Struktura fali uderzeniowej w dyszy silnika rakietowego

W artykule przedstawiono różne struktury fal uderzeniowych w dyszy silnika rakietowego i w przywylotowym strumieniu zewnętrznym, występujące przy różnych uwarunkowaniach gazodynamicznych procesu. Badania przeprowadzono na podstawie wyników numerycznego modelowania turbulentnego, wysokoenergetycznego przepływu gazów prochowych w osiowosymetrycznej dyszy zbieżno-rozbieżnej silnika i w obszarze zewnętrznym, uzyskanych autorską metodą [7] rozwiązywania zagadnień początkowych dla niestacjonarnych równań problemu. W modelu fizycznym procesu uwzględniono lepkość i przewodność ciepłą gazów oraz zastosowano modele turbulencji Cebeciego-Smitha, Prandtla i k-e w wersji Lama-Bremhorsta. Wyniki symulacji przedstawiają: różne struktury fal uderzeniowych w rozbieżnej części dyszy i w strumieniu wylotowym, występujące przy różnych relacjach ciśnienia spiętrzenia gazu po do ciśnienia zewnętrznego pe (2,7,13.3); falę wiszącą w strumieniu swobodnym wypływającym z unieruchomionej dyszy w warunkach nadciśnienia wylotowego pwpz=3.1; fale uderzeniowe powstające w obszarze zewnętrznym podczas łączenia się naddźwiękowego strumienia wypływającego z dyszy i strumienia zewnętrznego opływającego dyszę z prędkością nadkrytyczną, przy podciśnieniu w środku przekroju wylotowego pw^p=0.21.