RU96635U1 - Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей - Google Patents
Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU96635U1 RU96635U1 RU2010108040/22U RU2010108040U RU96635U1 RU 96635 U1 RU96635 U1 RU 96635U1 RU 2010108040/22 U RU2010108040/22 U RU 2010108040/22U RU 2010108040 U RU2010108040 U RU 2010108040U RU 96635 U1 RU96635 U1 RU 96635U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- electrodes
- combustion chamber
- combustion chambers
- gas generators
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), содержащий корпус, в полости которого размещен источник тепловой энергии, соединенный с электродами, при этом к корпусу присоединен патрубок для сообщения полости корпуса с полостью камеры сгорания или газогенератора ЖРД, отличающийся тем, что источник тепловой энергии выполнен в виде металлической проволочки диаметром 0,02…0,5 мм, соединяющей концы электродов, установленных в полости, выполненной в виде форкамеры, вдоль корпуса, причем другие концы электродов предназначены для подключения к источнику высокого напряжения.
Description
Полезная модель относится к испытательной технике и, в частности, к испытанию камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с целью оценки высокочастотной устойчивости процесса горения.
Одной из важных характеристик работы камер сгорания и газогенераторов ЖРД является высокочастотная устойчивость рабочего процесса к возникающим в их полостях колебаниям давления. Это связано с тем, что в камерах сгорания при самопроизвольном возбуждении высокочастотных акустических колебаний давления большой амплитуды, нарушается рабочий процесс горения, что приводит к ухудшению условий защиты стенок камер сгорания от высокой температуры, а также к возникновению вибрационных колебаний, приводящих к разрушению камер сгорания.
В связи с этим все создаваемые камеры сгорания и газогенераторы ЖРД необходимо проверять на склонность к самовозбуждению высокочастотных колебаний давления. Наиболее надежный способ определения устойчивости рабочего процесса камеры сгорания ЖРД и газогенератора к высокочастотным колебаниям давления заключается во введении во внутреннюю полость камеры сгорания импульса давления В качестве источника тепловой энергии в этом устройстве используется навеска взрывчатого вещества.
Известен генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов ЖРД, содержащий корпус, в полости которого размещен источник тепловой энергии, соединенный с электродами, при этом к корпусу присоединен патрубок для сообщения полости корпуса с полостью камеры сгорания иди газогенератора ЖРД [см. Combustion Instabilities in Liquid Rocket Engines. Testing and Development Practices in Russia. Mark L. Dranovsky. Edited by Vigor Yang, Fred E.C. Culick, Douglas G. Talley. Progress in Astronautics and Aeronautics. Frank K. Lu, Editor-in-Chief. Volume 221, p.136 Fig.9.10, 135, Fig.9.9].
Известный генератор содержит корпус с каналом, осесимметрично с которым на корпусе размещен заряд взрывчатого вещества. Заряд взрывчатого вещества отделен от канала металлической мембраной. Канал корпуса через патрубок соединен с полостью камеры сгорания. Поджиг заряда взрывчатого вещества осуществляется подачей электрического тока на электроды.
Устройство работает следующим образом.
После выхода камеры сгорания на заданный режим работы поджигается заряд взрывчатого вещества. Вследствие его сгорания в замкнутом объеме происходит кратковременное выделение тепловой энергии с образованием газообразных продуктов сгорания, что обеспечивает резкий подъем давления. При достижении определенного давления мембрана прорывается (давление разрыва мембраны определяется ее толщиной и материалом) волна давления в виде импульса поступает через патрубок в камеру сгорания, которая, отражаясь от стенок камеры сгорания, возбуждает в ней акустические колебания. При этом если рабочий процесс в камере сгорания не поддерживает колебания давления, они прекращаются. В противном случае колебания будут продолжаться, что указывает на склонность рабочего процесса в камере сгорания к возбуждению от случайных импульсов давления высокочастотных акустических колебаний и, как следствие, это может приводить к нарушению рабочего процесса, снижению эффективности охлаждения и к разрушению камеры сгорания.
