8 / 14
Зная концентрации различных элементов в струе и концентрации
этих элементов в материалах двигателя, горючем и окислителе, можно
определить массовый расход различных материалов и сплавов. Для
этого формулу (1) требуется записать в виде системы уравнений в
матричной форме:
C
11
C
12
. . . C
1
N
C
21
C
22
. . . C
2
N
. . .
. . . . . . . . .
C
M
1
C
M
1
. . . C
MN
νm
1
νm
2
. . .
νm
N
=
N
X
i
=1
vm
i
C
1
C
2
. . .
C
M
,
(9)
где
M
— число элементов.
Для того чтобы данная система уравнений была разрешима отно-
сительно массовых расходов различных материалов и сплавов
νm
i
,
т.е. чтобы точно определить, какие материалы и элементы конструк-
ции двигателя подвергаются эрозии и деградации, необходимо чтобы
число регистрируемых элементов
M
было не меньше числа определя-
емых сплавов и материалов
N
.
Также по паре линий одного элемента (или через несколько пар
путем усреднения) можно определить температуру струи двигателя
по формулам
IF
kn
(
t
)
IF
km
(
t
)
=
K
2
kn
gA
kn
λ
km
K
2
km
gA
km
λ
kn
exp
E
km
−
E
kn
k
b
T
(
t
)
;
(10)
T
nm
(
t
) =
E
km
−
E
kn
k
b
ln
IF
kn
(
t
)
λ
kn
K
2
kn
gA
kn
−
k
b
ln
IF
km
(
t
)
λ
km
K
2
km
gA
km
;
(11)
T
(
t
) =
k
!
(
k
−
2)!
k
−
1
X
n
=1
k
X
m
=
n
+1
T
nm
.
(12)
Для оптической диагностики тех или иных конструкционных ма-
териалов ЖРД следует выбирать спектральные диапазоны, где распо-
лагаются наиболее яркие линии излучения. При этом надо учитывать,
что при равновесном излучении с ростом температуры увеличивается
интенсивность линий в коротковолновой области согласно распределе-
нию Больцмана. При выборе материалов нужно учитывать их излуча-
тельную способность и выбирать наиболее яркие и “изолированные”
линии, так как это позволит снизить требования к характеристикам
аппаратуры и регистрировать небольшие концентрации материалов,
т.е. предотвращать развитие деградационных процессов уже на ран-
ней стадии.
Пример использования методики количественного определения
массового расхода веществ при огневых испытаниях. На рис. 3 при-
ведены изменение интенсивности в линиях излучения железа (
а
) и
42 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4