Двигатель на химическом топливе

Для пленочного кипения характерно существование паровой пленки, покрывающей поверхность нагрева. Пленочное кипение происходит при большей разности температур между твердой поверхностью и жидкостью. Для воды (и большинства органических жидкостей) при атмосферном давлении этот температурный напор составляет > 100°. Пленочное кипение наблюдается в быстродействующих перегонных аппаратах, при кипении криогенных жидкостей, охлаждении двигателей на химическом топливе, охлаждении реакторов и др. При высоких давлениях коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении может так возрасти, что пережога поверхности нагрева не наступает. При высоких температурах при пленочном кипении значительное количество теплоты передается излучением, поэтому коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении зависит от излучательных свойств поверхности теплообмена, поверхности жидкости и самого пара. Расчетные зависимости для коэффициентов теплоотдачи при ламинарном движении паровой пленки могут быть получены теоретическим путем. В развернутой форме эта зависимость имеет вид [c.202]

Пленочное кипение наблюдается при закалке металлов в жидкой среде, в ряде быстродействующих перегонных аппаратов, при кипении криогенных жидкостей, при охлаждении жидкостью ракетных двигателей на химическом топливе и атомных ракетных двигателей. При высоких давлениях абсолютная величина а при пленочном кипении.становится значительной (рис. 13-18), поэтому пережога кипятильной трубы [c.317]

Для меня доставляет большое удовлетворение написать введение к переводу на русский язык моей монографии о перспективных ракетных двигателях на химическом топливе, особенно в связи с учетом большого вклада советских ученых и конструкторов в развитие ракетно-космической техники. [c.5]

Предлагаемая книга содержит описание последних достижений в области ракетных двигателей на химическом топливе, включая характеристики двигательных установок, свойства топлив и технологию их промышленного изготовления, механизм горения и устойчивость, совместимость двигателя с ракетой, управление направлением и величиной тяги. Уже имеются специальные монографии и по твердым топливам [103, 178], и по жидким [67] здесь, пожалуй, впервые оба эти типа ракетных двигателей рассмотрены совместно. Кроме того, в книге показано, как изложенные теоретические принципы применяются на практике к высокоэффективным двигательным установкам (ДУ) ракет-носителей и космических летательных аппаратов. [c.13]

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ХИМИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ [c.15]

Характеристики ракетных двигателей на химическом топливе [c.17]

РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ НА ХИМИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ [c.294]

Значения, полученные для отношения масс и Мо, разумеется, совершенно нереальны для одноступенчатого корабля с двигателем на химическом топливе. Однако значение Мо щ позволяет предположить, что реальные успехи могут быть достигнуты при ПОМОШ.И каких-либо вариантов метода встреч на орбите. [c.412]

Многословие термина провоцирует его сокращение, и удельный импульс тяги ЖРД нередко называют удельным импульсом, что влечет за собой смысловое искажение. Выручает, однако, десятикратное числовое различие. Если в технической документации для двигателя на химическом топливе удельный импульс указан в сотнях единиц, значит, речь действительно идет об удельном импульсе, измеряемом в сек если же — в тысячах, можно не сомневаться, что это — удельный импульс тяги ЖРД, выраженный в м/сек. [c.25]

Энергия топлива может выделяться как в результате химических, так и ядерных реакций. Соответственно этому установилось и название двигателей. Рассмотренные в предыдущих главах жидкостные и твердотопливные двигатели относятся к классу химических двигателей или двигателей на химическом топливе. Если же речь идет о двигателе, который получает энергию в результате ядерных реакций, то его соответственно называют ядерным. [c.196]

Конструкция космического корабля для доставки людей и материалов на поверхность Луны и возвращения людей на Землю и схема перелета по маршруту Земля — Луна и обратно существенно отличались от проекта Аполлон для создания военной базы на Луне предусматривался пятиступенчатый пилотируемый аппарат с двигателями на химическом топливе, который должен был выполнить прямой перелет на Луну, минуя околоземную и окололунную орбиты. [c.361]

