Особенности конструкции системы подачи гранулированного топлива и экспериментальной установки изучения истечения сыпучих материалов
- Авторы: Елькин А.В.1, Малинин В.И.1, Доткин Г.А.1, Зорин М.Д.1, Храмцов М.Ю.1, Губин Р.Д.1
-
Учреждения:
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Выпуск: Том 24, № 1 (2025)
- Страницы: 102-113
- Раздел: МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
- URL: https://ogarev-online.ru/2542-0453/article/view/311511
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2025-24-1-102-113
- ID: 311511
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Проведён анализ особенностей проектирования системы подачи гранулированного топлива в камеру сгорания ракетного двигателя и сформулированы требования к ней. Рассмотрен ближайший аналог – система подачи порошка алюминия реактивного двигателя. Данная система подачи обеспечивает критический режим истечения порошково-газовой среды, при котором процессы, происходящие в камере сгорания, не влияют на подачу гранулированного топлива. Перечислены недостатки данной системы подачи при условии её применения в двигателе на гранулированном топливе. Разработана принципиальная схема двигателя, а также узел регулирования системы подачи топлива в составе двигательной установки, полностью удовлетворяющий сформулированным требованиям. Проведено проектирование экспериментальной установки изучения истечения порошково-газовой среды (гранулы и газ), подробно описана работа установки и приведена схема конструкции, в частности, бак с топливом и узел управления расходом. Некоторые конструктивные решения, применяемые в экспериментальной установке, могут быть в дальнейшем использованы в конструкции реального ракетного двигателя. На основе имеющихся в литературе теоретических и экспериментальных данных сформулированы задачи, решаемые на разработанной установке: получение расходных и скоростных характеристик критического истечения порошково-газовой среды в зависимости давления перед выпускным отверстием.
Об авторах
А. В. Елькин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: elkinav237@gmail.com
аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияВ. И. Малинин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: malininvi@mail.ru
доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияГ. А. Доткин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: g.dotkin@gmail.com
аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияМ. Д. Зорин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: macy-1998@mail.ru
аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияМ. Ю. Храмцов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: hramtsovm@yandex.ru
аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияР. Д. Губин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: qwerty.gubin@gmail.com
аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы»
РоссияСписок литературы
- Елькин А.В. Ракетные двигатели для космических летательных аппаратов на псевдоожиженных твёрдых топливах // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13, № 11. С. 509-518. doi: 10.34759/tpt-2021-13-11-509-518
- Митрович П.А., Малинин В.И. Анализ требований к твёрдотопливным газогенераторам для систем подачи порошкообразного топлива реактивных двигателей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2021. № 66. С. 39-46. doi: 10.15593/2224-9982/2021.66.04
- Митрович П.А., Малинин В.И. Проектирование маршевой ступени комбинированного прямоточного воздушно-реактивного двигателя на порошкообразном боре // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. 2019. Т. 2. С. 139-142.
- Доткин Г.А., Зорин М.Д., Малинин В.И. Анализ возможности применения различных составов гранулированного твёрдого топлива в ракетно-прямоточных двигателях // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2023. № 74. С. 39-50. doi: 10.15593/2224-9982/2023.74.04
- Яновский Л.С., Лемперт Д.Б., Разносчиков В.В., Аверьков И.С. Оценка эффективности твёрдых топлив на основе высокоэнтальпийных диспергаторов для ракетно-прямоточных двигателей // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92, № 3. С. 322-342. doi: 10.1134/S0044461819030071
- Nandagopal S., Mehilal M., Tapaswi M.A., Jawalkar S.N., Radhakrishnan K.K., Bhattacharya B. Effect of coating of ammonium perchlorate with fluorocarbon on ballistic and sensitivity properties of AP/Al/HTPB propellant // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2009. V. 34, Iss. 6. P. 526-531. doi: 10.1002/prep.200800032
- Pivkina A., Muravyev N., Monogarov K., Ostrovsky V., Fomenkov I., Milyokhin Y., Shishov N. Synergistic effect of ammonium perchlorate on HMX: From thermal analysis to combustion // In: «Chemical Rocket Propulsion». Cham: Springer, 2017. P. 365-381. doi: 10.1007/978-3-319-27748-6_15
- Трахтенберг С.И., Сироткин Л.Б., Стряпунина Т.А., Хименко Л.Л., Ощепкова И.Ф., Бахмутова В.М., Зуев К.В. Способ модификации октогена: патент РФ № 2451650; опубл. 27.05.2012; бюл. № 15.
- Ягодников Д.А. Воспламенение и горение порошкообразных металлов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 432 с.
- Малинин В.И., Коломин Е.И., Антипин И.С. Воспламенение и горение аэровзвеси алюминия в реакторе высокотемпературного синтеза порошкообразного оксида алюминия // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38, № 5. С. 41-51.
- Крюков А.Ю. Адаптация внутрикамерных процессов и элементов конструкции энергоустановок на порошковом горючем к технологиям получения ультра- и нанодисперсных материалов. Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2012. 236 с.
- Казанцев М.Ю., Петренко В.И., Малинин В.И. Регулируемая подача порошка металла в камеру воспламенения // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» (10-12 апреля 2002 г., Пермь). Пермь: Пермский государственный технический университет, 2002. С. 125.
- Конструкция и проектирование комбинированных ракетных двигателей на твёрдом топливе: учебник / под ред. В.А. Сорокина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 303 с.
- Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности. Л.: Химия, 1984. 104 с.
- Обросов А.А., Малинин В.И., Земерев Е.С. Исследование истечения порошка алюминия из струйной форсунки установки синтеза нанооксида // Материалы международной научно-практической конференции «Фундаментальная наука и технологии – перспективные разработки» (22-23 мая 2013 г., Москва). Т. 2. М.: Научно-издательский центр «Академический», 2013. С. 117-122.
Дополнительные файлы
