Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В настоящее время интенсивно развиваются и находят все более широкое применение импульсные ракетные двигатели на энергетических конденсированных материалах (ЭКМ), предназначенные для создания значительной тяги в течение короткого промежутка времени. Импульсные двигатели применяются в маршевых двигательных установках и ДУ систем коррекции высокоточных летательных аппаратов, как вспомогательные двигатели ракет космического и иного назначения. Так же возможно их применение в качестве маршевых ДУ реактивных снарядов ствольных артиллерийских систем.
Для эффективного проектирования, производства и эксплуатации подобных двигателей необходимо иметь исчерпывающую информацию по характеристикам горения широкой номенклатуры существующих металлизированных ЭКМ, а также иметь средства экспериментального определения характеристик и особенностей горения новых рецептур в широком диапазоне величины и скорости изменения давления.
Скорость горения ЭКМ является основным параметром, используемым при проектировании ракетных двигателей. При наличии стационарных процессов требуется знать величину зависимости этой величины от давления с погрешностью примерно 0,5 % и ниже. Однако в процессе запуска и основного режима работы двигательной установки возникают нестационарные процессы (рост и спад давления с различными скоростями). Исследования нестационарного режима горения ЭКМ могут дать полезную информацию о механизме горения и служить базисом для проверки имеющихся моделей горения. Анализ нестационарного горения проведен в [1].
Одним из перспективных методов экспериментального исследования механизма горения ЭКМ является метод сверхвысокочастотного излучения (СВЧ) [2–4]. Электромагнитные волны способны распространяться в диэлектрических средах (рассеиваясь и/или поглощаясь), а также отражаться от поверхностей резкой смены диэлектрических параметров, в том числе и от металлических поверхностей. Это свойство позволяет определять параметры горения ЭКМ как в стационарных, так и в нестационарных условиях. Практическая реализация данного метода измерения сопряжена с рядом сложностей, часть из которых описана в работе [5].
В настоящее время в энергосиловых установках применяются металлизированные ЭКМ, содержащие порошкообразные добавки металлов и их соединений. В продуктах сгорания таких веществ содержатся металлические частицы конденсированной фазы, размеры которых не превышают десятых долей миллиметра. В этом случае взаимодействие электромагнитного излучения с диэлектрическими частицами (частицами окислителя смесевой ЭКМ, например) соответствует рассеянию Рэлея (частный случай рассеяния Ми для частиц, размер которых много меньше длины волны излучения) и происходит без изменения фазы.
В данной работе моделируется процесс взаимодействия единичной частицы конденсированной фазы с падающей на нее электромагнитной волной, частота которой составляет 9,027 ГГц (длина волны 0,0332 м). При этом сама частица имеет сферическую форму, находится в вакууме и не испытывает эффекта отражения волны от других поверхностей.
При моделировании процесса взаимодействия падающей волны с частицей определяются электрическое поле внутри единичной частицы, вызванное самой падающей волной, и возникающая дополнительная поляризация в области расположения частицы. Интерес представляет индикатриса рассеяния одной частицей, т. к. в зависимости от соотношения размера частицы и длины волны возможна асимметрия рассеяния вперед и назад. Также рассмотрены параметры результирующей стоячей волны, образованной падающей и отраженной волнами.
В результаты получены величины комплексной амплитуды суммарной волны, построена индикатриса рассеяния.
