книги из ГПНТБ / Волков Е.Б. Ракетные двигатели на комбинированном топливе

следует в общем случае рассматривать как переменные во вре­ мени, связанные с изменением е. Зависимость П(е) определяется формой заряда.

В простейшем случае для заряда с цилиндрическим каналом, горящим изнутри, П = яс?. Поскольку для такого заряда

дого компонента, соответствующая концу работы двигателя, уравнению (4.34) можно придать следующий вид:

Согласно уравнению (4.29) скорости газификации твердого компонента в начале и в конце работы двигателя связаны соот­ ношением

его начального значения, имеющее место в конце работы двига­ теля, составит:

а.

о т 0

Для топливных пар, у которых показатель степени в законе горения р>0,5, расход твердого компонента в процессе горения уменьшается (рис. 4.7), следствием чего является изменение температуры горения и давления в двигателе, что в свою оче­ редь приводит к изменению удельного импульса.

Максимальное относительное изменение параметра г|), харак­ теризующего соотношение расходов жидкого и твердого компо­ нентов, составит:

Рй А ЖР.фо)'

Таким образом, падение давления при G)K = const в процессе работы двигателя определяется как снижением суммарного рас­ хода топлива, так и понижением температуры горения (коэф­ фициента истечения А ) вследствие изменения \р.

ГРД, работающий на режиме Gm = const, может быть исполь­ зован в объектах, для которых требуемый режим полета обес­ печивается при силе тяги двигателя, меняющейся в ограничен­ ных пределах.

конструкции двигателя и функционирования системы топливо-

время в КРД, невелика. Поэтому для размещения заданного ко­ личества твердого компонента при малой толщине свода, обес­ печивающей заданное время работы, появляется необходимость в применении пакетной схемы двигателя (см. рис. 1. 16).

При такой компоновке двигательной установки необходимо, чтобы отношение наружного диаметра отдельной камеры сгора­ ния к калибру изделия равнялось величине D, соответствующей плотной укладке камер в пакет при заданном п. Величина D определяется из элементарных геометрических соотношений

и зависит только от числа камер в пакете п. Значения D для различных п приведены в табл. 4. 1.

Площадь сечения одной камеры пакета связана с площадью миделя .FM зависимостью

При дальнейших преобразованиях используется обозначение

Рассмотрим ограничения, которые могут накладываться на выбор ео. При высоком значении єо и при значительной длине заряда возникают большие перепады давлений по длине камеры. Это сказывается на величине расчетного давления, т. е. приво­ дит к увеличению массы конструкции. При больших перепадах давлений возникает угроза прочности заряда. При очень высо­ ком значении ео скорость газового потока в конце заряда может приблизиться к скорости звука, что в пределе приведет к появ­ лению второго критического сечения, а это недопустимо для нормальной работы двигателя.

Введем ограничительное условие:

Кс Я.ДОП-

Расход газов в конечном сечении заряда в начальный момент времени определится так:

Ло — удельный импульс при соотношении расходов компо­ нентов -фо и рабочем давлении в двигателе рк о-

Записав из формул (4.42) и (4.43) выражение для площади сечения камеры и подставив это выражение в формулу для массы заряда (4. 26), получим

При проектировании двигателей и летательных аппаратов (ЛА) различного назначения в качестве отправных параметров обычно задают начальную тяговооруженность r\o = P0/Qo и отно­ сительный запас топлива |лк=(й/<2о. ДЛЯ того чтобы ввести их в уравнение (4.44), разделим обе его части на стартовую массу ЛА <2оПри этом получим

Второй комплекс («/) представляет собой некоторую характери­ стическую скорость.

Решая уравнение (4.45) относительно ео, с использованием

Комплекс tyuftf представляет собой некоторую характерную длину Lf. Заметим, что при проектировании заряда РДТТ при' заданных времени горения (толщине свода) и параметре Побе­ доносцева % формула для определения ео принимает следующий вид (см. работу [42]):

Формулы (4.41), (4.44) и (4.49) образуют систему уравнений для решения поставленной задачи. Последовательность решения представляется следующей:

1) рассчитав предварительно

£ М (Хс) pc0IIQUft

и определив по принятому значению п соответствующее ему зна­

6) по массе жидкого компонента определяем массы топлив­ ного бака, системы топливоподачи и арматуры;

7)определяем стартовую массу ЛА Qo как сумму масс его основных элементов;

8)проверяем, обеспечено ли получение заданных для проек­ тирования значений |1К , По и ц0. При несовпадении полученных значений с заданными повторяем расчет сначала, задаваясь другим значением п. Из вариантов, обеспечивающих удовлетво­

При нерегулируемом критическом сечении сопла постоянство давления и коэффициента і|з требует, чтобы в процессе работы двигателя оставались постоянными как суммарный расход топ­ лива, так и расходы каждого из двух компонентов в отдель­ ности.

Условие постоянства расхода твердого компонента выра­ жается равенством

wd = const, которое можно записать в виде

ud=uKDK.c. (4.50)

Подставив выражение (4.50) в (4.28), после интегрирования получим

печивая необходимый рост скорости газификации твердого ком­ понента.

гателя должен возрастать, достигая значения, близкого к еди­

Расход газов в конечном сечении заряда в начальный момент времени определится так:

Ое0=АГкл{1-в0)д(\е)Рс0. (4.42а)

Здесь обозначения те же, что и в уравнении (4.42). Исключение составляет коэффициент Ж, который рассчитывается для состава

Расход газов в конечном сечении заряда в начальный момент времени будет равен:

Gco~ GTo + GmT— Gi,

т. е. такой же, как в случае I .

Следовательно, зависимости (4.42), (4.44) и (4.49) для слу­ чая I оказываются пригодными и для расчета данного варианта.

Произведя преобразования, аналогичные тем, которые были использованы для случая I , получим

и между давлением и расходами отдельных компонентов топ­ лива. Изменением полноты сгорания и температуры газов в за­ висимости от изменения давления при баллистическом проекти­ ровании в первом приближении можно пренебречь. Следова­ тельно,