Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Численное исследование характеристик сверхзвукового воздухозаборного устройства прямоточных воздушно-реактивных двигателей

# 11, ноябрь 2014
DOI: 10.7463/1114.0740091
Файл статьи: SE-BMSTU...o356.Pdf (1007.61Кб)
авторы: Сухов А. В., Федотова К. В., Шмаркова Л. И.

УДК 623.454.255.2

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Проводится численное исследование течения воздуха в сверхзвуковом многоскачковом воздухозаборном устройстве (ВЗУ) прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) на различных числах Маха полёта методами вычислительной гидромеханики с целью определения дроссельных и скоростных характеристик. Используется однопараметрическая модель турбулентности Спалларта-Алмареса, а также полиномиальная зависимость удельной теплоёмкости от температуры. Основное внимание уделено созданию расчётной модели в пакете прикладных программ и заданию граничных условий, определяющему фактору, который влияет на конечный результат. Предложен способ расчёта течения в тракте диффузора, позволяющий моделировать в стационарной постановке реальные процессы, посредством изменения типа граничного условия на выходе из ВЗУ и значения величины статического давления. Представленные результаты численного расчёта в виде полей распределения числа Маха потока воздуха наглядно демонстрируют изменение положения системы косых скачков и прямого замыкающего скачка в зависимости от скорости полёта. Для рассматриваемых вариантов полётных чисел Маха (2; 2,5; 3) построены дроссельные и скоростные характеристики по полученным в результате численного моделирования значениям коэффициента восстановления полного давления и коэффициента расхода в зависимости от величины полного давления на выходе из диффузора. Наглядно продемонстрированы рамки оптимального режима работы для рассматриваемого ВЗУ. Доказана адекватность построенной модели при заданных граничных условиях и методике проведения расчёта. Результирующие дроссельные и скоростные характеристики могут в дальнейшем использоваться для внешнебаллистического проектирования, а также в качестве исходных данных для определения рабочих параметров проточного тракта ПВРД в целом.

Список литературы
  1. Donde P., Marathe A.G., Sudhakar K. Starting in Hypersonic Intakes // 42th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2006. AIAA 2006-4510. DOI: 10.2514/6.2006-4510
  2. Krause M., Ballmann J. Numerical Simulations and Design of a Scramjet Intake Using Two Different RANS Solvers // 43th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2007. AIAA 2007-5423. DOI: 10.2514/6.2007-5423
  3. Matthews A.J., Jones T.V. Design and Test of a Modular Waverider Hypersonic Intake // AIAA/CIRA 13th International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies, 2005. AIAA 2005-3379. DOI:10.2514/6.2005-3379
  4. Tokunaga H., Koori K., Ikegami Y., Sato J., Yoshida A. Development of Wide-Range Supersonic Intake for Variable Flow Ducted Rocket Engine // 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2009. AIAA 2009-5223. DOI: 10.2514/6.2009-5223
  5. Satyanarayana A., Theerthamalai P., Santhakumar S. Computational Aerodynamic Study of Body-Intake Configurations // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2006. AIAA 2006-861. DOI: 10.2514/6.2006-861
  6. Williams M.J., Stevens K.A. Computational Prediction of Subsonic Intake Spillage Drag // 24th Applied Aerodynamic Conference, 2006. AIAA 2006-3871. DOI: 10.2514/6.2006-3871
  7. Masud J., Akram F. Flow Field and Performance Analysis of an Integrated Diverterless Supersonic Inlet // 48th AIAA aerospace sciences meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2010. AIAA 2010-481. DOI: 10.2514/6.2010-481
  8. Fincham J., Taylor N.V. Freestream Disturbance Effects on an Axisymmetric Hypersonic Intake // 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011. AIAA 2011-5760. DOI: 10.2514/6.2011-5760
  9. Kurth G., Bauer C. Air Intake Development for Supersonic Missiles // 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2008. AIAA 2008-5263. DOI: 10.2514/6.2008-5263
  10. Meerts C., Steelant J. Air Intake Design for the Acceleration Propulsion Unit of the LAPCAT MR2 Hypersonic Aircraft // 5th European Conference for Aeronautics and Space Sciences (EUCASS 2013). 2013. Art. no. a414. Available at: http://congress.cimne.com/eucass2013/admin/files/fileabstract/a414.pdf, accessed 01.10.2014.
  11. Зеленцов В.В., Фёдоров А.А., Серпинский О.С. Определение выходных характеристик ВЗУ коробчатого типа при сверхзвуковых скоростях набегающего потока // XXXX Научно-техническая конференция «Проектирование систем» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 30 января - 1 февраля 2013 г.): тез. докл.
  12. Обносов Б.В., Сорокин В.А., Яновский Л.С., Балыко Ю.П., Францкевич В.П., Ягодников Д.А., Животов Н.П., Суриков Е.В., Шаров М.С., Тихомиров М.А. Конструкция и проектирование комбинированных ракетных двигателей на твердом топливе / под общ. ред. Б.В. Обносова, В.А. Сорокина. М.: Изд-во МГТУ им. Н . Э . Баумана , 2012. 279 с .
  13. Moerel J.-L., Veraar R.G., Halswijk W.H.C., Pimentel R., Corriveau D., Hamel N., Lesage F., Vos J.B. Internal Flow Characteristics of a Rectangular Ramjet Air Intake // 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2009. AIAA 2009-5076. DOI: 10.2514/6.2009-5076
  14. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2 т. Т. 1: пер. с англ. М.: Мир, 1990. 384 с .
  15. Руководство для конструкторов по аэродинамике диффузоров сверхзвуковых воздушно-реактивных двигателей. Вып. 1. Расчёт геометрических размеров сверхзвуковых диффузоров. М.: Оборонгиз, 1958.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2019 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)