Расширение сопла

В хорошем соответствии с опытными данными находится следующая аналитическая зависимость оптимальной степени расширения сопла от коэффициента скорости ) [c.442]

Расчетную степень расширения сопла с центральным телом можно определять по отношению площади сечения а — а [c.447]

Поскольку степень расширения сопла еу = 1/[(7(Ма)] = 1/0,0143 = 7, то согласно-(4.1.31)е = 7 — 0,9 = 6,1. По этому значению найдем (Я ) = 1/е = 1/6,1 = 0,164, чему в таблицах газодинамических функций соответствует величина /(Я )=0,268. Это позволяет вычислить по (4.1.14) Ср = 0,268/0,164 = 1,63. [c.310]

АСр = 0,0738 С = 0,02 давление торможения = 3,85 кге/ам =1,4 степени расширения сопла без насадка и с ним соответственно е = 40,2 и е,, = 81 относительный расход вдуваемого газа т,- = 0,02 коэффициенты Кх = 0,38, К2. = 0,51, Кз = = 1,17, п = 2/3. [c.321]

Оо1(пй ) = 16 степень расширения сопла Еп -= = 5,25 5 = [c.337]

Из уравнений (159) и (163), приравнивая расходы, можно найти необходимое расширение сопла, т. е. отношение J—, [c.124]

Степень расширения сопла равна отношению площади поперечного сечения на выходе к площади поперечного сечения в горле. Если поток расширяется внутри сопла обратимо и адиабатически при полном заполнении всех поперечных сечений сопла, то степень расширения струи на выходе сопла равна степени расширения сопла. [c.80]

Если степень расширения сопла f невелика и скачков конденсации в расширяющейся части не возникает, то изменение начальных параметров приводит только к изменению положения скачка конденсации в волне разрежения (на срезе сопла). [c.226]

На рис. 87 видно, что, хотя обычно удельный импульс можно повысить увеличением степени расширения сопла, процент потерь выше для больших степеней расширения (за счет кинетических потерь и потерь в пограничном слое). Существует и взаимозависимость отдельных видов потерь. На рис. 88 показано влияние уровня полноты сгорания на процесс расширения в сопле. Еще одним примером является изменение кинетических потерь при неравномерном распределении соотношения компонентов топлива по площади головки. Из рис. 89 следует, что в [c.167]

Степень расширения сопла е Рис. 87. Типичные характеристики экономичности [c.168]

Максимальное давление в камере сгорания 6,9 МПа, степень расширения сопла 200, но минальное соотношение компонентов 5,5, диапазон дросселирования тяги 5,0 1, удельный импульс в пустоте 471 с, сухая масса 180,5 кг, длина 0,584 м, диаметр 1,656 м. / — главный клапан жидкого водорода 2 —узел подвеса двигателя 5 —камера сгора ния 4 — ТНА горючего 5 — донная поверхность 6 — вдув газа в донную область. [c.182]

Пневмогидравлическая схема первого ЖРД представлена на рис. 109. Его расчетная тяга у земли 3160 кН. В качестве горючих используются жидкий водород и RJ-5 (синтетическое углеводородное горючее с плотностью, на 35% превышающей плотность керосина). Тяга двигателя в пустоте — 3466 кН для углеводородного горючего и 3770 кН для водорода. В обоих случаях двигатель работает при высоком (порядка 20 МПа) давлении в камере сгорания, но со степенью расширения сопла 8 = 35 для углеводородного горючего и е = 200 для водорода. Интересной особенностью этого двигателя является охлаждение камеры сгорания и начального участка сопла (до степени расширения 35) окислителем — жидким кислородом. Возможность реализации этой концепции доказана испытаниями экспериментального ЖРД тягой 50 кН. Сдвижной насадок сопла, используемый только при переходе на водород, допускает радиационное охлаждение при небольшой водородной завесе. Указывается на следуюш.ие достоинства этой концепции двигательной установки [c.194]

Степень расширения сопла 40 [c.197]