Тематику этих исследований, публикуемых в журналах прикладной физики, механики и математики, в общих чертах можно охарактеризовать следующим образом. Первая группа дисциплин объединяет химическую, топливную и пищевую промышленность, агротехнику, целлюлозно-бумажную промышленность, коллоидную химию и физику грунтов. Каждая из дисциплин рассматривает ряд вопросов, касающихся транспортеров, пневматических конвейеров, гетерогенных реакторов, распылительных сушилок, псевдоожижения, осаждения, уплотненных слоев, экстракции, абсорбции, испарения и вихревых уловителей. В группе дисциплин, включающих метеорологию, геофизику, электротехнику, сантехнику, гидравлику, фоторепродукцию и реологию, мы сталкиваемся с такими вопросами, как седиментация, пористость сред, перенос и рассеяние, выпадение радиоактивных осадков, контроль за загрязнением воздуха и воды, образование заряда на каплях и коалесценция, электростатическое осаждение и ксерография. В механике, ядерной и вакуумной технике, акустике и медицине исследуются процессы горения, кипения, распыления, кавитации, перекачивания криогенных жидкостей, подачи теплоносителя и топлива в реакторах, затухания и дисперсии звука, обнаружения подводных объектов, течения и свертывания крови. В общих разделах космической науки и техники исследуются сопротивление движению искусственных спутников, взаимодействие космических аппаратов с ионосферой, использование коллоидного топлива для ракетных двигателей, рассеяние радиоволн, абляция, ракетные двигатели на металлизированном топливе, МГД-генераторы и ускорители. [c.9]

Каким средствам предстоит осуществить полеты на ближайшие планеты Это будут, вероятно, ракеты, работающие на химическом топливе того типа, что используется сегодня для запуска космических кораблей. А более дальние рейсы — за пределы орбиты Марса,— вероятно, сделает возможными только ракетный двигатель, работающий на ядерном топливе. Однако создание таких двигателей — дело совсем не простое. [c.189]

Ракетные двигатели подразделяются на двигатели с химическим топливом и ядерные ракетные двигатели. [c.351]

Следует отметить, что хотя тяга ядерных ракетных двигателей невелика по сравнению с тягой химических ракетных двигателей, ядерный двигатель может работать в течение гораздо большего (на много порядков) времени, чем ракетный двигатель с химическим топливом. Поэтому ЯРД является весьма перспективным типом двигателя для управляемых межпланетных космических кораблей. Для старта такого корабля с Земли, по-видимому, должны быть использованы двигатели с химическим топливом, а ЯРД используется для полета за пределами земного притяжения. [c.355]

Фиг. 66. Сравнение веса горючего в реактивном двигателе, работающем на химическом топливе, и в реактивном двигателе с ядерным реактором. Ядерный реактор выгоден тогда, когда q—количество тепла, выделяемого в реакторе в 1 сек. (на материала реактора), и время работы реактора отвечают точкам, лежащим выше кривой. Для точек, лежащих ниже кривой, двигатель с химическим горючим более выгоден.

Практически на любом топливе можно достичь минимального уровня токсичности двигателя путем оптимизации процесса сгорания, физико-химической обработки ОГ (переход на дизельный цикл, введение нейтрализации и рециркуляции ОГ, применения присадок). В зависимости от структуры топливного баланса применяются и будут применяться жидкие и газообразные топлива разного химического состава — углеводородные, спиртовые, эфирные, аминные, водород и другие, а также присадки. [c.52]

Развитие космической ракетной техники привело к выделению двух классов задач о полете ракет с двигателями на химическом топливе, т. е. задач о полете с боль-1П0Й тягой (в этом случае на единицу тяги приходится малый вес), и о полете ракет с двигателями малой тяги. Двигатели малохт тяги характеризуют то, что на единицу тяги приходится большо вес, по этот недостаток компенсируется продолжительностью действия тяги при малом расходе массы (для электрореактпвных двигателей) или даже нулевом (для солнечного паруса ). [c.308]

