Двигатели закон изменения тяги

В нерегулируемых двигателях закон изменения тяги следует предписанной номинальной характеристике. Она известна заранее. Для твердотопливных двигателей, как мы знаем, закон изменения тяги относится к числу проектных характеристик заряда и камеры. Он выбирается заранее, а номинальные, уточненные значения тяги окончательно определяются по результатам стендовых испытаний. Когда ведутся баллистические расчеты, то в уравнения движения тяга Р входит как известная функция времени, прошедшего с момента воспламенения, плюс приращение тяги по высотной характеристике. [c.284]

Желаемое изменение тяги ЖРД достигается, как мы знаем, регулированием секундного расхода топлива. Установка регулятора секундного расхода на современных жидкостных ракетных двигателях преследует в основном две цели во-первых, уменьшить в реальных условиях полета отклонения параметров движения от номинальных и, во-вторых, выдержать определенный номинальный закон изменения тяги. Эти цели нерасторжимы, даже если в частном случае регулируется постоянство секундного расхода. Регулятор секундного расхода следит за выполнением условий программы выведения по так называемой кажущейся скорости. О том, почему она кажущаяся , мы поговорим позже. Но смысл регулирования в целом сводится к тому, чтобы не допускать заметных отклонений тяги от номинала. Регулятор обязан позаботиться о том, чтобы на участке выведения фактическая тяга была близка к номинальной, т. е. была такой, какой положено, и соответствовала заранее предусмотренному закону изменения. [c.286]

В виду того, что заряды, горящие по боковым поверхностям, имеют малые поперечные размеры, обеспечивают небольшой вес корпуса двигателя и дают возможность получения самых разнообразных законов изменения тяги, эти заряды нащли очень широкое применение. Однако в таких зарядах необходимо делать продольные каналы с достаточной площадью проходного сечения для движения газов внутри камеры, что соответственно снижает плотность заряжания (в действительности плотность заряжания снижается из-за уменьшения времени горения, так как при постоянном / площадь /р пропорциональна fкp, см. далее разд. 6.4). [c.298]

Зависимости для основных параметров такого заряда в первой фазе горения приведены в табл. 3. Вторая фаза горения описывается теми же соотношениями, что и вторая фаза горящего изнутри заряда со звездообразным каналом. Изменение длины периметра горения S для случая /г=6 показано на фиг. 6. 15. Как видно из приведенного графика, при переходе от первой фазы горения ко второй наблюдается резкое сокращение длины периметра горения. Если эта особенность не используется для создания двигателя со ступенчатым законом изменения тяги (см. далее разд. 6.7), то толщина свода должна быть равна [c.313]

Двигатели, работающие на твердых топливах, дают возможность получать весьма разнообразные предварительно заданные законы изменения тяги по времени это достигается соответствующим выбором характеристик топлива и геометрии заряда. На фиг. 6. 29 показан заряд, состоящий из двух различных топлив. В начальный период работы двигателя заряд с формой внутреннего канала, показанной на фиг. 6.29, обеспечивает высокую стартовую тягу. Затем следует участок маршевой тяги, к концу которого фронт горения достигает слоя быстро горящего топлива, в результате чего обеспечивается резкое возрастание тяги. [c.347]

Автоматические регуляторы в состоянии надежно обеспечить не только режим работы двигателя на максимальной тяге, но и заданный закон изменения тяги в зависимости от решаемой задачи летательным аппаратом (например, выход зенитной ракеты в заданную точку пространства с определенной скоростью и т. п.). [c.319]

Большой практический эффект связан с управлением модулем вектора тяги. Такое управление достигается изменением тяги на траектории по соответствующему закону. При этом плавную регулировку тяги можно производить, изменяя давление в камере двигателя и площадь критического сечения сопла 5 путем продольного перемещения центрального тела (рис. 4.1.1). Такое перемещение изменяет весовой секундный расход продуктов сгорания топлива [c.303]

Программа изменения тяги тормозного двигателя должна обеспечить такие законы уменьшения скорости космической станции, при реализации которых в момент прилунения скорость станции была бы равна нулю (или достаточно мало отличалась от нуля). Здесь опять возникают задачи оптимизации тяги реактивного двигателя, обеспечивающего прилунение при минимальном расходе топлива. [c.42]