Изготовителем ТТУ, фирмой Мортон Тиокол , со времени первого полета сделаны различные модификации в конструкции ускорителей работы в этом направлении продолжаются. Благодаря использованию облегченного стального корпуса, изменению формы диаграммы тяги и увеличению степени расширения сопла достигнуто увеличение полезной нагрузки на 1361 кг. [c.230]

Западноевропейский ЖРД НМ-7, разработанный французской фирмой SEP и западногерманским концерном МВВ, имеет относительно низкую тягу, 61,6 кН для модификации А (ее эксплуатация начата в 1979 г.) и 62,7 кН для модификации В (эксплуатируется с 1983 г.). Этот двигатель выполнен по открытой газогенераторной схеме. Форсунки смесительной головки выполнены в виде двух соосных трубок, причем кислород поступает по центральной трубке. Газогенератор работает на х = 0,9 (с избытком водорода), температура рабочего тела турбины 890 К. Обе модификации двигателя имеют большие степени расширения сопла (соответственно 62,5 и 82,5), работают при среднем уровне давления в камере (3 и 3,5 МПа), имеют высокий удельный импульс (442,4 и 445,9 с) при соотношении компонентов топлива соответственно 4,43 и 4,8. [c.245]

Сполдинга число 146 Старение топлив 53 Степень расширения сопла 17 Стехиометрическое соотношение 28, [c.290]

Рис. 14-21. Истечение из резервуара через сходящийся наездок с последующим расширением (сопло Лаваля).

Рис. 14-22. Режимы течения и сходящемся насадке с последующим- расширением (сопло Лаваля).

Карлсон [91] проводил опыты на ракетном двигателе с тягой 450 кг и рабочим давлением в камере 28 ama, работающем на смеси частиц MgO с горючим RP-1 и газообразном кислороде в качестве окислителя. Для выполнения спектральных измерений добавлялась соль (Na l), причем смотровые щели были расположены в сечении, где степень расширения сопла равнялась 5. Поглощательная способность продуктов истечения из сопла показана на фиг. 7.17, а температура газа и частиц — на фиг. 7.18. [c.323]

Больший практический интерес представляет другой случай изменения приведенной скорости А,а, когда секундный расход и начальные параметры газа сохраняются постоянными. Это условие может быть реализовано, если при постоянной площади критического сечения сверхзвукового сопла Fkp изменять площадь выходного сечения Fa. Характер зависимости тяги от величины Яа в этом случае позволит определить рациональную степень расширения сопла для двигателя с заданными параметрами и расходом газа. Уравнения (122) и (121) не вполне удобны для такого расчета, так как содержат две переменные величины Яа и Fa. Поэтому преобрэзувм уравнение (121), заменив в нем величину Fa С ПОМОЩЬЮ выражения расхода (109) [c.247]

По этому значению Я,, отыскивается расчетная степень расширения сопла FJFkv = ии величина реактивной тяги на расчетном режиме. В данном расчете дотери полного давления между сечениями F p и Fa не учитываются. [c.247]

Влияние стенени нерасчетностп сопла можно связать с изменением внепшего силового воздействия на струю. В самом деле, при увеличении степени расширения сопла (уменьшении N) часть свободного течения заменяется дополнительной частью сопла. Вместо внешнего давления ра на границах струи теперь действует переменное давление р > р , так как > 1. Увеличение силы, действующей на струю в направлении движения, [c.419]

Расчеты, однако, показывают, что наивыгоднейшие параметры эжектора получаются при степени расширения сопла, заметно меньшей расчетного значения. На рис. 9.20, 9.21 приведены расчетные кривые Ю. Н. Васильева, показывающие изменение полного давления смеси газов (Яз < 1) в зависимости от выбранной величины приведенной скорости эжектирующего газа в выходном сечении сопла при постоянных значениях коэффициента эжекции и отношения полных давлений газов. Кривые п = onst соответствуют, таким образом, эжекторам с одинаковыми начальными параметрами и расходами газов, но с различной степенью расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа. Значение 1=Хр1 соответствует расчетному сверхзвуковому соплу (для По = 10, Яр1 = 1,85 для По = 50, Кх = 2,09). [c.537]