За основу предлагаемой монографии принят курс лекций по ракетным двигателям на химическом топливе, который я читал в течение многих лет в Хайфском технологическом институте (Израиль) и в 1985 г. — на факультете аэрокосмической техники Технического университета в г. Делфт (Нидерланды). Я хотел бы выразить признательность профессору Н. Виттенбергу за поддержку и моим коллегам д-ру А. Перецу и д-ру А. Гани за сделанные ценные замечания. [c.14]

В гл. 1 характеристики ракетных двигателей на химическом топливе рассматривались в общем виде с учетом влияния процессов химического превращения, включая неравновесные химические реакции. В этой главе рассмотрены главным образом методы прогнозирования реальных характеристик горения ТРТ с учетом различных потерь и основных эффектов, вызывающих отклонение от идеальных характеристик ТРТ, таких, как эрозионное горение, вращение РДТТ и деформация заряда. Описываемые методы разработаны Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе (США) во второй половине 1960-х гг. и описаны в работе [122J. С тех пор эти методы не претерпели каких-либо существенных изменений, хотя база данных значительно расширилась [26] и разработаны более сложные вычислительные программы, такие, как SPP (программа расчета характеристик ТРТ [34, 52, 105]). [c.102]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

Для ракетных двигателей на химическом топливе наибольшие значения удельного импульса получаются для фторводородных смесей и достигают значений /5=450—470 кГ/кГ/сек. [c.29]

Пленочное кипение наблюдается при закаЛке металлов в жидкой среде, в ряде быстродействующих перегонных аппаратов, при кипении криогенных жидкостей. Пленочный режим кипения имеет место при охлаждении жидкостью ракетных двигателей на химическом топливе и атомных ракетных двигателей. При высоких давлениях абсолютная величина а при пленочном кипении становится значительной. Поэтому пережога котельной трубы не происходит, хотя температурный напор между стенкой и жидкостью заметно повышается. Это делает допустимым использование процессов теплообмена с пленочным кипением также в различных парогенерирующих устройствах [Л. 38а]. [c.309]

В качестве ракетного двигателя в схеме РПД могут быть использованы как двигатели на химическом топливе (РДТТ, ЖРД), так и ядерные, выбрасывающие при работе огромное количество водорода, который может дожигаться в эжектируемом воздухе [17]. По простоте конструкции и высокой надежности иностранные специалисты считают наиболее целесообразным применение РДТТ. [c.14]

Двигатели с химическим топливом в свою очередь делятся на две основные группы — ракетные двигатели с твердым топливом (РДТТ) и жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). [c.351]

Важно подчеркнуть, что в отличие от воздушно-реактивных и ракетных двигателей, работающих на химическом топливе, в ядерных ракетных двигателях рабочее тело не является продуктом сгорания топлива. Следовательно, рабочее тело для ЯРД может быть выбрано из соображений напболь-шей термодинамической целесообразности. [c.354]

Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) в качестве основного компонента рабочего тела используют воздух окружающей атмосферы. В ВРД, работающих на химическом топливе, воздух одно1-временно используется в качестве окислителя для преобразования химической энергии применяемого в них горючего в тепловую. В ВРД, использующих ядерную энергию (ЯВРД), воздух является только рабочим телом для осуществления термодинамического цикла. РГспользование воздушной среды в качестве рабочего тела позволяет ограничиться на борту летательного аппарата запасом только одного горючего, доля которого от общего количества рабочего тела в ВРД не превышает 2—6%. Этим предопределяется более высокая экономичность ВРД по сравнению с РД. [c.11]

Изложение начинается с краткого обзора принципов работы ракетного двигателя и более детального рассмотрения характеристических параметров двигателей при неравновесных химических реакциях (гл. 1). В гл. 2 описаны характеристики твердых ракетных топлив (ТРТ), технология их промышленного производства и методы экспериментального исследования затрагиваются также вопросы взрывоопасности ТРТ. В гл. 3, посвященной исследованиям механизма горения, приведены основные уравнения теоретической модели горения в ракетном двигателе на твердом топливе (РДТТ). Эта модель использована в гл. 4 для описания процесса воспламенения твердотопливного заряда. Кроме того, в гл. 4 приведен обзор исследований по воспламенению и гашению зарядов ТРТ. Далее, в гл. 5, рассмотрены проблемы расчета характеристик РДТТ. В эту главу включены разделы, посвященные модели внутренней баллистики двигате- [c.13]

