Нестационарные внутрикамерные процессы в твердотопливных регулируемых двигательных установках

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4

УДК 629.7:533.6 DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-24-39

НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ВНУТРИКАМЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ

В ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВКАХ

А.В. Алиев

aliev@istu.ru

О.В. Мищенкова

mov@istu.ru

И.В. Черепов

1,2

ilyac@mail.ru

ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, г. Ижевск, Российская Федерация

Корпорация «Московский институт теплотехники», Москва, Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Рассмотрена методика анализа динамических процессов в

камере сгорания твердотопливной регулируемой двига-

тельной установки, основанная на построении математи-

ческой модели внутрикамерных процессов. В математиче-

ской модели формализованы термодинамические процес-

сы, протекающие в корпусе воспламенительного устрой-

ства и в камере двигательной установки, процессы тепло-

обмена между продуктами сгорания и поверхностями

твердого топлива и корпуса твердотопливной регулируе-

мой двигательной установки, процессы зажигания твер-

дого топлива и его последующего нестационарного горе-

ния. В математическую модель включены уравнения

регулирования, записанные с учетом люфта в механизме

вращения вала рулевой машины. Устойчивость процессов

в твердотопливной регулируемой двигательной установке

исследована воздействием возмущений случайного и

периодического типов. Выполненные расчеты внутрика-

мерных процессов в малогабаритной регулируемой уста-

новке обработаны с использованием фурье- и вейвлет-

анализов, что позволило установить наличие в камере

сгорания резонансных колебаний разных частот, прояв-

ляющихся на определенных этапах работы твердотоплив-

ной регулируемой двигательной установки. Учет нестаци-

онарности скорости горения топлива увеличивает дина-

мические эффекты внутрикамерных процессов

Двигательная установка, ре-

гулирование, термодинамиче-

ские процессы, возмущения,

резонансные колебания, фурье-

анализ, вейвлет-анализ

Поступила в редакцию 22.03.2016

Современные твердотопливные регулируемые двигательные установки (ТРДУ,

ДУ), используемые в составе летательных аппаратов,

—

это сложные техниче-

ские устройства, отработка которых требует применения сложного и

дорогостоящего экспериментального оборудования. Поэтому актуальным явля-

ется проведение проектных исследований с использованием технологий мате-