8 / 11
Рис. 5. Конструкция калильных свечей КС-2 (
а
) и КС-1 (
б
)
Для снятия вольт-амперных и тепловых характеристик свечей КС-1
и КС-2 с помощью пирометра была определена температура нагрева-
тельных элементов при изменении напряжения на свече. Анализ по-
лученных данных показал, что для достижения одинаковой темпера-
туры, например 1400 K, для свечи КС-1 требуемая мощность составит
∼
2
,
7
Вт, а для КС-2 — 4,4 Вт. Это обстоятельство, как показали резуль-
таты огневых испытаний двигателя, дает преимущество свече КС-2 в
виде большей накопленной тепловой энергии.
Сравнение воспламеняющей способности свечей двух вариантов
выполнялось в расширенной постановке с варьированием степени на-
кала свечей, а также режимов подачи компонентов топлива в двига-
тель, которые включали в себя одновременную подачу кислорода и
водорода в двигатель и рассогласование начала их подачи на
±
50
мс.
Испытания проводились с запуском двигателя в условиях атмосферы
и вакуума.
Анализ результатов обработки экспериментальных данных выявил
следующие закономерности.
1. При использовании любой свечи лучшие условия воспламене-
ния реализуются при одновременной подаче компонентов топлива,
при этом для свечи КС-2 достаточной является температура накала
∼
1050
K, для свечи КС-1 — на 100. . . 150 K больше.
2. Рассогласование поступления КТ в камеру двигателя на
±
50
мс
требует увеличения на 100. . . 150 K температуры накала свечей.
К числу преимуществ свечи КС-2, выражаемых меньшим необ-
ходимым для воспламенения уровнем температуры накала тепловы-
деляющего элемента, следует отнести размещение элемента в полу-
закрытой полости, что приближает характер теплоотдачи спирали к
теплообмену с неподвижной средой.
В последние годы зарубежом рассматривается применение калиль-
ных свечей для воспламенения топлива в разрабатываемых конструк-
циях перспективных ЖРД. Так, в научно-исследовательском центре
Глена (NASA, США) для воспламенения топлива кислород–метан в
экспериментальной конструкции ЖРД для посадочного лунного мо-
дуля применена серийная автомобильная калильная свеча [10].
64 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 2