10. Розрахунок течії газів в соплі висотного дигуна й досвід застосування соплового водоохолоджуваного насадка під час випробувань

Анотація: На ДП «КБ «Південне» розробили та випробовують двигун 3-го ступеня ракети-носія «Циклон-4». Для відпрацювання рушійних систем двигуна та стенда під час перших вогневих випробувань сопловий насадок радіаційного охолодження замінено на сталевий водоохолоджуваний. Двигун з водоохолоджуваним насадком передбачалося вмикати без вакуумування та без газодинамічної труби, що зумовлювало роботу з відривом потоку біля вихідної кромки водоохолоджуваного насадка. Тому розрахунок течії у соплі з водоохолоджуваним насадком, визначення місця відриву потоку і теплового навантаження на водоохолоджуваний насадок під час роботи в наземних умовах є важливими завданнями. Вибір моделі турбулентної течії помітно впливає на прогнозування характеристик потоку. Газодинамічній розрахунок сопла з водоохолоджуваним насадком показав важливість застосування моделі турбулентної течії k-ω SST для течій із внутрішнім відривом примежового шару та з відривом потоку біля зрізу сопла. Застосування моделі течії k-ω SST для розрахунків сопла з відривом потоку або з внутрішнім перехідним шаром дозволяє адекватно описати параметри течії, хоча, як показало порівняння з експериментальними даними, ця модель прогнозує пізніший відрив потоку від стінки, ніж одержаний під час випробувань. Розрахунок дозволяє одержати температурний профіль стінки та дати рекомендації щодо вибору місця вимірювання тиску в насадку з метою зменшення похибки датчиків. З урахуванням специфіки температурного поля стінки насадка підібрано режим охолодження. Випробування сопла двигуна РД861К з водоохолоджуваним насадком свідчать про успішність його застосування як необхідного елемента для відпрацювання запуску та роботи двигуна в наземних умовах без додаткового стендового устаткування.