Арефьев Константин Юрьевич

С. 75-86

В современной авиационно-космической технике малогабаритные газогенераторы (МГГ) широко применяются для создания высокоэнтальпийного потока с требуемыми характеристиками. Одним из перспективных унитарных топлив для МГГ является оксид диазота (N2O). Однако, использование N2O требует решения задач инициирования и интенсификации процесса его разложения. В статье рассмотрен один из возможных путей решения этих задач - применение резонансных газодинамических систем (РГС), которые позволяют инициировать рабочий процесс без использования электрической энергии. Предварительные расчеты и результаты испытаний показали, что МГГ на оксиде диазота с РГС имеют достаточно длительные времена выхода на режим и относительно низкую степень разложения N2O. Работа посвящена экспериментальному определению эффективности применения каталитических блоков в МГГ с устройствами инициирования рабочего процесса на базе РГС. В статье представлены: схема установки, методика проведения и результаты экспериментов, а также комплексный анализ данных и сравнение с расчетами. Полученные данные позволяют сделать вывод, что применение каталитических блоков, дает возможность ускорить процесс выхода на режим МГГ и повысить эффективность разложения N2O.

Известно, что закись азота (N₂O)  успешно применяется в качестве высокоэнергитической добавки в двигателях различных классов, самостоятельного окислителя в гибридных и жидкостных РД, а также как унитарное топливо РД малых тяг. N₂O обладает рядом важных преимуществ, к которым относятся: возможность разложения на свободные кислород и азот с выделением тепловой энергии в количестве 82 кДж/моль, возможность хранения в сжиженном состоянии, упрощение системы подачи за счет эффекта самовытеснения собственными насыщенными парами с давлением более 4 МПа при 290 К, а также  нетоксичность.

В статье представлены результаты системного анализа эффективности применения закиси азота (N₂O) в качестве компонента топлива для малых космических аппаратов (МКА). Определен критерий массовой эффективности двигательной установки (ДУ) МКА. Показан современный мировой уровень развития ДУ МКА. Рассчитана область применения закиси азота в ДУ МКА и количественно определена массовая эффективность применения N₂O.

Разработка неэлектрических систем многоразового воспламенения для газогененирующих устройств ракетно-космической техники является актуальной задачей. Одной из перспективных систем является газодинамическая система воспламенения, позволяющая реализовать прогрессивную технологию «автозапуска». Проведено моделирование локального прогрева рабочего тела в акустическом резонаторе с помощью решения системы уравнений Навье-Стокса. Представлены результаты разработки резонансной системы инициализации рабочего процесса в генераторе высокоэнтальпийных потоков и подготовки проведения экспериментальных исследований модельного образца газодинамического воспламенителя.

В статье представлены математическая модель и результаты численного исследования взаимодействия потока сферических частиц конденсированной фазы, движущихся в сверхзвуковом газовом тракте, с преградой, расположенной перпендикулярно потоку. При расчете упругопластического взаимодействия использованы результаты выполненного ранее исследования движения частиц в сверхзвуковом тракте с учетом их теплового состояния. Показано, что конечная степень деформации частиц не зависит от их размера, а время взаимодействия – от скорости. Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными других авторов.