С учетом выполнения гипотезы Циолковского о постоянстве относительной скорости отбрасываемых частиц оптимальный закон изменения массы однозначно определяет оптимальную программу изменения тяги реактивного двигателя. Возникаюш ие отсюда задачи о нахождении этих оптимальных законов сводятся либо к простейшей задаче вариационного исчисления, либо к вариационной задаче на условный экстремум. [c.139]

Величина силы тяги Т, отнесенная к 1 кг воздуха, протекающего через двигатель, определяется по закону изменения количества движения [c.130]

Найденные законы изменения скорости V и расстояния позволяют определить оптимальный удельный секундный расход массы (найти закон программирования тяги реактивного двигателя на активном участке полета), при котором полная высота подъема будет максимальной. Зная е, исключим из формул для Т, VI, Н время и выразим эти величины в функции параметра а. [c.50]

Варьируемой, или свободной, функцией будет закон изменения массы самолета или, при выполнении гипотезы Циолковского о постоянстве относительной скорости отбрасываемых частиц, закон программирования тяги ракетного двигателя. Достаточно большое число обследованных нами нелинейных задач механики методами оптимизации свободных функций дают нам право для следующего, чисто эмпирического утверждения если система нелинейных уравнений механики не содержит свободных функций, то целесообразно такие функции ввести тем или иным приемом, учитывая физические особенности задачи. Конечно, введение новых функций обычно повышает порядок системы, но возможность замкнуть систему при помощи условий оптимальности дает хороший способ получения аналитических решений . [c.198]

Как мы указывали [см. формулу (32)], при малых фо закон изменения массы, а следовательно, и закон программирования тяги ракетного двигателя определяется показательной функцией и зависит только от коэффициента К — совершенства самолета. При произвольных значениях фо закон изменения массы определяется проще всего графически. Зная, что при оптимальном движении [c.208]

П.6. Коррекция с ограниченной тягой двигателя. Рассмотренная импульсная коррекция межпланетной траектории КА отвечает идеализированному случаю использования двигателя с неограниченно большой тягой. Естественно возникает вопрос, как изменятся полученные рекомендации для оптимальной по расходу топлива стратегии проведения коррекции при использовании двигателя с ограниченной тягой. Такая задача исследована в работе [П.2] в обш ей постановке, когда допускается регулирование тяги двигателя от нуля до заданной максимальной величины при условии, что скорость истечения газов из сопла остается неизменной. Определяется оптимальный закон изменения вектора тяги по времени (т. е. величина и направление) из условия минимизации суммарных затрат топлива на коррекцию известных ошибок терминальных параметров движения. [c.434]

Нужно прежде всего задаться фор-л рй ракеты и тем самым определить закон изменения сопротивления воздуха в зависимости от скорости. Далее определяется величина запаса топлива, необходимого для подъема на заданную высоту при различных значениях начальной массы ракеты (рис. 70). Начальный вес ракеты, очевидно, не может быть большим, чем тяга двигателя, но также не может быть и меньше некоторой величины, которую мы найдем в дальнейшем. Затем можно построить кривую (рис. 71) [c.154]

После запуска двигателя горение обычно продолжается до полного выгорания топлива при этом изменение тяги следует вполне определенному закону и не поддается регулированию. Однако теоретически возможно регулированием давления в камере прекратить горение топлива и при желании снова возобновить его (выключение двигателя в точно заданный момент времени бывает необходимым при баллистической траектории ракеты). Горение можно прекратить либо продувкой камеры, либо гашением пламени специальной жидкостью. Возобновить же горение можно только при использовании нового заряда воспламенителя. В настоящее время осуществимо своевременное выключение двигателя, но осуществление повторного воспламенения все еще остается сложной проблемой. [c.200]

Оптимальный закон непрерывного изменения тяги двигателя будет, очевидно, включать две фазы. В первой фазе общая тяга будет оставаться постоянной и непрерывно будут расходоваться только массы топлива и топливных баков, до тех пор, пока ускорение не достигнет достаточно большого значения. Затем, во второй фазе, тяга двигателя будет уменьшаться и, следовательно, будет непрерывно уменьшаться вес двигательной установки. Обозначим символом / тягу в первой фазе, в которой масса и [c.732]

В двигателях, применяемых для управления космических аппаратов, необходимо знать закон изменения давления в камере и импульс тяги, создаваемый при каждом включении. [c.195]

