их работу при атмосферном противодавлении. Когда давление окру-
жающей среды много больше расчетного давления на срезе, возника-
ют нежелательные явления, которые могут привести к существенным
отклонениям процессов от расчетных, а также к разрушению всей
двигательной установки.
Для проведения испытаний верхних ступеней традиционно ис-
пользуются стенды с газодинамическими трубами (ГДТ), закреплен-
ными в области среза сопла [1, 2]. Такие устройства представляют
собой каналы цилиндрической формы диаметром несколько больше
диаметра среза сопла и длиной 8. . . 10 калибров. Эффект их приме-
нения достигается созданием разрежения в области среза самой стру-
ей истекающих продуктов сгорания. Использование ГДТ ограничивает
круг двигателей, совокупность физических параметров продуктов сго-
рания в которых отвечает некоторым потерям механической энергии
в тракте выхлопного диффузора. В простейшей модели эти потери
соответствуют потерям полного давления в прямом скачке на срезе
сопла.
Для создания универсальных стендовых систем перспективными
являются диффузоры с центральным телом (ЦТ). Целью работы явля-
ется экспериментальное исследование физических процессов, проис-
ходящих в ГДТ данного типа, а также определение их качественной
характеристики.
Предлагаемая схема выхлопного диффузора содержит ЦТ в виде
цилиндра с конусом, вдвинутым в сопло так, что возмущения от не-
го не приходят на стенку сопла. Вследствие этого поток в некотором
максимальном сечении тормозится не в прямом скачке, а в прямом и
косом скачках, и суммарные потери полного давления ниже. При этом
возможно снижение давления в КС, что ведет к расширению круга дви-
гателей, для моделирования высотных испытаний которых достаточно
лишь одного кормового диффузора. А в случае, если уровень давле-
ния в КС все равно не позволит использовать один лишь диффузор,
то снижение потерь обеспечит понижение мощности откачивающей
системы и увеличение ее экономичности.
Одной из первых работ по исследованию течения в кормовых диф-
фузорах, в том числе с центральным телом явилась работа [1]. В ней
изложена физическая картина течения в диффузорных каналах раз-
личного типа применительно к РД, приведены приближенная матема-
тическая модель, а также результаты экспериментов по исследованию
характеристик диффузоров. Показано, что при использовании диффу-
зора с ЦТ давление запуска снижается примерно на 20% по сравнению
с круглым диффузором с внутренним поджатием.
52 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 4
