Проектирование и испытания форсунок, изготовленных методами аддитивных технологий, для жидкостного ракетного двигателя малой тяги

Современные жидкостные ракетные двигатели малой тяги (ЖРДМТ) представляют собой сложные инженерные конструкции, к которым предъявляются очень высокие требования по эффективности, надёжности и экономичности. Для подтверждения характеристик разрабатываемых изделий необходим комплекс испытаний опытных образцов, позволяющий проверить их работоспособность в условиях, приближенных к реальным. В рамках данной работы был проведён термодинамический расчёт контура камеры ЖРДМТ для топливных компонентов, таких как жидкий керосин и газообразный кислород. Методика расчёта форсунок, использованная в работе, основана на применении критериев подобия. Это позволяет осуществлять переход от малогабаритных форсунок к форсункам, пригодным для испытаний в полномасштабных условиях, включая стендовые испытания с использованием метода «гидропролив». Для проведения испытаний была создана специализированная испытательная установка, позволяющая тестировать форсунки, изготовленные с применением современных аддитивных технологий, таких как 3D-печать из полимерных материалов. Это не только снижает стоимость создания прототипов, но и ускоряет процесс тестирования. Испытания форсунок на стенде играют ключевую роль в проверке их работоспособности. Этот метод испытаний позволяет исследовать поведение форсунок в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. В рамках данного исследования использовались форсунки, изготовленные с применением аддитивных технологий из полимерного пластика. Применение таких материалов на начальных этапах тестирования позволило сократить затраты и временные ресурсы на производство опытных образцов. Во время испытаний форсунки подвергались воздействию жидкости под заданным перепадом давления, что позволяло оценить их работоспособность, равномерность распределения топлива. Результаты проведённых испытаний продемонстрировали высокую степень соответствия теоретических расчетов с фактическими данными. Форсунки показали устойчивую работу, соответствующую расчетным характеристикам, а также доказали свою пригодность для дальнейших этапов разработки. Применение аддитивных технологий при изготовлении форсунок подтвердило свою эффективность, позволив сократить цикл создания прототипов и снизить затраты на их производство. Кроме того, методика «гидропролива» показала себя как надёжный способ проверки и верификации рабочих характеристик форсунок, что является важным этапом на пути к их внедрению в реальную эксплуатацию. Таким образом, предложенная методика, включающая использование критериев подобия и аддитивных технологий, позволяет существенно упростить процесс разработки и испытаний, повысить их точность и приблизить к реальным условиям эксплуатации. Это особенно важно для повышения надёжности и качества конечных изделий, используемых в ракетно-космической технике, что способствует снижению рисков при эксплуатации.