Рассмотрим переходный процесс в камере при изменении поверхности горения заряда. Регулирование тяги по произвольному закону изменением поверхности горения 5 практически невозможно. Однако вместе с тем случаи, когда переходный процесс, вызываемый изменением 5, имеет место, возможны. Это относится к двигателям, имеющим заряд с переменной поверхностью горения или к случаям, когда заряд имеет какие-то дефекты (трещины, отслоения бронировки и т. п.). [c.307]

Однако для удобства управления самолетом целесообразно осуществлять управление высотой и скоростью независимо друг от друга (автономно). При этом, как правило, у маневренных самолетов автоматическое управление осуществляется только высотой полета тягой двигателя и скоростью летчик обычно управляет вручную. Поэтому ограничимся рассмотрением автоматического управ Гения только высотой полета, предполагая, что заданный закон изменения скорости обеспечивается летчиком или автоматом скорости. [c.291]

Рассмотрим работу порохового двигателя последовательно. При замыкании цепи электрического запала загорается запальная смесь, что сразу же вызывает резкое повышение давления в камере сгорания и воспламенение передней поверхности заряда. За промежуток времени от 5 до 50 миллисекунд пламя распространяется по всей поверхности заряда, в результате чего увеличивается масса выделяемых газов и непрерывно повышается давление. Когда вся поверхность заряда охвачена пламенем, давление в каждой точке камеры устанавливается в равновесном положении до тех пор, пока не выгорит весь заряд. Продукты сгорания истекают через сопло, в результате чего давление вдоль камеры сгорания падает по экспоненциальному закону. Тяга ракеты, обусловленная реакцией массы газов, выбрасываемых через сопло, непосредственно связана с давлением в камере сгорания. По существу, программа изменения тяги во времени есть программа изменения давления в камере сгорания. [c.474]

Общее выражение для определения величины силы тяги реактивного двигателя, выведенное на основании закона об изменении количества движения струи газа, проходящего через двигатель, имеет вид [c.214]

Будем считать, что масса газов, выходящих из двигателя, равна массе воздуха, входящего в него. Положим также, что давление воздуха перед входом в двигатель и на выходе нз него одинаково, т. е. силовое воздействие на струю оказывается только внутри двигателя. Обозначим силу, с которой двигатель действует на струю, ускоряя ее движение назад, буквой Р. По третьему закону механики с такой же силой струя действует на двигатель — это и есть сила тяги, направленная вперед. Как известно из механики, изменение количества движения некоторой массы воздуха т, прошедшей за время t через двигатель, равно импульсу силы Р, действовавшей на эту массу [c.105]

Вращающий момент, создаваемый дизелем, почти не зависит от частоты вращения его вала (при постоянной подаче топлива). Сила тяги Рк тепловоза непосредственного действия также не зависит от частоты вращения коленчатого вала. Тяговая характеристика (зависимость развиваемой силы тяги от скорости) такого тепловоза — линия 1 (рис. 1.1) не обеспечивает трогание и разгон поезда. На тепловозе необходимо устанавливать дополнительный двигатель для разгона. Дизель с полной нагрузкой сможет работать только на расчетном подъеме, а на более легких участках профиля он будет недогружен. Идеальная тяговая характеристика тепловоза должна иметь зависимость в виде гиперболы (кривая 2 на рис. 1.1), при которой обеспечивается изменение силы тяги обратно пропорционально скорости движения. Для получения характеристики, соответствующей наиболее эффективной работе тепловоза, необходимо устанавливать комплекс устройств, предназначенных для передачи мощности от коленчатого вала дизеля к осям движущих колесных пар, называемый передачей мощности. Передача мощности преобразует вращающий момент и частоту вращения вала силовой установки в изменяющиеся по заданному закону вращающий момент и частоту вращения осей колесных пар. [c.3]

Определим тягу двигателя как реактивную силу, соответствующую предполагаемой средней скорости истечения. Согласно второму закону механики изменение количества движения любого газового потока, в том числе и в двигателе, равно импульсу силы, т. е. в данном случае силы тягн [c.10]

