A study of combustion features of high-density propellants in a nozzle test facility | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2023. № 84. DOI: 10.17223/19988621/84/9

A study of combustion features of high-density propellants in a nozzle test facility

This paper considers the combustion of high-density propellants with the use of a manometric bomb and a nozzle test facility. The propellant combustion within the manometric bomb is explored at ignition pressures of 18, 50, and 100 MPa. The study results for the propellant combustion in the laboratory nozzle test facility, including a set of nozzles with throat diameters varying from 8 to 20 mm, are presented. The nozzle cluster allows one to adjust the opening pressure up to about 200 MPa. A microwave radar is used to detect the moment of nozzle opening. Some features of the outflow of gunpowder and propellant combustion products are revealed at various geometric dimensions of the nozzle cluster and its opening methods. The laws of propellant combustion along the end face in closed and semi-closed volumes with the gas outflow from a nozzle are obtained. Good agreement is observed in terms of the pressure curve shapes on the ascending and descending branches. The discrepancy in the maximum pressure is less than 5%. The parametric study results for the end combustion of high-density propellants at various nozzle diameters are presented. It is shown that the considered propellants can be used to maintain constant pressure in a semi-closed volume.

Download file

Counter downloads: 6

Keywords

nozzle test facility, burning law, outflow, high-density propellant, paste-like propellant

Authors

Name	Organization	E-mail
D’yachkovskiy Aleksey S.	Tomsk State University	lex_okha@mail.ru
Rogaev Konstantin S.	Tomsk State University	rogaev@ftf.tsu.ru
Ishchenko Aleksandr N.	Tomsk State University	ichan@niipmm.tsu.ru
Samorokova Nina M.	Tomsk State University	Samorokova_nina@mail.ru
Sidorov Aleksey D.	Tomsk State University	alex_sid92@mail.ru
Stepanov Evgeniy Yu.	Tomsk State University	stepanov_eu@mail.ru
Kodyakova Anastasiya D.	Tomsk State University	ssstasya.kod@mail.ru

Всего: 7

References

Lu X., Zhou Y., Yu Y. Experimental and numerical investigations on traveling charge gun using liquid fuels //j. Appl. Mech. 2011. V. 78, is. 5. Р. 051002-1- 051002-6.

Liang T., Lv B., Ma Z., Zhong-liang Xiao. The research on energy releasing control of travelling charge // International Conference on Computer Science and Electronic Technology (ICCSET 2014). 2014. P. 67-70.

Ермолаев Б.С., Сулимов А.А., Романьков А.В. Присоединенный высокоплотный заряд конвективного горения в комбинированной схеме выстрела: новые результаты // Горение и взрыв. 2013. № 6. С. 206-210.

Ермолаев Б.С., Сулимов А.А., Романьков А.В., Храповский В.Е., Беляев А.А., Кроули А.Б. Конвективное горение блочных зарядов из семиканальных пороховых зерен, ингибированных поливинилбутиралем // Химическая физика. 2015. Т. 34, № 5. С. 47-57.

Пенский О.Г., Русаков С.В. К расчету истечения пороховых газов из сосуда с соплом // Проблемы механики и управления. Нелинейные динамические системы: межвуз. сб. науч. тр. Пермь: Пермский гос. ун-т, 2007. Вып. 39. С. 184-196.

Новожилов Б.В., Каганова З.И., Беляев А.А. Нестационарные режимы горения пороха в полузамкнутом объеме // Химическая физика. 2009. Т. 28, № 12. С. 31-39.

Маршаков В.Н., Новожилов Б.В. Переходные режимы горения баллиститного пороха в полузамкнутом объеме // Химическая физика. 2011. Т. 30, № 1. С. 25-37.

Иванов С.М., Цуканов Н.А. Оценка динамических характеристик нестационарного горения твердого топлива в полузамкнутом объеме по измерениям регулируемого давления // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38, № 1. С. 80-91.

Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборонгиз, 1962. 703 с.

Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Саморокова Н.М. Интегродифференциальный метод определения законов скорости горения конденсированных систем в условиях постоянного объема // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 1. С. 67-71.

Рогаев К.С., Дьячковский А.С., Ищенко А.Н., Саморокова Н.М., Степанов Е.Ю., Гимаева Н.Р. Исследование особенностей зажигания и горения высокоплотных зарядов в условиях постоянного объема // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 81. С. 123-132.

Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическое моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 256 с.