1 ПАО «Научно-производственное объединение «Искра», Пермь, Россия 2 Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСЧЕТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ УСИЛИЙ ОТ ГАЗОВЫХ РУЛЕЙ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯПредставлены результаты численного моделирования, проведенного в коммерческом пакете вычислительной газодинамики (ВГД), по определению управляющих усилий (УУ) газовых рулей (ГР). Целью исследования является ап-робация результатов расчета по определению УУ создаваемого ГР при помощи коммерческого пакета ВГД, так как су-ществующие инженерные методики по их оценке зачастую не позволяют выполнять расчеты с требуемой точностью. Другим стимулом для использования коммерческого пакета газодинамики является возможность более подробного рассмотрения газодинамических процессов во время функционирования ГР, а именно возможность визуализации сложной картины течения, реализующегося при взаимодействии продуктов сгорания с ГР. При проведении численного моделирования решалось несколько стационарных задач ВГД, а унесенный профиль пера ГР был создан на базе ре-ального, который сохранился после стендовых испытаний. В процессе выполнения работы были созданы расчетные модели для начального и конечного этапов работы двигателя с учетом разгара пера ГР; создана качественная расчет-ная сетка; определены параметры потока, необходимые для проведения численного эксперимента с необходимой точ-ностью; проведен анализ полученных результатов расчета, который позволил выявить особенности формирования УУ.Ключевые слова: газовый руль, управляющее усилие, ракетный двигатель твердого топлива, численное моде-лирование, вычислительная газодинамика. SOME ISSUES OF CALCULATION OF STEERING EFFORTS OF ROCKET MOTOR JET VANESThis paper presents the results of numerical simulations carried out in a commercial package of computational fluid dynamics (CFD) to determine the steering effort (SE) of jet vanes (JV). The aim of this study is to test the computational results for determining SE generated by JV by means of the commercial package CFD, as existing methods to assess the control efforts are often not enough to satisfy the required accuracy. Another incentive for use of commercial gas dynamic package is the ability to consider dynamic processes in detail during the operation of the JV, namely, the ability to visualize complex flow patterns occurring in the interaction of the combustion products with JV. During the numerical simulation some stationary CFD problems were solved. The profile of the JV erosion was created on the basis of the real one preserved after firing bench tests. Computational models for the initial and final phases of the motor operation were made, taking into account the JV erosion. A high-quality computational grid was created. The flow parameters required for carrying out the numerical experiment with the required accuracy were found. The computational results revealing features of SE formation were analyzed. The paper provides comparing the results of solving the problem in three-dimension...

By using advanced computational tools, we developed an engineering design procedure to determine the steering effort generated due to the deviation of the jet vane in the solid engine. In addition to testing the calculation data, the aim of this study is to have an opportunity of a more detailed examination of the jet vane effect on the flow in a rocket engine, followed by visualization of the processes.

No abstract

A feature of the gas-dynamic tunnel (GDT) for testing a solid rocket motor (SRM) is a heat impact on the structure in the two-phase jet attachment zone of combustion products (gas and condensed phase) to the diffuser wall. Therefore, in the GDT for SRM tests there is a combined cooling system: along with regenerative cooling it contains water injection into the zone where two-phase jet of the combustion products attaches to diffuser wall. At the same time it is essential to organize the water injection into the GDT tract. It is necessary to select the flow of water supplied to the injection, the diameter, location, and orientation of the nozzles through which water injection. The bad choice of the above parameters can lead to inefficient cooling GDT, reducing service life and impossibility of the Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 45 Моделирование газодинамических процессов в тракте газодинамической трубы 225 unseparated outflow from a nozzle. The numerical simulation of the gas-dynamic processes in the GTD tract was performed in a software package for computational gas dynamics. The focus is on the complex implementation of a multi-component multi-phase flow during simultaneous operation of SRM and water spray system, taking into account the phase transition of water droplets to the vapor state. The comparison of the results of computational experiments with the experimental data was carried out. The ways of improving the efficiency of the cooling GDT by more reasonable design of the water spray system were suggested.