ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ НЕПРЕРЫВНО-ДЕТОНАЦИОННЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ
С.М. Фролов1,2,3, В.С. Аксёнов1,2,3, А.В. Дубровский1,2,3, В.С. Иванов1,2, И.О. Шамшин1,2,3
1Центр импульсно-детонационного горения, 119991 Москва
smfrol@chph.ras.ru
2Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва
3Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", 115409 Москва
Ключевые слова: непрерывно-детонационная камера сгорания, энергоэффективность, эксперимент, трехмерный расчет
Страницы: 102-117
Аннотация
Проведены систематические экспериментальные и расчетные исследования энергоэффективности непрерывно-детонационных камер сгорания (НДКС). Разработаны и испытаны малоразмерная и крупноразмерная НДКС, использующие водород в качестве топлива и кислород или воздух в качестве окислителя. Впервые экспериментально доказано, что термодинамический цикл Зельдовича с непрерывно-детонационным горением водородно-кислородной смеси в кольцевой камере сгорания эффективнее, чем термодинамический цикл Брайтона с непрерывным горением той же смеси при прочих равных условиях. Удельный импульс стендового образца малоразмерного ракетного двигателя с НДКС диаметром 50 мм при работе в непрерывно-детонационном режиме оказался на 6÷7 % выше, чем при работе в режиме непрерывного горения. Измеренный удельный импульс по топливу у крупноразмерной НДКС диаметром 406 мм, работающей на водородно-воздушной смеси, оказался на уровне 3000 с. Трехмерные расчеты по оптимизации конструкции и рабочего режима крупноразмерной НДКС показали, что при работе на топливной смеси интегрального состава, близкого к стехиометрическому, удельный импульс может быть увеличен до ≈4200 c.
|
