Symulacje numeryczne pól temperatury w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego przeciwlotniczej rakiety krótkiego zasięgu z wkładką w przekroju krytycznym wykonaną z różnych materiałów

• Autorzy: Zieliński Mateusz , Koniorczyk Piotr , Zmywaczyk Janusz , Preiskorn Marek

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.6955

Warianty tytułu

EN

Numerical simulations of temperature fields in the uncooled nozzle of a short-range anti-aircraft rocket engine with an insert in the critical section made of various materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono symulacje numeryczne nieustalonego przewodzenia ciepła w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego przeciwlotniczej rakiety krótkiego zasięgu. Obliczenia wykonano dla konfiguracji dyszy z wkładką w przekroju krytycznym wykonaną z różnych materiałów. Jako materiał wkładki zastosowano: grafit POCO, ceramikę Al₂O₃, ceramikę ZrO₂-3Y₂O₃. Dla porównania przeprowadzono również symulacje numeryczne wymiany ciepła w dyszy wykonanej w całości ze stali St 45, której temperatura topnienia wynosi 1700 K. Czas pracy silnika był rzędu 3 s. Symulacje numeryczne wykonano za pomocą programu CO MSOL Multiphysics. Wyniki obliczeń podano w postaci zależności temperatury oraz gęstości strumienia ciepła w funkcji czasu w przekroju krytycznym.

EN

The paper presents numerical simulations of transient heat conduction in the uncooled nozzle of a short-range anti-aircraft rocket engine. The calculations were made for the configuration of the nozzle with an insert in the critical section made of various materials. The inserts used were: POCO graphite, Al₂O₃ ceramics, and ZrO₂-3Y₂O₃ ceramics. For comparison, numerical simulations of the heat transfer in a nozzle made entirely of St 45 steel, the melting point of which is 1700 K, were also carried out. The engine’s working time was of the order of 3 s. Numerical simulations were performed using the CO MSOL program. The calculation results are given in the form of temperature dependence and heat flux density as a function of time in the critical cross-section.

Słowa kluczowe

PL

inżynieria mechaniczna; niechłodzona dysza; silnik rakietowy; pole temperatury

EN

non-cooled nozzle; rocket engine; temperature field

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 70, nr 1
• Strony: 15--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zieliński Mateusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-9078-4096

autor

Koniorczyk Piotr

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-3538-6778

autor

Zmywaczyk Janusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-7350-5411

autor

Preiskorn Marek

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-4601-3547

Bibliografia

• [1] Preiskorn M., Wiśniewski S., Określanie nieustalonych pól temperatur w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego na analogu rezystorowym, Biuletyn WAT , 5, 1970, 19-30.
• [2] Torecki S., Silniki rakietowe, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1984.
• [3] Preiskorn M., Koniorczyk P., Zygmunt B., Obliczenia numeryczne nieustalonych pól temperatur w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego przeciwlotniczej rakiety krótkiego zasięgu, Biuletyn WAT , 60, 2, 2011, 47-61.
• [4] Preiskorn M., Koniorczyk P., Zygmunt B., Obliczenia numeryczne nieustalonych pól temperatur w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego z wkładką o minimalnej przewodności cieplnej w kierunku promieniowym, Problemy Mechatroniki, vol. 2, nr 4, 2011, 47-60.
• [5] Material Property Database MPDG v. 7.08, JAHM Software, Inc. USA, 2009.
• [6] Stal węglowa konstrukcyjna wyższej jakości ogólnego przeznaczenia, http://cdsc.ippt.gov.pl/Baza/Stale konstrukcyjne węglowe.
• [7] Orłow B.W., Mazing G. Ju, Tiermodinamiczeskije i ballisticzeskije osnowy projektorowanja rakietnych dwigatielej na twierdom topliwie, Maszinostrojenije, Moskwa 1968.
• [8] Dobrowolskij M.W., Żidkostnyje rakietnyje dwigatieli, Maszinostrojenije, Moskwa 1968.
• [9] Back L.H., Massier P.F., Gier H.L., Convective heat transfer in a convergent divergent nozzle, Int. J. Heat Mass Transfer, 5, 1964, 89-95.
• [10] Davey T.B., Entrance region heat transfer coefficients, Heat Transfer, 59, 1963, 37-45.
• [11] Wiśniewski S., Wiśniewski T.S., Wymiana ciepła, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.

Uwagi

Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2010-2011 jako projekt rozwojowy nr O R 00 0002 09.