ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные соотношения тяги и удельного импульса из "Расчет камеры жидкостного ракетного двигателя " На рис. 1.4 представлена зависимость теоретического от / . [c.9] Коэффициент тяги - общее выражение коэффициента тяги, не полностью газодинамическая функция, так как она зависит крсже газодинамических параметров еще и от соотношения. [c.9] Фактически это означает, что в даннсж случае вся располагаемая тепловая энергия рабочего тела преобразовывается в кинетическую энергию истекающей струи. [c.12] Характеристическая скорость, как следует из приведенных соотношений, практически определяет располагаемую ТЭ, которая может быть преобразована при расширении в полезную КЭ истекающего потока. [c.12] В реальных химических ракетных двигателях располагаемая ТЭ рабочего тела - продуктов сгорания топлива - определяется химической природой последнего. Следовательно, характеристическая скорость определяет энергетическую мощность топлива. Поэтому она является важнейшей термодинамической характеристикой топлива, которая определяет его энергетические возможности и обеспечение соответствующего удельного импульса. [c.12] В качестве примера в табл. 1.3 приведены при = 10 МПа и 0д = 0,01 МПа основные термодинамические характеристики некоторых топлив максимальный удельный импульс в пустоте, характеристическая скорость, коэффициент тяги в пустоте и соответствующий им коэффициент избытка окислителя, плотность топлива. [c.12] При разработке двигателя важнейпей задачей является достижение максиыальной экономичности - удельного импульса, который в большой степени зависит от совершенства камеры двигателя. Поэтому в ходе проектирования, а затем при испытаниях постоянно приходится оценивать степень совершенства камеры. [c.13] Таким образом, основной энергетической оценкой совершенства камеры двигателя, отражающей все потери в ней, является коэффици-ент. Однако для проектировщика и исследователя суммарная оценка совершенства камеры двигателя является недостаточной.. Работая над повышением удельного импульса путем совершенствования камеры двигателя, эту суммарную оценку желательно разделить на составляющие, каждая иэ которых отражала бы определенные виды потерь и была бы связана с определенными составляющими рабочего процесса в камере двигателя. [c.14] Характеристическая скорость, как известно, определяется тепловой энергией, подведенной в КС к продуктам сгорания и, следовательно, коэффициент P характеризует совершенство процесса преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию, что происходит в КС. [c.14] Коэффициент тяги в пустоте я -ляется галодинамической функцией и определяется относительной скоростью на срезе сопла. Следовательно, коэффициент 1- характеризует совершенство процесса преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию, что происходит в сопле. [c.14] Теоретические значения коэффициента тяги в пустоте и характеристической скорости, как известно, определяются из термодинамического расчета горения топлива и истечения ПС и могут быть найдены о высокой точностью - точностью современного термодинамического расчета. [c.15] Таким образом, приведенная методика позволяет с определенной погрешностью разделить суммарные потери удельного импульса на потери в камере сгорания и сопле и тем самым оценить их совершенство в целом. [c.16] Камера ракетного двигателя, как известно, р 1звивает максимальный удельный импульс при работе на расчетном режиме, когда давление на срезе сопла оказывается равным давлению внешней среды. [c.16] Из этих режимов наиболее сложными для расчета характеристик тяги и удельного импульса являются режимы с большим перерасшире- нием, при которых возникает отрыв потока от стенки сопла. Дело в том, что приведенные выше соотношения тяги и удельного импульса в этом случае оказываются непригодными для расчета. [c.17] На режимах перерасширения истекающий из сопла поток приспосабливается к повышенному давлению среды, проходя через систему скачков уплотнения, которая устанавливается на срезе сопла. Эта система скачков уплотнения, состоящая из двух косых и замыкающего прямого (причем в реальных условиях переменной интенсивности), называется мостообразным скачком. По мере увеличения степени перерасширения система скачков деформируется косой скачок, отходящий от кромки среза сопла, располагается круче, а замыкающий прямой, увеличиваясь в диаметре, приближается к срезу сопла. [c.17] На рис. 1.6 схематически показана картина такой последовательной деформации мостообразного скачка. [c.17] При степени перерасширения больше предельной прямой скачок уходит в глуОь сопла, а со среза сопла будет истекать дозвуковой поток с давлением, равным внешнему давлению. На рис. 1.7 показано изменение давления по соплу в этш случае. До давления/ , имеет место изоэнтропическое расширение и параметры потока здесь не зависят от внешней среды в прямом скачке давление повышается до величины р , а скорость становится дозвуковой после скачка дозвуковой поток в расширяющейся части сопла ведет себя как в диффузоре скорость уменьшается, а статическое давление растет до на срезе сопла. [c.18] В случае течения реального газа из-за наличия пограничного слоя картина течения при перерасширении потока в сопле будет несколько другой по мере увеличения перерасширения система скачков, деформируясь, в некоторый момент уходит в глубь сопла, вызывая при этом отрыв потока от стенки. [c.18] Приведенные соотношения (хотя и приближенные) удобны для использования в расчетной практике. [c.22] Вернуться к основной статье