МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПИРАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ
Автор: Елена Викторовна Михальченко
Организация: НИЦ «Курчатовский институт» — НИИСИ
Усовершенствование современных двигателей, основанных на традиционных схемах, подошло к своему технологическому пределу. Основным прорывным направлением в данной области является развитие двигателей, основанных на принципиально новых схемах действия, такими, например, являются детонационные двигатели [1-3]. Однако во время работы стенки камеры сгорания подвергаются воздействию чрезвычайно высоких тепловых потоков, температура в верхней части камеры достигает более 2000 К, что создаёт локальные высокие тепловые нагрузки [4]. Поэтому необходимо разработать эффективные технологии управления тепловым режимом, подходящие для детонационных камер сгорания, чтобы обеспечить надёжность камеры сгорания в практических инженерных приложениях. При изучении технологий термозащиты для детонационных камер сгорания крайне важно учитывать неравномерное распределение тепла в пространстве. Для повышения производительности необходимо оптимизировать расположение и площадь зон термозащиты. Методы активной тепловой защиты в основном включают конвекционное охлаждение, включая регенеративное охлаждение, пленочное охлаждение и транспирационное охлаждение. Среди этих методов транспирационное охлаждение выделяется из-за его высокой эффективности охлаждения. В данной работе проведено моделирование газодинамических течений в канале, имитирующем части камеры сгорания с пористыми вставками. Исследовано влияние подачи из пористых боковых стенок холодного горючего и/или окислителя на поток горячей газовой смеси, состоящей из продуктов сгорания и не догоревшего топлива.
1. Wolański P. Detonative propulsion, Proceedings of the Combustion Institute 34, pp. 125–158 (2013).
2. V.B. Betelin, V.F. Nikitin, E.V. Mikhalchenko, 3D numerical modeling of a cylindrical RDE with an inner body extending out of the nozzle, Acta Astronautica, Volume 176, 2020, 628-646
3. E.V. Mikhalchenko, E.I. Skryleva, M.N. Smirnova, F. Chen, Y. Meng, The effect of spatial non-uniformity on multiple transient modes of detonation onset in a three-dimensional channel, Acta Astronautica, Volume 225, 2024, 576-582.
4. J. Kang, Feilong Song, Y. Wu, D. Zhang, J. Zhou, X. Sun, Experimental study on the suppression of inlet blockage in rotating detonation combustor by porous-wall, Acta Astronautica, Volume 225, 2024, 477-488.