Очень важно было наиболее рационально распорядиться выбором числа и соответственно величины импульсов скорости, реализуемых прежде всего с помощью ДПО. По законам космической баллистики при проведении маневров изменения параметров орбиты теоретически оптимальным является мгновенное приложение импульсов. При использовании двигателей малой тяги, каковыми являются ДПО, это условие нарушается даже при относительно малых величинах AV. Например, при AV = 10 м/с время непрерывной работы 8 ДПО превышает 20 мин (ОК пролетит за зто время почти четверть витка), что приводит к суще, ственному снижению эффективности его действия. [c.515]

Мы можем, исходя из (13) и (14), формулировать различные вариационные задачи, относящиеся к исследованию динамических характеристик правильного виража. Так, например, можно искать законы изменения тяги реактивного двигателя ( программирование тяги), при которых время полета от точки В до точки Е будет экстремальным. Можно искать законы программирования тяги, обеспечивающие максимальный путь I при заданном расходе топлива. Можно формулировать две изопериметрические задачи, а именно 1) найти закон программирования тяги реактивного двигателя, при котором Т==Тех1т, а длина пройденного пути 1 = 1о, и 2) найти закон программирования тяги реактивного двигателя, при котором Ь = а время полета фиксировано, т. е. Т=То. Математически указанные выше вариационные задачи сводятся к определению функции f=f v), так как, зная f=f(v), мы можем из (13) найти 1 = р1 и), а затем, исключая V, определить f=iit). Реактивная сила определяется тогда соотношением [c.226]

В зависимости от конструкции топливного заряда двигатель может иметь возрастаюшую (прогрессивное горение), постоянную (нейтральное горение) или убывающую (регрессивное горение) тягу. Возможны также и другие законы изменения тяги по времени (см. гл. 6). [c.203]

При проектировании двигателей, работающих на твердом топливе (РДТТ), закон изменения тяги по времени обычно бывает задан, а размеры двигателя, внутрикамерное давление и вид топлива выбираются в известных пределах самим конструктором. Отметим, что выбор одной из этих характеристик двигателя влияет на выбор почти всех остальных его параметров. Но в некоторых случаях могут быть заранее заданы длина двигателя, его диаметр-и даже толщина стенок камеры (исходя из требований внещней баллистики, конструкции ракеты в целом и т. д.). [c.297]

Задачей регулирования ДТРД является осуществление такого закона изменения режимов работы двигателя на стенде и в полете, при котором обеспечивается наивыгоднейшее течение его основных характеристик — тяги, удельного расхода топлива, избыточной мощности турбины и т. д. [c.75]

В работе 2 Д. Е. Охоцимского и Т. М. Энеева указывается метод нахождения закона изменения по времени направления тяги реактивного двигателя для обеспечения вывода спутника на заданную орбиту с минимальным расходом топлива, дается метод определения наивыгоднейшего режима расходования топлива. Эти же вопросы рассматриваются авторами для многоступенчатой ракеты. [c.243]

Для класса прямолинейных движений уравнение И. В. Мещерского содержит одну свободную (управляющую) функцию — закон изменения массы точки. Если принять дополнительную гипотезу о постоянстве относительной скорости отбрасываемых частиц (гипотеза Циолковского), тогда закон изменения массы точки однозначно определяет программу изменения тяги реактивного двигателя. Задача определения законов изменения массы точк№, при которых некоторые интегральные характеристики движения становятся оптимальными, есть по существу задача оптимального программирования величины тяги двигателя. Как было показано в 2 этой главы, задачи программирования тяги ракетного двигателя, обеспечивающего Ящах, сводятся или к простейшей задаче вариационного исчисления, или к вариационным задачам на условный экстремум. [c.171]

Определим закон изменения массы точки, т. е. вид функции f(v), так, чтобы точка переменной массы попадала из А в Е в кратчайшее время. Решение этой задачи определит программу изменения тяги реактивного двигателя, так как мы полагаем Vr= = onst. По условию задачи расстояние между точками Л и известно, т. е. интеграл (6) имеет заданную постоянную величину, и мы можем дать следующую математическую формулировку поставленной задаче. [c.173]

