Причины разрушения ракетных двигателей выяснили ученые из Японии

Причины нестабильности работы ракетного двигателя с помощью математических методов выявили японские ученые, 22 июля сообщает журнал Physics of Fluids.

В камерах сгорания ракетных двигателей наблюдаются нелинейные взаимодействия между турбулентными потоками топлива и окислителя, звуковыми волнами и теплом, выделяемым в результате химических реакций. Они вызывают нестабильное явление, называемое «колебаниями горения». Сила воздействия при этом на корпус камеры сгорания достаточно высока и может вызвать катастрофический отказ двигателя.

Ученые из Токийского университета науки (TUS) в сотрудничестве с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) использовали расширенный анализ временных рядов, основанный на сложных системах, чтобы выяснить причины возникновения неустойчивостей.

«Наша главная цель состояла в том, чтобы раскрыть физический механизм, лежащий в основе формирования и поддержания высокочастотных колебаний горения в цилиндрической камере сгорания, используя сложные аналитические методы», — сказал профессор Хироси Готода.

Камера сгорания, которую ученые выбрали для моделирования, является частью одного модельного ракетного двигателя. Они смогли точно определить момент перехода от стабильного состояния горения к колебаниям горения и визуализировать его.

Полученные результаты являются значительными, и можно ожидать, что они позволят по-новому подойти к исследованиям колебаний горения в критических двигателях.