5.7. Особенности испытаний пврд
В отличие от других ВРД у прямоточных двигателей наблюдается значительно большее влияние рабочего процесса в диффузоре на работу камеры сгорания и реактивного сопла. Если в ГТД неравномерности потока, генерируемые диффузором, несколько выравниваются после компрессора, то у ПВРД они непосредственно достигают камеры сгорания и влияют на работу сопла. Поэтому хотя поузловая доводка при создании ПВРД применяется, но она менее эффективна, чем у других видов ВРД. ПВРД прост по конструкции, и геометрическое моделирование его не вызывает трудностей, однако влияние числа Rе на газодинамические процессы и отсутствие возможности моделирования сложных процессов смесеобразования и тепловыделения требуют проведения экспериментальных исследований либо на моделях большого размера, либо непосредственно на натурных объектах. Ускорение летательных аппаратов с ПВРД значительно больше, чем с другими ВРД, что сказывается на работе топливоподающей и топливорегулирующей аппаратуры.
Стендовые
испытания ведутся в ТБК по схеме с
присоединенным трубопроводом. Чтобы
приблизить форму скоростного поля перед
камерой сгорания к реальной, двигатель
устанавливается в ТБК с реальной
дозвуковой частью входного диффузора.
Если давление и температура в критическом
сечении диффузора
будут соответствовать полетным, то все
узлы двигателя, расположенные за
критическим сечением (камера сгорания
и сопло) будут находиться в условиях,
наиболее приближенных к реальным.
На стенде с обдувом диффузора сверхзвуковым потоком могут быть имитированы условия работы при разных числах Мп и углах атаки скольжения. При этом испытания проводятся не только с постоянным углом между вектором скорости набегающего потока с осью диффузора, но и при быстрых изменениях его во время эксперимента (до 10 градусов в секунду), как это может быть во время маневра летательного аппарата.
Наиболее полные сведения о работе двигателя на земных установках
получают в моторных аэродинамических трубах. Учитывая, что ПВРД значительно легче ГТД и ошибки, связанные с большими статическими нагрузками на аэродинамические весы, меньше, во время эксперимента может измеряться сила тяги двигателя. Для учета сопротивления стойки, на которой подвешивается двигатель и сопротивления, вызываемого интерференцией стойки с двигателем, испытания проводят с применением ложной стойки, располагаемой с противоположной стороны двигателя, идентичной несущей стойке. На и тех же режимах работы двигателя испытания проводят с ложной стойкой и без нее. Считается, что сопротивление, вызванное обтеканием стойки и интерференцией ее с двигателем, в два раза больше при двух стойках, чем при одной.
Во время экспериментов измеряют статические давления по длине двигателя на внешней обшивке и во внутренних каналах: поля полных давлений в различных сечениях диффузора, камеры сгорания и сопла, температуру газового потока в камере сгорания, температуру элементов конструкции; расход топлива и силу тяги. Эти измерения позволяют построить высотно-скоростные характеристики, характеристики процессов, протекающих в отдельных элементах двигателя и оценить эффективность охлаждения горячих узлов. Одним из важных проверяемых эксплуатационных качеств ПВРД является надежный запуск.
Лекция 6. Испытания узлов ГТД