К недостаткам известного устройства для создания импульсов давления в камерах сгорания ЖРД следует отнести низкую стабильность величины импульса для одинаковых по массе навесок взрывчатого вещества, что связано с нестабильными характеристиками этого вещества и мембран. Характеристики взрывчатого вещества зависят от плотности заряда, от влажности, от длительности его хранения, от его состава. Характеристики мембран, в свою очередь, зависят от материала, из которого они изготовлены, от технологии изготовления, от величины разброса ее толщины. Кроме того, мембрана или ее куски после прорыва газов из устройства попадают в камеру сгорания с высокой скоростью, вследствие чего могут повредить ее. К недостаткам также следует отнести взрывоопасность зарядов взрывчатого вещества, от которых при случайных взрывах может пострадать обслуживающий персонал.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке генератора импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов ЖРД, обеспечивающего высокую стабильность величины импульса давления и безопасность обслуживания.
Указанная задача решается тем, что в генераторе импульсов давления в акустических полостях камеры сгорания и газогенераторов ЖРД, содержащем корпус, в полости которого размещен источник тепловой энергии, соединенный с электродами, при этом к корпусу присоединен патрубок для сообщения полости корпуса с полостью камеры сгорания или газогенератора ЖРД, согласно полезной модели источник тепловой энергии выполнен в виде металлической проволочки диаметром 0,02…0,5 мм, соединяющей концы электродов, установленных в полости, выполненной в виде форкамеры, вдоль корпуса, причем другие концы электродов предназначены для подключения к источнику высокого напряжения.
На чертеже представлен продольный разрез генератора импульсов давления в акустических полостях камеры сгорания и газогенераторов ЖРД.
Генератор содержит корпус 1 с выходным каналом 2. Вдоль корпуса 1 во внутренней полости 3, выполненной в виде форкамеры, параллельно друг другу размещены электроды 4, герметично установленные в нем посредством электроизолирующей втулки 5. Втулка 5 с электродами 4 уплотняется и удерживается в корпусе 1 с помощью гайки 6. К выходному каналу 2 корпуса 1 подстыкован патрубок 7, присоединяемый к штуцеру камеры сгорания или газогенератора испытуемого ЖРД (на чертеже условно не показаны) с помощью ниппеля 8 и гайки 9. К выходным концам электродов 4, расположенных внутри форкамеры 3 припаяна тонкая металлическая проволочка 10. Проволочка выбирается толщиной 0,02…0,5 мм (проволочка толщиной меньше 0,02 мм не обеспечивает достаточной прочности, а толщиной больше 0,5 мм требует слишком большого тока для испарения металла). Для предупреждения выдавливания электродов 4 из полости 3 давлением газов, их выходные концы выполнены с увеличенным диаметром. Во втулке 5 электроды 4 удерживаются с помощью цилиндрических гаек (патрубков с внутренней резьбой) 11. Свободные концы электродов 4 присоединены к источнику высокого напряжения, выполненного в виде конденсатора (на чертеже условно не показан).
От массы газа в форкамере и величины импульса тока зависят величина импульса давления и его длительность. В этой связи геометрические параметры форкамеры выбирают такими, чтобы при нагреве содержащегося в ней газа от тепла при взрыве проволочки электрическим током были получены требуемые величины импульса давления и его длительность.
В исходном состоянии с помощью ниппеля 8 и гайки 9 устройство подсоединено к штуцеру камеры сгорания ЖРД (или газогенератора) (на чертеже условно не показаны).
Генератор импульсов давления работает следующим образом. Запускают камеру сгорания и выводят на заданный режим работы. В заданный момент времени на электроды 4 подают заданное напряжение от предварительно заряженного конденсатора (на чертеже он не показан). В результате течения через проволочку 9 большого электрического тока она мгновенно испаряется с образованием ионизированной плазмы, через которую окончательно разряжается конденсатор (см. «Взрывающиеся проволочки» перевод с английского, издательство иностранной литературы М., 1963 г., стр.239). При образовании плазмы выделяется тепловая энергия, которая через лучистый и конвективный теплообмен передается газообразной среде, заполняющей форкамеру полости 3. Вследствие нагрева газообразной среды в форкамере полости 3 резко поднимается давление и, как следствие через патрубок 6 в камеру сгорания ЖРД поступает импульс давления. Поступающий в камеру сгорания импульс давления возбуждает в камере сгорания волну давления, которая, отражаясь от стенок камеры сгорания, вызывает колебания давления с акустической частотой. Колебания давления воздействуют на рабочий процесс и, если рабочий процесс поддержит эти колебания, то это может привести к незатухающим колебаниям в камере сгорания. При этом можно сделать заключение, что рабочий процесс в исследуемой камере сгорания неустойчив к высокочастотным колебаниям давления. Если же колебания давления в камере сгорания прекращаются после ввода импульса давления - рабочий процесс в камере сгорания можно считать устойчивым по отношению к высокочастотным колебаниям давления.
