Численное моделирование теплового состояния корпуса РДТТ на пассивном участке полета
Ключевые слова:
численное моделирование, ракетный двигатель твердого топлива, теплозащитное покрытие, излучение, аэродинамический нагрев, термодеструкция, степень черноты, продукты сгорания, метод конечных элементов, унос массАннотация
Построена математическая модель сопряженной задачи по распределению параметров теплового состояния корпуса ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) в режиме «пассажир», в которой одновременно учитывался конвективный и радиационный теплообмен, теплопроводность и теплообмен, обусловленный взаимодействием частиц конденсированной фазы с материалами тепловой защиты, нелинейные теплофизические характеристики (ТФХ) материалов конструкции. Для различных траекторий полета, т. е. линий движения (ЛД) энергетической установки (ЭУ), проведен расчет температурного состояния цилиндрической части корпуса в сечении по заднему экватору в зоне минимальной толщины теплозащитного покрытия (ТЗП). При расчетах учитывался подогрев корпуса изнутри в результате перераспределения тепловой энергии излучением в процессе остывания прококсованных слоев ТЗП. По результатам расчета получено, что номинальная масса уносимых материалов корпуса (в результате коксования внутреннего ТЗП и выгорания манжет) составляет 12 кг на конец работы двигателя.Библиографические ссылки
Губертов А. М., Миронов В. В., Борисов Д. М., Баскаков В. Н. Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива под редакцией академика А. С. Коротаева. - М. : Машиностроение, 2004.
Штехер М. С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей. - М. : Машиностроение, 1976. - 304 с.
Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей под ред. В. П. Глушко. - М. : Машиностроение, 1980. - 533 c.
Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах / В. Н. Александров, В. М. Быцкевич, В. К. Верхоломов и др. ; под ред. д-ра техн. наук Л. С. Яновского. - М. : ИКЦ «Академкнига», 2006. - 343 с. : ил.
Дорофеев А. А. Основы теории тепловых ракетных двигателей. Теория, расчёт и проектирование. - М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. - 463 с. - ISBN 978-5-7038-3247-9.
Абугов Д. И., Бобылев В. М. Теория и расчет ракетных двигателей твёрдого топлива : учебник для машиностроительных вузов. - М. : Машиностроение, 1987. - 272 с. : ил.
Гладков И. М. Двигатели специального назначения импульсного типа на твёрдом топливе. - М. : Воениздат, 1990. - 202 с.
Губертов А. М., Миронов В. В., Борисов Д. М., Баскаков В. Н. Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива под редакцией академика А. С. Коротаева. - М. : Машиностроение, 2004.
Алиев А. В., Мищенкова О. В. Математическое моделирование в науке и технике. - М. - Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2012. - 476 с.
Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. - М. : Мир, 1979.
Гинзбург И. П. Аэрогазодинамика. Краткий курс. - М. : Высш. шк., 1966. - 404 с.
