управления (РСУ) космическими аппаратами. Следует отметить, что
в настоящее время исполнительные органы РСУ — жидкостные ракет-
ные двигатели малой тяги — используют в качестве топлива азотный
тетроксид и монометил- или несимметричный диметилгидразин, или
монотопливо — гидразин, которые являются токсичными и в соответ-
ствии с основными направлениями развития средств выведения по-
лезной нагрузки как в нашей стране, так и за рубежом со временем
должны быть заменены на экологически чистые.
Поскольку эффективность применения метана как горючего зави-
сит от совокупности накопленных знаний в области процессов распы-
ливания, смешения, воспламенения и горения компонентов топлива
на основе метана, а также уровня надежности практических рекомен-
даций по организации высокоэффективных рабочих процессов в ЖРД
различного уровня тяги, цель настоящей работы заключается в экспе-
риментальной отработке рабочего процесса в камере сгорания РДМТ
на компонентах топлива метан–кислород. Причем основное внима-
ние уделяется оптимизации геометрии камеры сгорания РДМТ, на-
правленной на обеспечение устойчивого запуска и рабочего процесса
и обеспечивающей получение максимального значения коэффициента
совершенства камеры
ϕ
к
[5], который для изобарических камер прак-
тически равен коэффициенту расходного комплекса
ϕ
β
[6, 7].
В целях экспериментальной отработки создан стенд для огневых
испытаний камер сгорания РДМТ на компонентах топлива: окисли-
тель — газообразный кислород, горючее — газообразный метан (или
природный газ с содержанием метана до 98%). Стендовые системы
позволяют проводить регистрацию характеристик КС при следующих
режимных параметрах: 1. Тяга РДМТ,
P
— до 200 Н; 2. Давление в
КС,
p
к
— до 1,5МПа; 3. Массовые расходы компонентов топлива: га-
зообразного кислорода (
˙
m
0
) — до 0,07 кг/с; газообразного метана (
˙
m
г
)
— до 0,05 кг/с.
Конструкция исследуемой экспериментальной камеры РДМТ при-
ведена на рис. 1. Камера имеет автономное внешнее охлаждение
жидким теплоносителем, поступающим в оребренный тракт. Этот
тракт образован внутренней
1
и наружной
2
оболочками. В каче-
стве охлаждающего теплоносителя при проведении экспериментов
используется вода. Окислитель (газообразный кислород) поступает
в КС через отверстия
А
,
Б
,
В
. Отверстия
А
выполнены в корпусе
смесительной головки
4
, а отверстия
Б
и кольцевое отверстие
В
— в
корпусе форкамеры
3
. Горючее (газообразный метан) подается в фор-
камеру с закруткой через три винтовых паза, расположенных между
корпусом смесительной головки
4
и корпусом свечи
6
. Компоненты
топлива воспламеняются с помощью электроискровой свечи
7
, кото-
рая обдувается малым расходом кислорода, поступающим из полости
5
через отверстие в корпусе свечи
6
.
36 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2
