6.3. Пример расчета массы жрд
Исходные данные к расчету массы ЖРД представлены в таблице 11:
Таблица 11
№ |
Наименование величины |
Обозначение |
Размер- ность |
Величина |
|
|
Давление в КС |
|
МПа |
5 |
|
|
Давление на срезе сопла |
|
МПа |
0,02 |
|
|
Диаметр критики |
|
м |
0,155 |
|
|
Диаметр камеры |
|
м |
0,31 |
|
|
Диаметр среза сопла |
|
м |
0,864 |
|
|
Тяга двигательной установки |
|
кН |
182 |
|
|
Удельный импульс тяги |
|
м/с |
3525 |
|
|
Расход топлива двигательной установки |
|
кг/с |
52,2 |
|
|
Топливо |
Марка |
– |
– |
|
|
Плотность окислителя |
|
кг/м3 |
1142 |
|
|
Плотность горючего |
|
кг/м3 |
808 |
|
|
Соотношение компонентов топлива |
|
– |
2,14 |
|
|
Показатель адиабаты |
|
– |
1,14 |
|
|
Давление насыщенных паров окислителя |
|
кПа |
101,3 |
|
|
Число камер сгорания |
|
– |
1 |
|
|
Угол наклона образующей на срезе сопла |
|
град |
10 |
|
|
Кавитационный коэффициент быстроходности |
|
– |
1000 |
|
|
Давление наддува бака окислителя, бака горючего |
|
МПа |
0,4 |
|
|
Приведенная длина ДУ |
|
м |
2 |
|
|
Перепад давления на форсунках |
|
МПа |
0,8 |
Результаты расчета массы однокамерной двигательной установки верхней ступени баллистической ракеты с ЖРД представлены в таблице 12:
Таблица 12
№ |
Наименование величины |
Обозначение |
Размер- ность |
Величина |
|
|
Площадь сечения камеры сгорания |
|
0,075 |
м2 |
|
|
Площадь критического сечения |
|
0,0189 |
м2 |
|
|
Длина бака горючего |
|
1,72 |
м |
|
|
Длина бака окислителя |
|
2,34 |
м |
|
|
Длина межбакового отсека (совмещенные баки) |
|
0 |
м |
|
|
Высота газовой подушки бака окислителя |
|
0,47 |
м |
|
|
Высота газовой подушки бака горючего |
|
0,47 |
м |
|
|
Расстояние от бака горючего до оси ротора ТНА |
|
0,35 |
м |
|
|
Высота столба жидкости (окислителя) от зеркала до оси ротора ТНА (рис. 14) |
|
3,47 |
м |
|
|
Высота столба жидкости (горючего) от зеркала до оси ротора ТНА |
|
1,6 |
м |
|
|
Давление на входе в насос окислителя |
|
449,4 |
кПа |
|
|
Давление на входе в насос горючего |
|
415,5 |
кПа |
|
|
Удельная масса камеры сгорания |
|
21,48 |
кг/м2 |
|
|
Удельная масса сопла |
|
14,02 |
кг/м2 |
|
|
Относительная расходонапряженность КС |
|
|
с/м |
|
Проверка.
По статистике |
|||
|
Вывод. Полученное значение не противоречит статистическим данным. |
|||
|
|
Расходный комплекс |
|
1831,4 |
м/с |
|
Проверка.
По статистике |
|||
|
Вывод. Полученное значение не противоречит статистическим данным. |
|||
|
|
Относительная боковая поверхность сужающейся части сопла |
|
8,59 |
– |
с/м
м/с
Окончание табл. 12
№ |
Наименование величины |
Обозначение |
Величина |
Размер- ность |
|
|
Относительная боковая поверхность цилиндрического участка КС |
|
19,45 |
– |
|
|
Относительная боковая поверхность раструба сопла |
|
162 |
– |
|
|
Масса камеры сгорания |
|
148 |
кг |
|
|
Гидравлические потери в магистрали горючего |
|
1,25 |
МПа |
|
|
Расход горючего однокамерной двигательной установки |
|
16,4 |
кг/с |
|
|
Расход окислителя однокамерной двигательной установки |
|
35,166 |
кг/с |
|
|
Давление на выходе насоса горючего |
|
7,05 |
МПа |
|
|
Давление на выходе насоса окислителя |
|
5,64 |
МПа |
|
|
Перепад давления на насосе горючего |
|
6,634 |
МПа |
|
|
Перепад давления на насосе окислителя |
|
5,19 |
МПа |
|
|
Допустимое кавитационное падение полного давления на входе в насос окислителя |
|
348,1 |
кПа |
|
|
Частота вращения ротора ТНА (насоса окислителя с односторонним входом) |
|
1375 |
с–1 |
|
|
Сумма весовых коэффициентов насосов горючего и окислителя |
|
16680 |
– |
|
|
Масса ТНА |
|
23,96 |
кг |
|
|
Масса
двигателя без дожигания генераторного
газа с тягой
|
|
297,6 |
кг |
|
|
Удельная масса двигателя |
|
1,64 |
кг/кН |
|
|
Результат
проверки удовлетворительный
|
|||
|
|
Отношение массы КС к массе двигателя |
|
0,48 |
– |
|
|
Результат
проверки удовлетворительный
|
|||
|
|
Вывод. Оба параметра проверки попадают в интервалы статистических значений, таким образом, точность вычислений удовлетворительна |
|||
Вывод: результаты расчета массы двигательной установки соответствуют данным статистики.