2.9.2. Определение параметров и расхода рабочего тела

Для воздушной системе запуска, в которых в качестве агрегата предварительной Раскрутки используются турбостартеры, расход рабочего тела на один запуск Двигателя G_газа1 может быть определен по следующей формуле:

где - секундный расход рабочего тела, кг/с;

- время работы стартера в процессе запуска, с.

Мощность, развиваемая осевой турбиной турбостартера определяется I Сражением (в кВт):

где, k- показатель адиабаты рабочего тела;

R- газовая постоянная рабочего тела, Дж/(кг*К);

P_вх- давление рабочего тела на входе в турбину, Па;

P_вых- давление рабочего тела на выходе из турбины, Па;

T_вх- температура рабочего тела на входе в турбину, К;

- коэффициент полезного действия турбины.

2.9.2. Определение параметров и расхода рабочего тела

Для воздушной системе запуска, в которых в качестве агрегата предварительной Раскрутки используются турбостартеры, расход рабочего тела на один запуск Двигателя G_газа1 может быть определен по следующей формуле:

где - секундный расход рабочего тела, кг/с;

- время работы стартера в процессе запуска, с.

Мощность, развиваемая осевой турбиной турбостартера определяется I Сражением (в кВт):

где, k- показатель адиабаты рабочего тела;

R- газовая постоянная рабочего тела, Дж/(кг*К);

P_вх- давление рабочего тела на входе в турбину, Па;

P_вых- давление рабочего тела на выходе из турбины, Па;

T_вх- температура рабочего тела на входе в турбину, К;

- коэффициент полезного действия турбины.

Принимаем T_вх=500К; Р_вх=350кПа; Р_вых=101,3кПа;

тогда,

2.9.3. Подбор автономного источника энергии

В воздушной системе запуска в качестве автономного источника сжатоговоздуха могут применяться либо бортовые баллоны сжатого воздуха либотурбогенераторы сжатого воздуха (ВСУ). Выберем воздушные баллоны.

Бортовые баллоны для размещения сжатого воздуха имеют сферическуюБортовые баллоны для размещения сжатого воздуха имеют сферическую форму и изготавливаются из металла или стеклопластика (резиновая основа - оболочка обматывается стекловолокном, пропитанным эпоксидной смолой). Важной эксплуатационной особенностью стеклопластиковых воздушных бортовых баллонов является то, что при разрушении в них происходит местный прорыв воздуха и они, в отличие от металлических баллонов не разлетаются на обломки. Кроме того, стеклопластиковые баллоны имеют меньшую массу (примерно на 1/3) по сравнению с металлическими баллонами. К недостаткам стеклопластиковых воздушных баллонов относятся температурные ограничения из условия прочности (обычно рабочая температура находится в диапазоне 289...323 К, а максимально Допустимая не превышает 373..453К).

При использовании в качестве автономного источника сжатого воздуха бортового воздушного баллона необходимо учитывать, что реально используется не более 85% содержащегося в баллоне воздуха, поэтому потребная масса сжатого воздуха на один запуск двигателя G_{газапотр1}, размещаемая в воздушном баллоне, будет определяеться по формуле:

Суммарная потребная масса сжатого воздуха G_{газапотрƩ} определяется потребным количеством повторных нормальных (горячих) запусков двигателя к_з, и холодных прокруток к_хп.

По найденной суммарной потребной массе сжатого воздуха могут быть определены основные параметры и количество воздушных баллонов. Масса воздуха, размещаемого в баллоне некоторого объема, определяется по формуле G_{газа в баллоне}:

где Р - давление воздуха в баллоне, МПа;

V - объем баллона, л;

Т - температура воздуха в баллоне, ᵒС.

Обычно наружный диаметр бортовых баллонов сжатого воздуха находится в пределах 20...60см, а давление воздуха в баллоне - в пределах 21...35МПа. Задаваясь значениями Р, V, и Т можно определить минимально необходимое число баллонов для размещения суммарной потребной массы сжатого воздуха: диаметр баллона = 40см;

давление в баллоне = 30МПа;

обьём = 20л;

где n- число баллонов, шт

n=7/2,72=2,57 3 баллона.