Рис. 1. Изменение параметров в камере сгорания ЖРД:
а
—
1
и
2
— концентрации ионов H
3
O
+
и электронов;
3
— скорость истечения
заряженных частиц;
α
= 0
,
580
;
б
—
1, 2, 3
— плотность тока
j
при
α
= 1
,
α
= 0
,
835
,
α
= 0
,
580
соответственно;
4, 5, 6
— потенциал
ϕ
при
α
= 1
,
α
= 0
,
835
,
α
= 0
,
580
соответственно
ниями безопасности работы стенда и значительным опытом эксплуа-
тации кислородно-спиртовых ЖРД. Кроме того, высокая температура
горения указанной топливной композиции обусловливает достаточную
ионизацию продуктов сгорания для проведения электрофизических
исследований.
Как следуетиз рис. 1,
б
, плотность тока увеличивается по мере
движения ПС и достигает максимального значения в области крити-
ческого сечения камеры двигателя. Хотя концентрация заряженных
частиц падает в этой области, произведение скорости потока на кон-
центрацию заряженных частиц достигает наибольшего значения, что
объясняет максимум плотности тока
j
. Скорость движения заряжен-
ных частиц в камере сгорания ЖРД подчиняется законам электрога-
зодинамического взаимодействия [5] и носит возрастающий характер.
При дальнейшем движении ПС по соплу вследствие понижения тем-
пературы и наличия реакций рекомбинации концентрация заряженных
частиц падает (рис. 1,
а
), это вызывает снижение плотности тока.
Зависимости распределения плотности тока и электрического по-
тенциала ПС по радиусу камеры двигателя в
i
-м сечении (рис. 2) име-
ют убывающий характер. Это объясняется снижением температуры
газового потока в области холодного пристеночного слоя при завес-
ном охлаждении стенок камеры ЖРД. Значение температуры в области
пристеночного слоя существенно ниже значения температуры в ядре
потока, поэтому снижение температуры замедляет протекание реакций
ионизации ПС, что, в свою очередь, уменьшает генерацию заряжен-
ных частиц — носителей электрического тока.
Установлено, что с ростом давления значения плотности электри-
ческого тока
j
и потенциала
Δ
ϕ
возрастают вследствие увеличения
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 4 43
