Розвиток високочастотної нестійкості рідинного ракетного двигуна (РРД) під час його вогневих випробувань часто супроводжується значним зростанням динамічних навантажень на конструкцію камери згоряння, що нерідко призводить до її руйнування. Це динамічне явище може бути також вкрай небезпечним для віброміцності РРД з кільцевою камерою згоряння. Розрахунок параметрів акустичних коливань продуктів згоряння є важливим під час проектування і відпрацювання таких РРД. Мета дослідження - розробка числового підходу до визначення параметрів акустичних коливань продуктів згоряння в кільцевих камерах згоряння РРД з урахуванням особливостей конфігурації вогневого простору і зміни фізичних властивостей газового середовища залежно від вісьової довжини камери. Запропонований числовий підхід засновано на математичному моделюванні власних коливань замкнутої динамічної системи "оболонкова конструкція кільцевої конфігурації - газ", яка описує високочастотні процеси в такій камері згоряння, за допомогою методу скінченних елементів. Показано, що на основі розробленої скінченно-елементної моделі спільних просторових коливань конструкції кільцевої камери згоряння і продуктів згоряння, що містяться в ній, можуть бути визначені параметри коливань зазначеної динамічної системи (частоти, форми та ефективні маси) для її домінуючих акустичних мод, амплітуди коливань і віброприскорень стінок камери згоряння, а також виявлені режимні параметри роботи РРД, потенційно небезпечні для розвитку термоакустичної і нестійкості робочого процесу в кільцевій камері згоряння двигуна. Для числового визначення коефіцієнтів підсилення досліджуваної камери згоряння (за тиском) в скінченно-елементну модель динамічної системи "оболонкова конструкція кільцевої конфігурації - газ" (в елементах початку вогневого простору) вводиться джерело гармонійного збурення тиску. Тестування розробленого числового підходу і подальший аналіз одержаних результатів проведено для двигуна з кільцевою камерою згоряння (за співвідношення її зовнішнього і внутрішнього діаметрів, рівного 1,5), де як паливна пара використовується пара рідкий кисень - метан. Визначено частоти і форми поздовжніх, тангенціальних і радіальних мод акустичних коливань. Показано, що в разі відносно малої жорсткості стінок конструкції камери згоряння частота першої моди акустичних коливань менше частоти, розрахованої для конструкції з жорсткими стінками, на 40 відсотків.

• Ніколаєв Олексій Дмитрович (технічні науки)
• Хоряк Наталія Віталіївна (технічні науки)
• Долгополов Сергій Іванович (технічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"