Оцінка можливості впровадження твердопаливного прискорювача Р230 ракети Аріан-5 як резонатора Гельмгольца.

Сокол, ГІ, Козін, ВС
Косм. наука технол. 2024, 30 ;(6):04-04
Мова публікації: Англійська
Анотація: 
Розглянуто проблему шкідливих резонансних коливань тиску в твердопаливних прискорювачах на початковому розгоні космічної системи «Аріан 5». Зроблене припущення щодо пов`язаності цих коливань зі змінами геометричних характеристик прискорювачів P230 у результаті формування в них порожнин згідно з режимами вигоряння, заповнених продуктами згоряння твердого ракетного палива. Проведено розрахунки об`ємів порожнин, що утворюються під час вигоряння палива. Розглянуто схему двигуна, що виникла після вигоряння першої частини заряду. Вочевидь, що порожнина по формі така, що може бути апроксимована моделлю резонатора Гельмгольца. Також враховано, що в появі пульсацій тиску в камері згоряння ракетного двигуна відіграє роль поступове прогрівання верхніх шарів твердого палива і пов`язані з цим зміни хвильового опору палива. Звідси виникають резонансні явища у порожнинах, що формуються.
       У результаті розгляду різних резонаторних систем для опису фізичної моделі резонансних явищ обрано модель резонатора Гельмгольца, що найбільше підходить до розрахункового пояснення пульсацій тиску. При розрахунках за цією моделлю одержано ту саму частоту, що й в результатах вимірювань під час льотної експлуатації космічної системи «Аріан 5». Як результат, запропонований напрямок вирішення проблеми зменшення резонансних коливань в камері згоряння.
Ключові слова: пульсації, резонанс, сопло, тиск, хвильовий опір, частота