Генератор импульсов давления обладает следующими преимуществами по сравнению с известными. Одним из них является повышение стабильности величины импульса, которая в основном зависит от стабильности величины напряжения на конденсаторе, который разряжается через проволочку 9. Стабильность же величины напряжения на конденсаторе обеспечивается точностью современных вольтметров, погрешность которых не превышает 1%. Как показали эксперименты, вследствие больших значений величин напряжения (несколько киловольт), выбираемых при испытаниях, на величине получаемых величин импульсов давления практически не сказываются отклонения в толщине и длине использующихся при экспериментах взрывающихся проволочек.
При взрыве навесок взрывчатого вещества длительность взрыва (выделение тепла) измеряется миллисекундами, т.е. оно соизмеримо с периодом возбуждаемых колебаний давления в камере сгорания. А при взрыве проволочки длительность тепловыделения составляет несколько микросекунд, что не может оказывать влияние на характер возбуждаемых колебаний давления в камере сгорания.
Claims (1)
- Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), содержащий корпус, в полости которого размещен источник тепловой энергии, соединенный с электродами, при этом к корпусу присоединен патрубок для сообщения полости корпуса с полостью камеры сгорания или газогенератора ЖРД, отличающийся тем, что источник тепловой энергии выполнен в виде металлической проволочки диаметром 0,02…0,5 мм, соединяющей концы электродов, установленных в полости, выполненной в виде форкамеры, вдоль корпуса, причем другие концы электродов предназначены для подключения к источнику высокого напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108040/22U RU96635U1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108040/22U RU96635U1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96635U1 true RU96635U1 (ru) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010108040/22U RU96635U1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU96635U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523921C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-07-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (ФКП "НИЦ РКП") | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жрд |
RU2567528C2 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гпврд |
-
2010
- 2010-03-04 RU RU2010108040/22U patent/RU96635U1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523921C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-07-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (ФКП "НИЦ РКП") | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жрд |
RU2567528C2 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гпврд |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106198849B (zh) | 一种用于固体推进剂燃速/燃温的测试装置及其测试方法 | |
CN108548754B (zh) | 一种高压条件下固体推进剂快速熄火装置与方法 | |
CN103075270B (zh) | 一种用于t型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置 | |
CN103675194B (zh) | 一种燃烧转爆轰测试装置及方法 | |
US11554883B2 (en) | Liquid-fed pulsed plasma thruster for propelling nanosatellites | |
CN103697935B (zh) | 底排推进剂瞬态泄压燃烧失稳特性测试装置 | |
CN106337759B (zh) | 一种燃烧稳定性鉴定试验用扰动装置 | |
RU96635U1 (ru) | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей | |
CN102608161A (zh) | 直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法 | |
CN111271195B (zh) | 高精度固体推进剂燃气生成量测试装置 | |
CN109738149A (zh) | 火花塞抗爆震性能测试装置、系统及方法 | |
RU2523921C1 (ru) | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жрд | |
RU2407908C1 (ru) | Способ создания импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей | |
RU2338080C2 (ru) | Способ контроля емкостной системы зажигания реактивных двигателей | |
CN103134391A (zh) | 高频多脉冲爆轰起爆点火器 | |
CN113153579B (zh) | 一种用于测量复合推进剂压力耦合响应函数的脉冲触发器 | |
RU107844U1 (ru) | Генератор импульсов давления в жидкостных предфорсуночных полостях смесительных головок камер сгорания и газогенераторов жрд | |
Frolov et al. | Air-Breathing Liquid-Fueled Pulse Detonation Engine Demonstrator. | |
CN114034731A (zh) | 含能材料爆热、爆压的双功能测定装置和方法 | |
RU2718732C1 (ru) | Способ определения относительной детонционной способности газообразных и диспергированных конденсированных горючих материалов и устройство для его реализации | |
CN110082384B (zh) | 高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间预测方法 | |
CN206360802U (zh) | 一种燃烧稳定性鉴定试验用扰动装置 | |
CN201399178Y (zh) | 一种消防用动能型击发管 | |
RU2005138818A (ru) | Способ исследования условий воспламенения пороховых зарядов взрывоопасной топливовоздушной смесью при ее подрыве и устройство для его осуществления | |
Yoon et al. | Research on characteristics and effects of combustion performance by amplified ignition energy in CVCC system |