Таким образом, физический смысл существования оптимальной степени расширения сопла, которая меньше расчетного значения, заключается в том, что вследствие различного градиента давлений в эжектирующем и эжек-тируемом потоках вблизи выходного сечения расчетного сопла всегда имеется участок перерасширепия, которое отрицательно сказывается на параметрах системы. [c.542]

Исследования показывают, что при выборе привода с минимальной мощностью для заданных значений управляющего усилия и степени расширения сопла необходимо применять схему с разрывом образующей вниз по потоку и использовать сопло с возможно большим углом его полураствора Реп, при котором еще обеспечивается безотрывное течение. Кроме того, поворотный раструб должен иметь наименьщую длину, а его ось вращения должна располагаться в плоскости разрыва образующей или несколько ниже по потоку. [c.324]

Требуется выявить влияние на течение реагирующего газа притока теплоты за счет химической реакции. Интересно рассмотреть вопрос о переходе через критическую скорость звука в газовом потоке и выяснить условия, при которых этот переход возможен. Известно, что в сопле Лаваля переход через скорость звука достигается за счет геометрии сопла. Поток сначала разгоняется за счет сужения сопла, а затем, после достижения звуковой скорости, за счет расширения сопла достигается сверхзвуковая скорость. Таксе сопло называют геометрическим, а достижение скорости звука в критическом сечении — аэродинамическим кризисом. Выясним, как влияет приток энергии за счет химических реакций на газовый поток в круглой трубе с постоянней площадью поперечного сечения, когда геометрия сопла ге играет никакой роли, и как меняются основные с )изическг е величины, характеризующие поток, при переходе через скорость звука. [c.359]

Физически необходимость предварительного сужения и последующего расширения сопла объясняется тем, что до достижения критических параметров скорость газа с понижением давления возрастает быстрее возрастания его удельного объема, вследствие чего поперечное сечение сопла fx—MvJwx должно уменьшаться, а при понижении давления ниже критического скорость движения газа возрастает медленнее возрастания его удельного объема и поэтому сечение должно увеличиваться. [c.90]

Рз осмотрим суженно-расширенное сопло, в которое поступает газ через канал очень большого поперечного сечения. Если давление и объем газа постоянны и рав ны ро и Vq, то соотношение между удельным расходом wja и давлением в струе может быть подсчитано по уравне- нию (18-4) и изображено, как показано на рис. 18-3. [c.173]

На рис. 6 приведены баллистические и термодинамические характеристики типичного двухосновного топлива JPN (зависимость скорости горения от рабочего давления в камере сгорания и зависимость давления в камере от степени расширения сопла). На рис. 7 и 8 пр.едставлен ряд параметров, необходимых при выборе марки топлива (скорость горения в зависимости от удельного импульса и удельный импульс- [c.29]

Верхний предел удельного импульса определяется условиями химического равновесия адиабатического обратимого процесса расширения продуктов химических реакций горения в одномерном сопле (идеальный удельный импульс /уд, ид) и характеризует термодинамический потенциал топлива при заданных соотношении компонентов, давлении в камере, геометрической степени расширения сопла и давлении окружаюп ей среды. Реально достижимый удельный импульс определяется потерями. Некоторые из них изначально присущи ЖРД и исключить их невозможно. К ним относятся потери на непараллельность истечения (геометрические потери), потери в пограничном слое, потери на запаздывание и кинетические (из-за химической не-равновесности) потери. Другими можно управлять путем выбо- [c.166]

RL-10 — один из первых кислородо-водородных ЖРД его создание относится к 1960-м гг. Более 160 экземпляров этого ЖРД использовались в различных полетах, главным образом в качестве маршевого двигателя второй ступени ракеты-носителя Атлас-Центавр , в программе изучения Луны космическими аппаратами Сервейтор и в запусках автоматических межпланетных станций. ЖРД работает по испарительному циклу ( безгенераторная схема), когда жидкий водород преобразуется в газообразное состояние, проходя через охлаждающий тракт сопла и камеры сгорания, и вращает, турбину (рис. 152). Другой интересной особенностью этого двигателя является большая степень расширения сопла (е = 40 для модификации, RL-10A-3), требующая полуторной длины охлаждающего тракта. В этом варианте жидкий водород через коллектор, размещенный между критическим сечением и срезом сопла, поступает в охлаждающий тракт и течет к срезу сопла, а после этого — в обратном направлении, к смесительной головке. На участке между коллектором и срезом сопла трубок в два раза больше, чем в камере сгорания. Трубки для протока водорода в противоположные стороны расположены через [c.244]

