3.2.1. Течение газа в предсопловом объеме

Предсопловой объем является важнейшим местным сопротивлением в РДТТ. Гидравлические потери в предсопловом объеме зависят от соот­ношения форм диафрагмы и заряда, взаимного расположения проход­ных сечений заряда, диафрагмы и сопел двигателя.

Обтекание ребер сопловой решетки может сопровождаться образова­нием периодических вихрей и звуковых колебаний, некоторые частоты которых могут усилиться и привести к аномальному повышению дав­ления в двигателе.

При пороховом заряде, горящем по всем поверхностям (наружным и внутренним), целесообразно наличие кольцевого зазора между внут­ренней поверхностью камеры и внешним контуром диафрагмы; ширина зазора (0,05...0,l)D₃.

В случае РДТТ с зарядом внутриканального горения и одним цент­ральным соплом (рис. 3.1, а) течение газа на участке от выхода из канала до входа в сопло аналогично в первом приближении течению в ячейке ла­биринтного уплотнения и представляет собой начальный участок турбу­лентной струи. Коэффициент гидравлического сопротивления в зависи­мости от выбранного относительного расстояния между торцом заряда и входом в сопло = 0,15(l/d), так как l/d, то = 0.

Деформация потока в предсопловом объеме РДТТ с многосопло­вым блоком и диафрагмой существенно сложней, чем рассмотренная выше, и сопровождается интенсивным вихреобразованием.

В предсопловом объеме двигателя с зарядом внутриканального го­рения и четырьмя соплами (рис. 3.1, б) струя, вытекающая из канала, набегает на внутреннюю поверхность сопловой крышки и растекается по ней. Газовый поток поступает в сопла РДТТ лишь после расширения, сжатия, разделения и двукратного поворота. Значение коэффициента гидравлических потерь увеличивается при уменьшении относительного расстояния между торцом заряда и крышкой: = 1,4; 1,1 и 1 при l/d = 0,5; 0,7 и 1 соответственно.

Рис. 3.1. Схемы течения газа в РДТТ с одним центральным соплом (а), много­сопловым блоком (б) и многошашеч­ным зарядом (в)

При известном коэффициенте гидравлического сопротивления в предсопловом объеме приведенная скорость на выходе из каналазаряда определяется по уравнению неразрывности

,

где - коэффициент восстановления полногодавления в предсопловом объеме.

В случае РДТТ с зарядом внутриканального горения и одним цент­ральным соплом = 0,S_тор = 0 и q()= (табл. 3.3). Если= 1,

Таблица 3.3

Газодинамические функции в граничных сечениях

предсоплового объема

то полное давление в критическом сечении почти равно статическому давлению на выходе из канала p_L; приближенно

и (бл. 3.3, ).

В процессе работы двигателя увеличивается диаметр канала и, сле­довательно, уменьшается .