|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Объемное горение водорода за кормой сверхзвукового летательного аппарата"тезисы доклада
- Автор: Туник Ю.В.
- Сборник: Ломоносовские чтения (2020 год). Серия "механика"
- Тезисы
- Год издания: 2020
- Место издания: Издательство Московского Университета Г. Москва
- Первая страница: 189
- Последняя страница: 190
- Аннотация: В работе численно исследуется эффективность объемного горения водорода в прямоточной камере сгорания за кормой сверхзвукового летательного аппарата 190 на высоте 16 км. Показано, что по тяге и удельному импульсу объемное горение не уступает непрерывному детонационному в сопловых прямоточных камерах сгорания. Желание использовать преимущества термодинамического цикла с детонационным горением в сверхзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателях привело к разработке импульсных камер детонационного горения. В литературе наибольшее внимание уделяется импульсным многоканальным камерам с вращающейся системой клапанов, которые только условно могут считаться прямоточными. В 1990 г. S. Eidelman, W. Grossmann и I. Lottati предложили схему бесклапанной импульсной камеры детонационного горения, которая располагается за кормой обтекаемого летательного аппарата. Топливо подается в воздухозаборник из кормовой части, которая является центральным телом воздухозаборника. Авторы предполагали принудительное периодическое инициирование детонации у торцевой стенки кормы или вблизи выхода из камеры сгорания. В результате ими было показано, что «такое устройство не может должным образом использовать преимущества физических процессов, связанных с детонационным горением». Судя по открытым публикациям, эта схема не получила дальнейшего развития. В данной работе рассматривается аналогичная камера сгорания за кормой осесимметричного летательного аппарата, движущегося с высокой сверхзвуковой скоростью на высоте 16 км. Топливо подается через перфорированные стенки камеры. В качестве топлива используется водород, который спонтанно воспламеняется в результате смешения с воздухом, нагретым при его торможении в камере сгорания. Воспламенение приводит к развитию объемного горения, имеющего характер детонационного из-за формирования многочисленных ударно-волновых структур. Тяга в основном создается за счет давления продуктов горения на торцевую стенку кормы. Численное моделирование проводится на основе нестационарных двумерных уравнений Эйлера для осесимметричного течения многокомпонентного реагирующего газа с использованием β-модификации численной схемы С.К. Годунова второго порядка точности по пространственным переменным и детальной кинетической схемы горения водородовоздушных смесей. Численно показано, что объемное горение имеет пульсирующий характер в камере с центральным телом «конус-цилиндр-конус» и стабилизируется в камере без центрального тела. По тяге и удельному импульсу объемное горение не уступает непрерывному детонационному в сопловых прямоточных камерах сгорания. Однако кормовая камера обладает тем преимуществом, что в ней, в отличие от известных прямоточных схем с непрерывным детонационным горением, легко решается проблема смешения топлива с атмосферным воздухом. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 20-51-00003 Бел_а) с использованием суперкомпьютера Ломоносов.
- Добавил в систему: Туник Юрий Владимирович