8 / 25
Е.А. Андреев, А.В. Новиков, О.Е. Шацкий
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 4·2017
Экспериментально показано, что на надежность воспламенения
компонентов топлива и выхода камеры с такой схемой смесеобразо-
вания на стационарный режим работы значительное влияние оказы-
вает массовый расход газообразного кислорода, подаваемого для об-
дува свечи зажигания.
Массовый расход окислителя определяется размером отверс-
тия А. Так, при диаметре этого отверстия 0,5 мм, что соответствует
массовому секундному расходу окислителя для обдува свечи
o c
m
=
= (5…15)
10
–4
кг/с, наблюдалось надежное воспламенение компо-
нентов топлива во всем исследованном диапазоне изменения коэф-
фициента α
, входных давлений кислорода и метана, давления
р
к
в камере сгорания (единственный случай невыхода камеры на стаци-
онарный режим работы имел место при α
= 0,45). При увеличении
диаметра отверстия А до 1,0 мм, что соответствует возрастанию зна-
чения
o c
m
в 4 раза, на всех использованных в экспериментах режи-
мах воспламенение компонентов топлива и выход камеры на стацио-
нарный режим работы отсутствовали.
Предположительно, причины этого явления в следующем.
1. Данная камера сгорания при высокой эффективности рабочего
процесса в ней имеет незначительную приведенную длину (
L
пр
0,1 м),
т. е. малое время пребывания компонентов топлива. При относительно
большом расходе нагретого окислителя после обдува свечи зажигания,
поступающего по оси камеры сгорания, могут быть не созданы условия
его взаимодействия с основной топливной смесью, которые обеспечи-
вают ее воспламенение.
2. Корпус основного смесительного элемента Б выполнен из ме-
ди, и интенсивный теплообмен между ним и нагретым окислителем
обдува свечи зажигания при значительной скорости его течения мо-
жет привести к охлаждению последнего до температуры на входе
в камеру сгорания, меньшей, чем это необходимо для воспламенения
основной топливной смеси.
Основанием для таких предположений служит то, что подобные
явления наблюдались и при отработке камер РДМТ, работающих на
компонентах топлива газообразный кислород + керосин.
При огневых испытаниях камеры РДМТ тягой до 20 Н применяли
две базовые схемы смесеобразования, представленные на рис. 3 и 4.
При этом использованы агрегат зажигания КН-11Б с пониженным
значением накопленной мощности и эрозионная свеча зажигания
СПН-4-3 с поверхностным разрядом, что определило необходимость
разработки узла воспламенения, отличного от рассмотренных ранее.
В варианте I (см. рис. 3) часть газообразного кислорода из кол-
лектора поступает на обдув свечи зажигания
1
через отверстие А.