НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o040.pdf (1517.26Кб)

УДК 536.46

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Применительно к жидкостным ракетным двигателям малой тяги (ЖРД МТ), работающих в системе управления летательными аппаратами, исследованы особенности возникновения и характеристики двухпараметрической химической неравновесности состава продуктов сгорания жидких ракетных топлив на основе гидразина и азотного тетроксида и приведен анализ каталитического и термического разложения этих веществ с учетом взаимной обусловленности  составляющих рабочего процесса в камере сгорания и жидкостном газогенераторе. Предложена методика термодинамического моделирования данных видов неравновесности применительно к априорной оценке и параметрической оптимизации характеристик ЖРДМТ. Приведены возможные уравнения химических реакций диссоциации гидразина при различных условиях, определяющих химическую неравновесность процесса, и примеры задания исходных файлов для программного комплекса «Астра 4.рс» или «Терра».
Методика реализована и апробирована на базе программных комплексов «Астра4.рс» и «Терра» в расчетах состава и свойств продуктов сгорания жидких топлив, в состав продуктов сгорания которых входят гидразин, аммиак и  продукты их термокаталитического разложения. Получены численные значения нижней и верхней концентрационных границ неравновесности генерируемого рабочего тела, соответствующих равновесному соотношению концентраций аммиака и продуктов его разложения, а также отвечающей отсутствию пиролиза аммиака. Рассчитаны для возможных условий неравновесного рабочего процесса значения пустотного удельного импульса.

1. Бирюков В.И., Козлов А.А. Внутрикамерная неустойчивость рабочего процесса в дросселируемых ЖРД. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2007. 384 с.
2. Якутин А. В., Коломенцев А. И.Математическое моделирование газожидкостных течений в микроканалах различной геометрии с учетом химических реакций, трения и теплообмена с окружающей средой // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2012. №2 (42). С.112–116.
3. Дорофеев А.А., Ягодников Д.А., Чертков К.О. Особенности расчета состава и температуры продуктов сгорания переобогащенных кислород-метановых топлив // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. №10. С. 85–95 DOI: 10.18698/0536-1044-2015-10-84-94
4. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980. 479 с.
5. Химмотология ракетных и реактивных топлив / Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. и др. / Под ред. А.А. Браткова. М.: Химия, 1987. 304 с.
6. Штейнберг А.С. Быстрые реакции в энергоемких системах: высокотемпературное разложение ракетных топлив и взрывчатых веществ. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 208 с.
7. Трусов Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012.№1.С. 240-249. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-1-31
8. Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет / Под ред. В.М. Ковтиненко. М.: Машиностроение, 1976. 336 с.
9. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник: В 10 т. Т. 1. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1971–1979. 266 с.
10. Термические константы веществ // Химические наук и образование в России: сайт. Режим доступа:http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl?show=welcome.html/ welcome.html(дата обращения 06.01.2016).
11. Белов Г.В. Термодинамическое моделирование: методы, алгоритмы, программы. – М.: Научный мир, 2002. 184 с.