Расчет $\mathrm{HF}$-химических лазеров с учетом взаимного влияния процессов в зоне горения и в сопловом блоке

Представлены результаты численного исследования сверхзвукового горения в непрерывных $\mathrm{HF}$-химических лазерах с различными конструкциями сопловых блоков, предназначенных для раздельной подачи горючего и окислителя в полость резонатора. Расчеты выполнены в рамках двумерных уравнений Навье-Стокса для многокомпонентной реагирующей смеси с учетом неравновесного распределения энергии по колебательным уровням молекул $\mathrm{HF}$ и вынужденного лазерного излучения. Основная задача работы состояла в изучении механизма и степени обратного влияния процессов, протекающих в зоне смешения и горения сверхзвуковых струй в резонаторе лазера, на характеристики потока в сопловом блоке. С этой целью, как полость резонатора, так и сопловой блок включались в расчетную область. Продемонстрировано, что указанное обратное влияние может приводить к существенной перестройке потока в окрестности среза соплового блока вплоть до отрыва пограничного слоя на стенках одного из сопел и воспламенения смеси внутри сопла. Это влечет за собой значительную деформацию зоны смешения струй горючего и окислителя и изменение интегральной скорости горения и выходных энергетических характеристик лазера. Получены данные о влиянии режимных параметров и геометрических характеристик соплового блока на процессы, протекающие в резонаторе, и на мощность генерируемого излучения.