дрегалин, А.П. Тишин- Под. ред. В. П. Глушко. М: Машиностроение, 1989,464 с:
- Пульсации давления: при струйных и отрывных: течениях / А.Н. Антонов- B: Mi Купцов- В-В. Комаров: М-: Машиностроение-1990j-272.c.
- Думнов Г. Е. Нестационарные пульсационные поперечные нагрузки на сопла реактивных двигателей, работающих на нерасчетных режимах: / Г. Е. Думнов // Ракетно-космическая- техника: Сборник. Вып.2 (135): М.: Изд. НИИТП- 1992- стр. 58−70.
- Сое- G. F-. Pressure: fluctuations underlying. attacks and separated supersonic turbulent boundary layers and shock waves / C.F. Сое, WJ. Chyn // AIAA Paper 73−996, 1973.
- Hagemann G. Flow Separation and Side-Loads in Rocket Nozzles. / G. Hagemann- M. Frey, Ph. Reijasse- M: Onofri, F. Nasuti, J. Ostlund // Proceedings of 4th International Symposium-on Liquid Space Propulsion, 2000.
- Ostlund J. Side-load Phenomena in Highly Overexpanded Rocket Nozzles / Л Ostlund, T. Damgaard, M. Frey II AIAA Paper. 2001−3684, 2001.
- Pekkari L.-O. Aeroelastic Stability of Supersonic Nozzles with Separated Flow / L.-O. Pekkari // AIAA Paper 93−2588, 1993.
- Nave L.H. Sea Level Side Loads in High-Area-Ratio Rocket Engines / L.H. Nave, G A. Coffee // AIAA Paper 73−1284, 1973.
- Frey M. Subscale Nozzle Testing at the P6.2 Test Stand / M. Frey, R. Stark, H.K. Ciezki, F. Quessard, W. Kwan // AIAA Paper 2000−3777, 2000.
- Reijasse Ph. Flow Separation Experimental Analysis in Overexpanded Subscale Rocket Nozzles / Ph. Reijasse, L. Morzenski, D. Blacodon, J. Birkenmeyer // AIAA Paper 2001−3556, 2001.
- Frey M. Flow Separation and Side-loads in Rocket Nozzles / M. Frey, G. Hagemann // AIAA Paper 99−2815, 1999-
- Preuss A. An Analytical Approach for the Flowfield Analysis of Overexpanded Rocket Nozzles / A. Preuss // Proceedings of 51st International Astronautical Congress, 2000:
- Ашратов Э.А. Расчет осесимметричной струи, вытекающей из сопла, при давлении в струе меньшем давления в окружающей среде / Э. А. Ашратов // Изв. АН СССР, МЖГ, № 1, 1966. с
- Reijasse Ph. Flow Separation Regimes Induced by Cap-Shock in Overexpanded Optimized Propulsive Nozzles / Ph. Reijasse, R. .Poutrel // Proceedings of European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), 2006.
- Alting J*. .Hot-Firing of an Advanced 40kN Thrust Chamber / J. Alting, F. Grauer, G. Hagemann, J. Kretschmer // AIAA 2001−3260, 2001.
- Hagemann G. Scalability for Rocket Nozzle Flows Based on Subscale and Full-Scale Testing / G. Hagemann, J. Alting, D. Preclik / Journal of Propulsion and Power, Voh 19, № 3, 2003, pp. 321−331.
- Stark B. Current status of numerical flow prediction for separated nozzle flows / B. Stark, G. Hagemann // Proceedings of 2nd European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), 2007.
- Chen C.L. Numerical Investigation of Separated Nozzle Flows / C.L. Chen, S.R. Chakravarty, C.M. Hung // AIAA Journal, Vol. 32, № 9, 1994, pp. 1836−1843.
- Иванов И.Э. Численное исследование турбулентных течений с ограниченным и свободным отрывом в профилированных соплах /
- И.Э. Иванов, И. А. Крюков // Вестник Московского авиационного института, т. 16, № 7, 2009, стр. 23−30.
- Xiao Q. Numerical Investigations of Supersonic Nozzle Flow Separation / Q. Xiao, H.M. Tsai- D. Papamoschou // AIAA Journal, Vol. 45, № 3, 2007, pp. 532−541.
- Papamoschou D. Fundamental Investigation of Supersonic Nozzle Flow Separation / D: Papamoschou, A. Zill // AIAA Paper 2004−1 111, 2004.
- Nasuti' F. Flow Structures and Separation in Overexpanded Rocket Nozzles / F. Nasuti, M. Onofri // Proceedings of European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), 2006.
- Wagner B. Test Case la: Short Nozzle Under Separated Flow Condition- Numerical Investigation with the DLR Tau-Code / B. Wagner, S. Karl, K. Hanneman // Proceedings of the FSCD-ATAC Workshop, 2006.
