О стабилизации детонационного горения водорода в осесимметричном сопловом канале

17 Февраля 2015

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из НИИМ МГУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Авторы: Туник Юрий Владимирович, Зубин Михаил Адольфович (НИИ механики МГУ)

Докладчик: Туник Юрий Владимирович (НИИ механики МГУ), tunik@imec.msu.ru

Тезисы доклада "О стабилизации детонационного горения водорода в осесимметричном сопловом канале"

Создание гиперзвуковых летательных аппаратов стоит в повестке дня современной аэрокосмической науки и техники. Изучаются различные схемы силовых установок с использованием как медленного и турбулентного, так и детонационного горения.

В докладе на обсуждение выносятся вопросы, связанные с реализацией стационарного детонационного горения водородовоздушной смеси, поступающей в осесимметричный сопловой канал с высокой сверхзвуковой скоростью. Основное внимание уделяется двум задачам:

1. Запуск сопла в гиперзвуковом потоке. Задача решается численно, соответствующие эксперименты проводятся в гиперзвуковой аэродинамической установке НИИ механики МГУ. Показано, что необходимый запуск обеспечивает вбрасывание сопла в поток (рис. 1).

2. Выбор конфигурации соплового канала, обеспечивающего стабилизацию детонационного горения. Основная трудность связана с распространением детонации вверх по потоку, что не позволяет рассчитывать на получение тяги. Численно показана возможность стабилизации детонационного горения в сопловых каналах с центральным телом (рис. 2). Расчеты проводятся на базе двумерных газодинамических уравнений Эйлера для осесимметричного течения многокомпонентной реагирующей смеси газов с использованием схемы С.К. Годунова.

Наиболее трудной и требующей дополнительных исследований представляется проблема формирования набегающего гиперзвукового потока водородовоздушной смеси.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 1: запуск сопла в потоке воздуха при числе Маха равном 6 (эксперимент). Рис. 2: Стационарное детонационное горение стехиометрической водородовоздушной смеси в конвергентно-дивергентном сопле с центральным телом при числе Маха набегающего воздушного потока равном 7. DW — головной фронт стационарной волны детонационного горения.