В 50-е годы бьшо предложено значительное количество проектов, в которых пытались обойти температурное ограничение и более основательно использовать огромную мощность атомной бомбы. Компания Martin проектировала ядерный импульсный ракетный двигатель на основе камеры сгорания диаметром в 40 м. В этой камере должны были взрываться небольшие атомные бомбы с энерговыделепием в 0,1 кт со скоростью один взрыв в сек. В камеру должна бьша также поступать вода, которая использовалась как рабочее вещество ракетного двигателя. Подобный двигатель обладал Isp = 1150 секунд и мог создавать максимальную скорость в 8 км/с. Предполагалось, что до высоты в 240 км аппарат будет выводиться ракетами на химическом топливе. Подобный проект рассматривался в это время и в LLNL он известен под названием проект Helios. [c.278]

Есть еще одна серьезная опасность. Она, впрочем, может стать препятствием нй пути не только СКЭС, но и массового космического транспорта. Современные ракетные двигатели, работающие на химическом топливе, выбрасывают в атмосферу большое количество окислов азота. Накапливаясь в районах космических трасе, они будут влиять на состав и свойства верхних слоев атмосферы. В частности, окислы азота способствуют распаду молекул озона, что в конечном счете может привести к разрушению озонового пояса - своеобразного щита, укрывающего все живое на планете от губительного действия жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Между тем строительство и эксплуатация СКЭС и других объектов космической индустрии потребует создания мощного космического флота, который мог бы регулярно доставлять большие партии грузов. Как поведет себя озоновый пояс под такой огромной нагрузкой, сказать трудно. [c.131]

Первый контур РПД представляет собой ракетный двигатель на твердом топливе (РДТТ). Особенности физико-химических констант топлива при расчете параметров состояния продуктов сгорания, как правило, учитываются зависимостью для скорости горения, содержащей две или три константы. [c.86]

В записи.мости ог агрегатного состояния топлива химические ракетные двигатели подразделяются на жидкостные (ЖРД), гвердотоп-Л11вные (РДТТ) и ракетные двигатели на гибридном топливе. В последних компоненты топлива могут на.чодиться в других агрегатных состояниях (например, з газообразном или желеобразном состоянии). [c.39]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Реактивные двигатели (РД) — это двигатели с газообразным рабочим телом, в которых химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию продуктов сгорания, расширяющихся в соплах и создающих силу тяги при истечении в сторону, противоположную движению аппарата. Существует классификация РД, в которой эти двигатели подразделяются на две основные группы воздушно-реактивные двигатели (ВРД) и ракетные двигатели (РД). Воздушно-реактивные двигатели подразделяют на компрессорные, или турбореактивные, и бескомп-рессорные — прямоточные и пульсирующие. В воздушно-реактивных двигателях окислителем топлива служит атмосферный воздух. Ракетные двигатели подразделяют на жидкостные и двигатели, работающие на твердом топливе. В ракетных двигателях окислитель топлива (например, жидкий кислород) находится на борту летательного аппарата [21, 24]. [c.154]

Ракетные двигатели работают на топливе И окислителе, которые транспортируются вместе с двигателем, поэтому его работа не зависит от внешней среды. Жидкостные ракетные двигатели работают на химическом жидком топливе, состоящем из топлива и окислителя. Жидкие компоненты топлива непрерывно подаются под давлением из баков в камеру сгорания насосами (при турбонасосной подаче) или давлением сжатого газа (при вытеснительной или баллонной подаче). В камере сгорания в результате химического взаимодействия топлива и окислителя образуются продукты сгорания с высокими параметрами, при истечении которых через сопло образуется кинетическая энергия истекаюшей среды, в результате чего создается реактивная тяга. Таким образом, химическое топливо служит как источником энергии, так и рабочим телом. [c.259]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...