Тяга в пустоте ЖРД RL-10A3-3 составляет 67 кН при давлении в камере сгорания рк = 3,2 МПа и соотношении компонентов х = 5. Удельный импульс двигателя в пустоте /удоо=444с, длина двигателя 1,78 м, диаметр 1 м. Усовершенствованный вариант этого ЖРД, RL-10A3-3A, разрабатывался для автоматических межпланетных станций, выводимых в космос с использованием разгонной ступени Центавр . В первом полете он должен вывести АМС Галилей на траекторию полета к Юпитеру. Удлинение сопла до степени расширения 61 1 позволило поднять тягу до 73 кН при удельном импульсе 446,4 с. Разработчик (фирма Пратт-Уитни ) изучает возможность дальнейшего усовершенствования этого ЖРД путем увеличения степени расширения сопла до 205 и использования топливных пар фтор — водород и жидкий кислород — пропан. [c.245]

Маршевый двигатель, два ТНА и камера сгорания которого показаны на рис. 158, был разработан фирмой Рокетдайн . Этот двигатель выполнен по замкнутой схеме и допускает многократный запуск. К 1989 г. намечено довести ресурс двигателя до 7,5 ч с 55 включениями. Номинальная тяга двигателя — 1668 кН на земле и 2130 кН в пустоте, с возможностью форсирования до 109% (т. е. до 2320 кН в пустоте) и дросселирования до 65% номинальной тяги. Двигатель работает с давлением в камере сгорания 20 МПа и степенью расширения сопла 77,5. Удельный импульс составляет 363 с на уровне моря и 455 с в вакууме (расчетный удельный импульс 457 с). Номинальное соотношение компонентов > = 6 длина двигателя 4,24 м, диаметр от 2,66 до 2,4 м, масса 3065 кг. [c.250]

Такой двигатель имеет хорошие перспективы в отношении использования на верхних ступенях ракет-носителей и в межор-битальных буксирах для доставки больших космических грузов. На первом этапе разработки двигателя были выполнены расчеты по программам, разработанным для ЖРД LE-5, для степени расширения сопла 300. Затем проводились экспериментальные исследования двигателя тягой 4200 Н с давлением в камере сгорания 3,5 МПа. Двухоболочечная, с каналами регенеративного охлаждения камера сгорания изготовлялась по новой технологии для охлаждения соплового насадка применялось комбинированное завесное и проточное (с истечением на срезе сопла) охлаждение. [c.261]

Основной ЖРД РСУ фирмы Марквардт (R-40-A) работает при давлении в камере сгорания 1 МПа, удельный импульс двигателя 281 с, степень расширения сопла 8 = 22. Камера сгорания и сопло изготовлены из кобальтового сплава и охлаждаются завесой горючего. Смесительная головка содержит одно кольцо двухструйных двухкомпонентных форсунок. Топливные клапаны отличаются малой массой и низким токопотребле-нием. Время набора двигателем 90% номинальной тяги составляет 50 мс, время сброса тяги со 100 до 10% —20 мс. [c.266]

Верньерный двигатель (R-1E-3), также разработанный фирмой Марквардт , имеет давление в камере сгорания 0,7 МПа, удельный импульс 272 с, степень расширения сопла 20,7. Он снабжен двумя электромагнитными клапанами, смесительной головкой с одной двухструйной двухкомпонентной форсункой и соплом из кобальтового сплава. Смесительная головка, выполненная из титана, снабжена клапанами, размещенными под углом 45° друг к другу, так что окислитель и горючее текут через клапаны в камеру сгорания по прямой. Время набора 90% номинальной тяги и сброса тяги со 100 до 10% составляет 20 мс. [c.266]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...