ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

UDC 533.6.013.14 : 629.1.025.3

Технічна механіка, 2023, 2, 32- 40

ВПЛИВ ГЕОМЕТРІЇ НАКОНЕЧНИКА УКОРОЧЕНОГО НАДЗВУКОВОГО СОПЛА НА ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2023.02.032

Тернова К. В.

Тернова К. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Укорочені сопла використовуються для щільного компонування двигуна ракети. Такі сопла мають профільований насадок, який дозволяє максимально заповнювати простір та зменшувати загальну вагу. У даній роботі досліджується вплив геометрії насадка вкороченого надзвукового сопла на його характеристики. Розглянуто особливості потоку газу при різних початкових тисках та різних умовах зовнішнього середовища в надзвуковій області сопла з дзвоноподібним насадком різної довжини. Проводилося моделювання течії всередині сопла з подальшим витіканням струменя в навколишній простір. Моделювання течії розглянутих насадків на рівні моря показало подібну структуру ізоліній чисел Маха, відмінність полягала лише в інтенсивності вихрової структури настінної області насадка. Зі збільшенням тиску на вході в сопло пропорційно збільшується довжина першої «бочки» та зменшується вихрова структура у пристінковій ділянці насадка. При моделюванні течії в умовах роботи у верхніх шарах атмосфери картина течії змінюється. Надзвуковий потік у соплі безвідривний і тому вихрові структури із зовнішнього середовища відсутні. Потік за зрізом відхиляється від осі на кут, який визначається течією Прандтля–Майєра на кутовій точці зрізу насадка, а форма першої «бочки» спотворена впливом висячого стрибка. Аналіз отриманих результатів показує, що тиск довкілля за зрізом сопла значно впливає на структуру течії в соплі. Встановлено, що коефіцієнт тяги розглянутих контурів при роботі на рівні моря зменшується зі збільшенням тиску на вході в сопло, що пояснюється зменшенням впливу зовнішнього тиску на стінку насадку. При роботі у верхніх шарах атмосфери течія примикає до стінки насадка і коефіцієнт тяги для розглянутих насадків різної довжини має однакове постійне значення при різних вхідних тисках. Показано, що зменшення довжини насадка при інших рівних геометричних розмірах сопла істотно не впливає на імпульсні характеристики.
     

укорочене сопло, надзвуковий потік, дзвоноподібний насадок, імпульсні характеристики, вихрова течія

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Издание 5. М.: Издательство «Наука», 1991. 600 с.

2. Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / Под ред. Л.Н. Лаврова. М.: Машиностроение, 1993. 215 с

3. Коваленко Н. Д., Стрельников Г. А., Гора, Ю. В. Гребенюк Л. З. Газодинамика сверхзвуковых укоро- ченных сопел. К.:Изд «Наукова думка», 1993. 223 с..

4. Стрельников Г. А. Регулируемые сверхзвуковые сопла малой длины. Днепропетровск: изд. ДГУ, 1993. 191 с.

5. Ternova K. V., Strelnikov G. O., Pryadko N. S., Katrenko M. O.Effect of the length of truncated nozzle with a tip on its thrust characteristics.Technical mechanics. 2022. № 4. P. 26–34. https://doi.org/10.15407/itm2022.04.026

6. Strelnikov G., Pryadko N., Ternova K. Wave structure of the gas flow in a truncated nozzle with a long bell-shaped tip. Teh. Meh. 2023. No. 1. Pp. 40–53. https://doi.org/10.15407/itm2023.01.040

7. Strelnikov G., Pryadko N., Ihnatiev O., Ternova K. Сhoice of a turbulence model for modeling complex flows in rocket engine nozzles. Novel Research in Sciences. 2022. V. 10. Iss. 5. Рp. 1–5.

8. Золотько О.Є., Золотько О. В., Мороз Ю. І., Сосновська О. В. Модель турбулентного перемішування продуктів детонації із зовнішнім середовищем у камері імпульсного двигуна . Космічна наука і технологія. 2018. Т. 24. № 6. С. 16 –23. https://doi.org/10.15407/knit2018.06.016

Copyright (©) 2023 Тернова К. В.

Copyright © 2014-2023 Технічна механіка