Введение
Глава 1. Аналитический обзор использования кислородно-метанового топлива в ракетных двигателях . 13
1.1. Российские исследования. 13
1.2. Зарубежные разработки. 22
1.3. Работы по математическому моделированию рабочих процессов в РДМТ на компонентах топлива кислород и метан 34
Глава 2. Объект исследования. 47
2.1. Особенности экспериментального РДМТ 47
Глава 3. Расчетно-теоретическое исследование рабочих процессов в РДМТ 56
3.1. Физическая картина рабочего процесса в РДМТ 56
3.1.1. Физическая картина течения компонентов топлива в смесительной головке. 57
3.1.2. Физическая картина течения продуктов сгорания в камере сгорания и сопле РДМТ . 58
3.2. Математическое моделирование рабочих процессов в РДМТ с применением CFD 65
3.2.1. Исходная система уравнений для описания рабочих процессов 67
3.2.2. Определение требований к математической модели рабочих процессов в РД МТ 69
3.2.3. Допущения, принятые в математической модели расчета рабочих процессов в РДМТ 70
3.2.4. Модель турбулентности 73
3.3. Реализация решения в ANSYS CFX. Расчет течения в смесительной головке . 76
3.3.1. Расчетная область и сетка 76
3.3.2. Граничные условия. 78
3.3.3. Результаты численного исследования распределения компонентов по смесительной головке 79
3.4. Реализация решения в ANSYS CFX. Численный эксперимент. Секторная расчетная область. 82
3.4.1. Моделирование процессов смесеобразования и горения в секторной расчетной области КС. 83
3.4.2. Камера сгорания с приведенной длиной 1,075м 87
3.4.3. Камера сгорания с приведенной длиной =0,933м 95
3.5. Реализация решения в ANSYS CFX. Численный эксперимент. Расчет с учетом распределения компонентов по смесительной головке. 108
3.5.1. Численное исследование влияния различных форм юбок на рабочие процессы в КС. 110
3.5.2. Численное исследование характеристик на газогенераторном режиме работы РДМТ. 112
3.6. Алгоритм исследования рабочих процессов в РДМТ. 113
Глава 4. Экспериментальное исследование рабочих характеристик РДМТ 117
4.1. Описание стенда огневых испытаний ЖРД МТ в атмосферных условиях 117
4.1.1. Система подачи горючего 119
4.1.2. Система подачи окислителя. 120
4.1.3. Система измерения тяги. 121
4.1.4. Система измерения давления, расходов и температур 122
4.1.5. Автоматизированная система управления стендом, сбора и обработки данных 123
4.2. Проведение огневых испытаний. 127
4.2.1. Первый этап огневых экспериментов. Кратковременные пуски для верификации математической модели. 128
4.2.2. Второй этап огневых экспериментов. Обратная подача компонентов в смесительную головку. 130
4.2.3. Третий этап огневых экспериментов. Газогенераторный режим работы РДМТ 135
4.3. Сравнение результатов численного и натурного эксперимента. 141
4.4. Рекомендации по созданию РДМТ на ранних этапах проектирования. 147
Заключение 150
Список сокращений 153
Литература