Основная идея сводится к тому, чтобы на всем участке выведения выдерживать кажущуюся скорость вблизи номинала. Предположим, что на оси выходного диска гироинтегратора (см. рис. 8.13) установлена рамка потенциометрического датчика, поворачивающаяся по заданной программе от независимого временного механизма так, что угол поворота воспроизводит движение диска 7 при условии выполнения номинального закона для кажущейся скорости. Токосъемное же устройство крепится к диску 7. Конструкция узла практически не отличается от программного устройства, установленного иа гирогоризонте для изменения угла тангажа. Если кажущаяся скорость в полете следует номиналу, токосъемник относительно обмотки потенциометра не смещается, и сигнал на выходе равен нулю. Представим теперь, что двигатель дает тягу, меньшую номинала. Тогда токосъемник в своем движении будет отставать от рамки потенциометра, и возникает сигнал на форсирование двигателя. Подача рабочего тела на турбину увеличится, расход и тяга возрастут, увеличится кажущаяся скорость, увеличится скорость вращения диска 7, и сигнал, снимаемый с потенциометра, станет уменьшаться. Это означает, что кажущаяся скорость ракеты следует заданному номинальному закону изменения. В итоге. момент выключения двигателя Ia не будет сильно отличаться от номинального, и методические ошибки наведения будут уменьшены. [c.428]

Применительно к АРС решена задача определения закона необходимой тяги двигателя по времени полета снаряда. Графики зависимости требуемой тяги РДТТ от времени полета АРС при экстремальных условиях стрельбы показаны на рис. 10.23. На графике 0 - угол возвышения ствола. Проектные проработки показывают, что в случае реализации РДТТ, регулируемого простым изменением площади критического сечения сопла, твердое ракетное топливо должно иметь следующие характеристики, определенные при стандартных условиях /уд > 2100 м/с W 20 мм/с v = 0,7. [c.453]

ДИНАМИКА РАКЕТ (ракетодина-мика), наука о движении летат. аппаратов, снабжённых реактивными двигателями. Наиболее важная особенность полёта ракеты с работаюш,им (развивающим тягу) двигателем — существенное изменение её массы во время движения вследствие сгорания топлива. Так, одноступенчатые ракеты в процессе набора скорости теряют до 90% первоначальной (стартовой) массы. Законы движения ракеты при работающем двигателе изучаются в. чеханике тел переменной массы. [c.161]

Тяга ПуВРД в зависимости от скорости полета может изменяться различным образом и зависит от способа регулирования подачи топлива в камеру сгорания. От того, по какому закону осуществляется подача топлива, зависит и изменение скоростной характеристики двигателя. [c.14]

Решение этой задачи с помощью математической теории оптимального управления показывает, что минимального расхода топлива достигают при релейном переключении тяги двигателя с одного граничного значения на другое. Анализ оптимальных траекторий свидетельствует о том, что для широкого диапазона изменений начальных условий, массы КА и характеристик ДУ величина тяги имеет одно переключение (с минимального значения на максимальное), а угол между вектором скорости КА и направлением тяги ДУ монотонно убывает с некоторого малого значения 5 10...12° до 5 0. Найденный оптимальный закон управления вектором тяги позволяет оценить предельные возможности по управлению ДУ с точкн зрения минимизации расхода топлива на торможение КА. Кроме того, оказывается возможным, используя найденное оптимальное решение, определить требования, которым должна удовлетворять траектория в конце участка осиовиого аэродинамического торможения. Так, исследования показывают, что независимо от типа рассматриваемой СМП для уменьшения энергетических затрат на активное торможение КА прн работе СМП необходимо стремиться к получению в конце участка аэродинамического торможения (на заданной конечной высоте) минимальных значений скорости и угла наклона траектории к местному горизонту 0 , . При этом для 0 в принципе следует требовать минимума, равного нулю. Этот критерий оптимальности и может быть принят при авалн-эе траекторий основного аэродинамического торможения. [c.439]

На практике для заданной формы профиля сопла (конфузора и диффузора) параметры и могут быть найдены опытным путем. Из опыта также может быть определена доля конденсированной фазы в продуктах сгорания. Для этого достаточно иметь три экспериментальные величины единичного импульса для одной и той же модели РДТТ, имеющей три разных длины диффузора расчетное сопло, очковое сопло и среднее между ними. Ниже даны уравнения, позволяющие по опытным значениям удельных тяг вычислить коэффициенты инерциальности конденсированной фазы ky и кт. Найденные таким образом величины этих коэффициентов могут быть использованы при расчете и проектировании других двигателей, но только при условии соблюдения геометрического подобия профилей конфузорной части сопла, так как в противном случае возможно существенное изменение закона распределения конденсированной фазы в критическом сечении сопла, что существенно меняет величины коэффициентов инерциальности. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...