Multiparameter optimization of operating control by the trust vector based on the jet injection into the supersonic part of a nozzle

Рассматриваются процессы, сопровождающие вдув сверхзвуковой струи газа в расширяющуюся часть сопла, применительно к созданию управляющих усилий в ракетных двигателях. Разрабатывается подход к многопараметрической оптимизации геометрической формы сопла и параметров вдува струи в сверхзвуковой поток, основанный на применении численной модели турбулентного течения вязкого сжимаемого газа. В качестве параметров оптимизации используются степень нерасчетности вдуваемой струи, угол наклона сопла вдува к оси основного сопла, удаление сопла вдува от критического сечения основного сопла и форма выходного сечения сопла вдува. Проводится сравнение результатов расчетов, полученных для различных конфигураций системы подвода вдуваемого газа. Делаются выводы о влиянии входных параметров задачи на коэффициент изменения тяги сопла. The processes accompanying the supersonic jet injection into the divergent part of a nozzle are considered for the creation of control forces in rocket engines. An approach to the multiparameter optimization of the nozzle's geometric shape and the parameters of jet injection into the supersonic flow based on the application of a numerical model of the turbulent flow of a viscous compressible gas is proposed. The optimization parameters include the pressure ratio in the injection flow and nozzle flow, the angle of inclination of the nozzle to the axis of the main nozzle, the distance from the injection nozzle to the critical section of the main nozzle, and the shape of the injection nozzle outlet section. The numerical results obtained for various configurations of the trust control system are compared. A number of conclusions concerning the effect of input parameters on the trust coefficient are made.