Химический нагрев рабочего тела высокоэнтальпийной установки кратковременного режима
В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
shumsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийная установка, форкамера, электрический разряд, форкамерно-факельное устройство, химический подогрев, водород, пропан, закись азота, натурные параметры полета
Страницы: 31-43
Аннотация
Экспериментально исследована работа высокоэнтальпийной установки кратковременного режима при использовании в качестве рабочего тела продуктов реакций пропана, водорода, закиси азота с воздухом и кислородом. Зажигание смесей производилось либо электрической дугой, либо поджигающим устройством, работающим по форкамерно-факельному принципу при локальном воспламенении смеси от одного очага воспламенения, расположенного в центре форкамеры. Подтверждено, что использование комбинированного (электрического и химического) нагрева рабочего тела позволяет полностью решить вопрос воспроизведения натурных значений давления и энтальпии торможения для условий полета летательного аппарата с числами Маха 4 ÷ 7. Нижние концентрационные пределы зажигания при воспламенении от электрической дуги оказались ниже литературных данных, полученных при нормальных условиях. Сгорание трехкомпонентных (горючее + кислород + воздух) смесей с водородом при молярной доле водорода rH2 > 0.1 и смесей с пропаном при rC3H8 > 0.027 завершалось за 5 ÷ 8 мс с полнотой сгорания, близкой к единице. Время завершения химических реакций при зажигании от поджигающего устройства значительно выше, чем при зажигании от электрической дуги. Существенно уменьшить время сгорания при зажигании от поджигающего устройства можно за счет увеличения количества очагов воспламенения; использования смесей с бoльшим содержанием горючего, чем требуется для воспроизведения натурной энтальпии; замены в исходной смеси части горючего закисью азота.
|
