ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работы Ф.А. Цандера по теплопередаче в ЖРД из "развитие методов теплозащиты жидкостных ракетных двигателей " Цандер не высказал новых предложений по методам охлаждени ЖРД, взяв за основу для своих дальнейших работ наиболее целесообразные идеи К.Э. Циолковского. Тем не менее среди работ пионеров ракетной техники труды Ф.А. Цандера занимают особое место он был единствен, ным исследователем, попытавшимся в конце 20-х — начале 30-х гг. создать методику расчета теплопередачи в ЖРД, некоторые особенности которой целесообразно рассмотреть здесь более подробно. [c.12] Первая задача, стоявшая перед ученым на этом пути, заключалась в том, чтобы определить состав продуктов сгорания. В общем случае эта задача в то время была неразрешимой из-за отсутствия, например, данных по константам равновесия. Поэтому Ф.А. Цандер вынужден был ограничиться приближенным решением и ввести допущение о том, что в результате сгорания топлива образуются только водяной пар, углекислый газ и (если он входил в состав топлива) азот. Погрешности, возникавшие из-за этого допущения, при расчете теплопередачи шли в запас расчета. [c.12] Далее необходимо было найденные в результате теплового расчета коэффициенты X и Ср газа аппроксимировать в область температур, характерных для ЖРД. Однако в то время в теплотехнике существовали аппроксимационные формулы, предназначенные для расчетов лишь в диапазоне температур О—1500°С. При отсутствии каких-либо иных предпосылок Ф.А. Цандер вынужден был воспользоваться этими формулами для расчетов коэффу1циентов X и Ср при температуре свыше 2500°С. Такой подход давал заметную ошибку в расчетах. Так, например, величина теплоемкости, рассчитанная нами для конкретного ЖРД по методике Ф.А. Цандера, оказалась на 20%, а величина коэффициента теплопроводности — на 25% меньше их точных значений. [c.12] При ее использовании Ф.А. Цандер попытался учееТь изменение свойств продуктов сгорания по толщине пограничного слоя, но сделал это довольно своеобразно Ср и X были взяты им при температуре в камере сгорания (в ядре потока), а Х / /— при температуре стенки, что приводило к существенной погрешности в расчете. [c.12] Формула (1) давала погрешности в расчете за счет отличия по сравнению с (3) показателей степеней при числах Ре и Рг, а также за счет отсутствия в ней параметра о. [c.13] В то время, когда Ф.А. Цандер разрабатывал свою методику, еще не были введены понятия температуры торможения и адиабатической температуры, и ученый при попытке рассчитать тепловой поток в сопле вынужден был принимать температурный напор равным Т/ — Т д// где Т/ термодинамическая температура газа в /- м сечении сопла. Такой подход также был источником дополнительной погрешности. [c.13] Для одного конкретного двигателя по формулам (1) и (3) автором был проведен сравнительный расчет распределения (по длине камеры) плотности тепловых потоков, который показал, что значения, полученные по методике Цандера для критического сечения сопла, меньше значений, полученных по современной методике, почти в 4 раза. [c.13] Погрешности в вычислении удельного теплового потока, поступающего в стенку двигателя, в сочетании с погрешностями расчета коэффициента теплоотдачи от стенки к жидкости по формуле (1) приводили к существенной ошибке в вычислении величины скорости хладагента, необходимой для поддержания температуры стенки в допустимых пределах. В результате расчет становился источником серьезных заблуждений, и многие исследователи еще до проведения соответствующих экспериментов понимали это. Так, например, В.П. Глушко в 1931 г. писал ...путем теоретических вычислений задача не может быть решена ни для одного такого конкретного случая, при котором теплопередача от газа к внутренней стенке к. сг. происходит при тех давлениях и температурах, которые имеют место в к.сг. Р (акетного) М (отора) [17, с, 2 11]. [c.13] Тем не менее сам факт появления методики Ф.А. Цандера имел для того времени определенное позитивное значение она давала возможность установить общий характер распределения теплового потока по стенке двигателя и лучше понять взаимосвязь параметров, влияющих на теплообмен. Кроме того, эта методика положила начало длительному этапу развития работ по расчету охлаждения ЖРД и была, по существу, первым для летательных аппаратов социальным заказом науке на решение принципиально новой задачи по теплопередаче. [c.13] Кроме К.Э. Циолковского и Ф.А. Цандера, проблемой охлаждения ЖРД занимался также и Ю.В. Кондратюк, который в 1929 г. в работе [401 предложил применять метод внешнего проточного регенеративного охлаждения и метод теплозащиты с помощью огнеупорных материалов [40, с. 50]. Однако значимость предложений ученого была снижена в связи с тем, что ему не принадлежит приоритет в их высказывании. [c.13] Вернуться к основной статье