ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предельное давление в камере двигателя с дожиганием генераторного газа из "Статика и динамика ракетных двигательных установок Том 1 " В двигателях, предназначенных для первых ступеней ракет, оптимальная величина давления на срезе сопла р при переменном внешнем давлении составляет 0,04—0,07 МПа. Поэтому для повышения удельного импульса тяги необходимо иметь максимально возможное давление в камере двигателя. С увеличением р растет масса двигателя. Однако, как было псхазано выше, для первых ступеней ракет рост массы двигателя оказывает слабое влияние на снижение конечной скорости ракеты и значительное — на повышение удельного импульса тяги. Однако величина давления в камере двигателей с дожиганием генераторного газа ограничивается энергетическими возможностями схемы. [c.25] Это уравнение включает все основные параметры двигателя — давление в камере сгорания, температуру и перепад давления газа на турбине, гидравлические сопротивления трактов и др. [c.26] К потребляемым мощностям относятся мощности, затрачиваемые на привод основных, вспомогательных и подкачивающих насосов, а также мощности, отбираемые на привод энергосистем двигательной установки. [c.26] Располагаемые мощности — это мощности, снимаемые с турбин. В общем случае как потребляемые, так и располагаемые мощности зависят от давления, развиваемого насосами, давления в камере сгорания, температуры и состава газов на турбине, перепада давления на турбинах и коэффициентов полезного действия насосов и турбин. [c.26] Рассмотрим энергетические возможности двигателя, т. е. условия выполнения равенства (1.35). [c.26] С увеличением давления в камере двигателя возрастает давление за насосами, т. е. возрастает мощность, потребляемая насосами. Для упрощения рассуждений принимается постоянный расход топлива через камеру двигателя. При этом изменение достигается изменением величины площади критического сечения сопла. При переменном расходе через камеру качественная взаимо--связь параметров не изменится. [c.26] Из уравнения (1.36) следует, что при заданном т),, увеличение мощности турбины может быть достигнуто путем увеличения расхода /п , величины ( Т)рг и перепада давления на турбине Рвых/Рвх- Однако величина () Т)гг для заданного топлива, которая определяется допустимой температурой газа, выбираемой из условия термостойкости рабочих лопаток, практически остается постоянной. [c.26] Расход через турбину т,. для заданной схемы двигателя также величина постоянная, так как один из компонентов целиком поступает в газогенератор, а соотношение компонентов определяется допустимой температурой газа. [c.27] Следовательно, при повышении Ру. для увеличения мощности турбины необходимо повышать перепад давления на турбине. [c.27] На рис. 1.14 показан характер изменения мощности турбины и мощности насосов при разных давлениях в камере. [c.27] В двигателе, выполненном по схеме Г—Ж, один из компонентов топлива целиком из насоса поступает на газификацию в газогенератор. [c.27] Так как давление в газогенераторе больше давления в камере сгорания, то целесообразно для подачи дополнительного компонента в газогенератор (окислителя в восстановительной схеме и горючего в окислительной схеме) устанавливать дополнительный насос. При этом, очевидно, давление подачи основного насоса, подающего компонент в камеру сгорания, будет ниже, чем давление подачи дополнительного насоса. Это приведет к уменьшению мощности, потребляемой насосами, что, в свою очередь, позволит уменьшить давление в газогенераторе. В случае применения дополнительных насосов в уравнение (1.38) необходимо добавить член, содержащий мощность дополнительного насоса. [c.28] Определим расходы компонентов топлива через их соотношения К. [c.28] В двигательной установке, выполненной по схеме Г—Г, горючее и окислитель из насосов поступают с заданными соотношениями в окислительный и восстановительный газогенераторы. Газообразные продукты сгорания ГГ исполь зуются для привода турбины ТНА системы окислителя и турбины ТНА системы горючего. [c.30] Подставляя (1.59) в уравнение (1.56), получим максимально возможные давле- ния в камере сгорания, реализуемые контуром окислителя и горючего. [c.31] Из полученных давлений принимается меньшее. [c.31] Коэффициент полезного действия ТНА не зависит от давления в камере сгорания, но зависит от тяги двигателя. С увеличением тяги двигателя коэффициенты полезного действия насосов увеличиваются из-за уменьшения гидравлических потерь. Это объясняется тем, что с увеличением тяги уменьшается доля расхода, приходящаяся на единицу поверхности. [c.32] Аналогично с увеличением тяги уменьшаются потери давления в магистралях и в основном из-за уменьшения гидравлических потерь в системе охлаждения. [c.32] Таким образом, из приведенного анализа следует, что с ростом тяги двигателя максимальное давление в камере сгорания увеличивается, а величина максимального давления в камере сгорания зависит от схемы двигателя. [c.32] максимальное давление в камере сгорания пропорционально параметру с, который в основном определяется только схемой двигателя. [c.32] Вернуться к основной статье