Высокоэнтальпийная установка кратковременного действия с комбинированным нагревом и стабилизацией параметров
А.А. Маслов, В.В. Шумский, М.И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск maslov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийная установка кратковременного режима, импульсная труба, форкамера, рабочее тело, стабилизация параметров, мультипликатор давления, электрическая дуга, химический нагрев, адиабатическое сжатие, задержка вскрытия диафрагмы
Страницы: 535-546
Аннотация
Рассматриваются схема и технологические процессы обеспечения экспериментов в высокоэнтальпийной установке кратковременного действия — гиперзвуковой импульсной аэродинамической трубе. Исследуется работа трубы с поддержанием постоянных в течение рабочего режима параметров рабочего тела и в режиме классической импульсной трубы с падающими параметрами при истечении рабочего тела из форкамеры постоянного объема. Стабилизация параметров осуществляется за счет мультипликатора давления, расположенного по одной оси с форкамерой, — линейная схема расположения форкамеры и мультипликатора. Применена разгрузка динамической составляющей мультипликатора с помощью компенсатора с поршнем, движущимся противоположно поршневой системе мультипликатора. Предусмотрена многовариантность режимов работы, осуществляемая комбинированием в различных сочетаниях нагрева рабочего тела за счет электрической дуги, химической энергии, адиабатического сжатия и нагрева во внешнем по отношению к форкамере источнике тепла. Рассмотрена принципиальная схема устройства задержки вскрытия диафрагмы. Конструкция и размеры аэродинамической трубы рассчитаны на работу установки при параметрах: числа Маха М = 4–20, температура в форкамере Тф1 = 600–4000 K, давление в форкамере рф1 до 200 МПа (при работе с двойной форкамерой давление торможения р0н = рф2 может меняться от 1 до 200 МПа). Объем форкамеры (80–100 дм3) позволяет организовывать в рабочей части гиперзвуковой поток диаметром 1 м при времени режима ~ 100 мс (в сочетании со второй форкамерой).
|