5.6.2. ИЗМЕРЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГОРЕНИЯ
В работе [136] со ссылками на 38 библиографических источников приведены обширные экспериментальные данные по измерениям чувствительности горения, включая описание 13 разных методов с их характеристиками, а также оценки их эффективности. Наиболее широко для этих целей используются камеры,
Рис. 63. Схема конструкции
-камеры
воспламенитель; 2 — датчик давления; 3 — заряды
отвод газов к выравнивающей емкости; 5 — дефлекторы; 6 — выравнивающая емкость.
соединенные с ресиверами для поддержания заданного уровня давления (рис. 63), известные под названием
-образных, или
-камер сгорания. В литературе сообщается о более чем 40 000 огневых испытаний в таких устройствах, результаты которых используются на практике для исследования неустойчивости в РДТТ. Конструкция
-камеры хорошо приспособлена для выявления связи между колебаниями давления и откликом скорости горения
-камеры усовершенствованной конструкции использовались для изучения чувствительности, обусловленной скоростью. Использование
-камер детально обсуждается также в недавней работе [51]. Типовая
-камера (см. [29, 33, 51, 136]), показанная на рис. 63, состоит из цилиндрической полости, по торцам которой размещаются два диска испытуемого топлива, и присоединенного к ней уравнительного резервуара, заполняемого азотом до заданного среднего давления. После воспламенения топлива продукты горения вытесняют холодный азот из камеры сгорания, и в ней возникают колебания, амплитуда которых может нарастать экспоненциально по времени до тех пор, пока ее не начнут ограничивать нелинейные эффекты (рис. 64). После сгорания топлива колебания затухают приблизительно по экспоненциальному закону. При простейшем анализе предполагают, что в период нарастания и затухания колебаний демпфирование одинаково. Тогда начальная скорость нарастания колебаний будет определяться суммарным вкладом реакции горения
и наблюдаемой скорости затухания
Следовательно,
где
отрицательно. Величины
можно измерить по записям испытаний (рис. 65) или вычислить путем обработки на ЭВМ цифровых данных опытной зависимости давление — время. Величину
можно определить в каком-либо диапазоне частот, проводя испытания на
-камерах различной длины. Для сравнительного анализа разных топлив может оказаться
Рис. 64. Регистрограммы давление — время при огневом испытании в
поучительным прямое сопоставление графиков зависимости
от частоты, выполненное в работе [31] (см. рис. 65).
Метод
-камеры наиболее широко применяется для определения функций чувствительности, однако это не единственный и не всегда наилучший метод экспериментальной оценки характеристик чувствительности. Другие методы описаны в работах [51, 136].