ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообмен в камере из "Основы техники ракетного полета " Тепловая защита элементов конструкции относится к числу основных проблем ракетной техники. В наиболее серьезной и бескомпромиссной форме вопросы тепловой защиты предстали перед создателями уже самых первых жидкостных ракетных двигателей. Затем стала необходимой тепловая защита отделяющихся головных частей и спускаемых аппаратов. Пришлось решать эту задачу и при создании первых баллистических ракет па твердом топливе. Но на том дело не кончилось. Теперь и в жидкостных ракетных двигателях уже невозможно ограничиться тепловой защитой только камеры. Необходимо думать и об охлаждении газогенераторов и о тепловом режиме лопаток турбины. [c.187] В твердотопливных двигателях проточное охлаждение отсутствует. Наиболее теплонапряженные узлы, в частности в сопловой части, выполняются массивными, а тепловая защита основана на ином принципе. Необходимо, чтобы за довольно длительное время работы двигателя температура наиболее уязвимых узлов конструкции не поднялась выше определенного уровня. В этом случае тепловое состояние явно нестационарно, хотя поток рабочего тела и стационарен. На том же принципе основана тепловая защита и головных частей баллистических ракет и защита спускаемых космических объектов. В процессе торможения нестационарен не только тепловой режим конструкции, но сам внешний аэродинамический поток, генерпруюнщй тепло. [c.188] остановимся на наиболее простом установивиюмся тепловом режиме, свойственном камере жидкостного ракетного двигателя. Количество тепла, отводимого через стенку камеры, как мы знаем, ничтожно мало по сравнению с общей энергией потока газов. Но то, что пренебрежимо п одних случаях, в других может иметь решающее значение. Так обстоит дело и здесь. Сколь бы ни было малым количество отводимого от газа тепла, оно оказывается очень и очень большим для такого конструктивного элемента, как стенка камеры. [c.188] За меру теплового обмена прп решении подобных задач принимается плотность теплового потока д — количество тепла, проходящего в единицу времени через единицу поверхности. [c.188] Тепло от газа передается стенке двумя путями конвекцией и лучеиспусканием. [c.188] В ракетном двигателе осповнуЕО роль играет конвективный теплообмен. Частицы газа в своем движении вдоль стенки передают ей часть имеющейся у иих энергии. Но в конвективном обмене участвует, понятно, не весь объем газа, а только слой, расположенный Е1епосредственно у стенки. Его называют пограничным слоем (рис. 4.16). Характер изменения температуры в пограничном слое, его структура и толщина зависят от вязкости потока и скорости его течения — вообще, от меры турбулентности. Но не углубляясь в этот весьма специальный вопрос, будем рассматривать пограничный слой лишь как некоторую передаточную ступень, как некоторый фильтр для теплового потока, поступающего от газа к стенке. [c.188] Прежде всего она возрастает с увеличением числа активных частиц газа, находящихся в пограничном слое, т. е. с плотностью р, а также и со степенью сменяемости отдавших Погран.с.ш энергию частиц новыми, еще ие у успевшими этого сделать, т. е. [c.189] Получается, что коэффициент теплоотдачи возрастает вместе с уже знакомым нам удельным секундным расходом pto (4.19). [c.189] Здесь аж — коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости, а Тж — температура охлаждающей жидкости. [c.190] Общая картина распределения температур по нормали к охлаждаемой стенке показана на рис. 4.16. Тепловой режим внешней стенки, понятно, уже не рассматривается. [c.190] Задача охлаждения заключается в том, чтобы ограничить температуру Гг. ст и не позволить ей подняться не только до точки плавления, но и до того уровня, при котором материал практически теряет конструкционные свойства. [c.190] Посмотрим, с помощью каких средств этого можно достичь. [c.190] Вернуться к основной статье