Высокая эффективность работы (высокий удельный импульс) мо-
жет быть реализована при соотношениях компонентов топлива, близ-
ких к стехиометрическим. При таком соотношении температура про-
дуктов сгорания находится на уровне 2800. . . 3500 K (при давлении в
камере
p
k
= 1
МПа и коэффициенте избытка окислителя
α
= 1
для
компонентов топлива керосин + О
2
, керосин + Н
2
О
2
, Н
2
+ О
2
, СН
4
+ О
2
)
[1–3]. Поэтому при применении высокоэнергетичных топлив проблема
надежной тепловой защиты РДМТ остается актуальной.
Наиболее распространенным методом защиты стенок камеры сго-
рания РДМТ от высокотемпературных продуктов сгорания (конвек-
тивного и радиационного тепловых потоков) является так называемое
внутреннее охлаждение (в литературе встречаются другие названия та-
кого метода защиты: завесное, заградительное, пленочное или струй-
ное).
Завесное охлаждение создается около стенки низкотемпературного
пристеночного слоя газа или жидкости (в зависимости от агрегатного
состояния используемых компонентов топлива). В настоящей работе
будут рассматриваться газовые завесы. Компонент топлива, использу-
емый для создания завесы (окислитель или горючее), подается на вну-
треннюю поверхность стенки камеры сгорания через отверстия или
щели различной конфигурации. Использование завесного охлаждения
в РДМТ сопровождается существенными потерями удельного импуль-
са. Эти потери будут тем больше, чем ниже температура в пристеноч-
ном слое. Пристеночный слой образуется в результате перемешивания
завесы и потока от периферийного (наиболее близкого к стенке каме-
ры сгорания) ряда форсунок смесительной головки. Температура газа
в пристеночном слое, в свою очередь, зависит от целого ряда факто-
ров, таких как соотношение компонентов в форсунках ближайшего к
стенке камеры сгорания ряда (в случае применения двухкомпонентных
форсунок), расхода завесного охладителя, конструктивного исполне-
ния системы завесного охлаждения, расхода завесного охладителя в
периферийных форсунках и др. Основными критериями выбора пара-
метров завесного охлаждения является ее тепловая и энергетическая
эффективность. Под тепловой эффективностью подразумевается спо-
собность завесы предотвращать нагрев стенки камеры сгорания выше
максимальной рабочей температуры материала. Под энергетической
эффективностью понимается минимизация потерь удельного импуль-
са от использования завесы. Эти два критерия являются противоречи-
выми. В настоящей работе будет проведен анализ факторов, влияющих
только на тепловую эффективность.
В работе [4] тепловая эффективность завесного охлаждения при
дозвуковых скоростях течения завесы и основного потока опреде-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 81