- Zeiss W. ATAC-FSCD Workshop «After Body and Nozzle Flows» Test Case la / W. Zeiss, R. Behr // Proceedings of the FSCD-ATAC Workshop, 2006.
- Takahashi M. Transient Flow Simulation of a Compresses Truncated Perfect Nozzle / M. Takahashi, S. Ueda, T. Tomita, M. Takahashi, H. Tamura, K. Aoki // AIAA Paper 2001−3681,2001.
- Зюзин В.И. О' влиянии закрутки- потока на потери удельного импульса тяги / В. И. Зюзин // Ракетно-космическая техника: Сборник. Вып. 2 (135). М.: Изд. НИИТП, 1992, стр. 35−45.
- Gross A. Experimental and Numerical Investigation of Heat Loads in Separated Nozzle Flow / A. Gross, O: Haidn, R. Stark, W. Zeiss, C. Weber, C. Weiland // AIAA Paper 2001−3682, 2001.
- Tomita T. Visualization of the Formation of Separation Bubbles on a Bell-Shaped Nozzle Surface in Relation to Serious Side-loads / T. Tomita, M. Takahashi, M. Takahashi, S. Ueda, H. Tamura, K. Aoki // AIAA Paper 2001−3559, 2001.
- Luke G.D. Use of Nozzle Trip Rings to Reduce Nozzle Separation Side Force During Staging / G.D. Luke, D.E. Adams // AIAA Paper 92−3617, 1992.
- Frey M. Critical Assessment of Dual-Bell1 Nozzles / M. Frey, G. Hagemann // Journal of Propulsion and Power, Vol. 15, № 1, 1999.
- Zinner W. Development of Advanced Technologies for Future Cryogenic Thrust Chamber Applications / W. Zinner, D. Haeseler, C. Mading, V. Rubinskij- V. Gorochov, S. Chrisanov, G. Nikulin // AIAA Paper 98−3369, 1998.
- Haidinger F.A. Numerical Prediction of Flow Separation’for Advanced Nozzle Concept- Applications / F.A. Haidinger, J. Gorgen, D. Haeseler // AIAA Paper 98−3368, 1998.
- Hagemann G. Experimental and Analytical Design Verification of the Dual-Bell Concept / G. Hagemann, M. Terhardt, D. Haeseler, Mi Frey // AIAA Paper 2000−3778, 2000.
- Stark R. Cold Flow Testing of Dual-Bell Nozzles, in Altitude Simulation Chamber / R. Stark, Ch. Bohm, O.J. Haidn, H. Zimmermann // Proceedings of European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), 2006.
- Hagemann G. Flow Separation and Side-Loads in Rocket, Nozzles /
- G. Hagemann, M. Terhardt- M. Frey, P.' Reijasse- M. Onofri, F. Nasuti, JLOstlund // Proceedings of the 4th International Symposium on Liquid Space Propulsion, DLR Lampoldshausen, March 12−15, 2000.
- Широков H: H., Введение в механику жидкости и газа. Учебное пособие / Н. Н. Широков, Э. Н. Вознесенский. М.: МФТИ- 2007, 324 с.
- Публикации^ в рецензируемых журналах (из утвержденного списка ВАК):
- Пономарев А.А. Экспериментальные исследования нетипичного отрыва потока газа в сопле с коническим насадком / А. А. Пономарев,
- H.Б. Пономарев // Электронный журнал «Труды МАИ» № 40, 2010 г.
- Пономарев A.A. Исследование потерь удельного импульса тяги из-за неоднородностей состава продуктов сгорания / A.A. Пономарев, Н. Б. Пономарев // Вестник Московского авиационного института, т. 17, № 6, стр. 66−71.
- Пономарев A.A. Об отрывных течениях в сверхзвуковых соплах / A.A. Пономарев, Н. Б. Пономарев // Вестник Московского авиационного института, т. 18, № 3, стр. 55−64.
- Статьи в научных сборниках и периодических научных изданиях, публикации в материалах научных мероприятий:
- Пономарев A.A. Исследование влияния неоднородностей состава продуктов сгорания на удельный импульс и расходный комплекс ЖРД / A.A. Пономарев, Н. Б. Пономарев // Труды XXVI Российской школы «Наука и технологии». Т. 1 .-М. :РАН, Миасс, 2006.
- Ponomarev A. Experimental Investigations of Flow Restricted Shock Separation in High-Area-Ratio Nozzle with Exit Cone / N. Ponomarev, V. Komarov, A. Ponomarev // AIAA Paper 2009−5145, 2009.
- Доклады на конференциях, тезисы, краткие сообщения: