3 Определение параметров системы подачи

Окончательно выбираем схему ЖРД с насосной системой подачи топлива, без дожигания генераторного газа, приведенного на рис. 4, с двухкомпонентным газогенератором, работающим на компонентах топлива основного топлива. Охладителем является горючее, т. к оно имеет меньшую коррозионную активность, зазор охлаждающего тракта получается меньшим и, следовательно, более технологичным. Кроме того, оно обеспечивает существенно большую надежность двигателя.

Рисунок 4 – Структурная схема проектируемого двигателя.

Регулятор соотношения компонентов для камеры сгорания (регулируемый дроссель) поставим на линию горючего, т.к расход на ней меньшей габариты и регулятора получаются более приемлемыми, а достижение заданного перепада давления на регуляторе сопровождается меньшей потерей мощности насоса. Кроме того, горючее обычно менее агрессивно.

Регулятор тяги ставиться на линии питания газогенератора. При восстановительном газогенераторе регулятор устанавливают на линии окислителя, так как расход окислителя меньше и размеры регулятора будут меньше. Для стабилизации соотношения компонентов газогенератора ставят корректор на линии горючего.

3.1 Перепад давления в охлаждающем тракте камеры

.

.

3.2 Перепад давления на форсунках .

Принимаем

3.3 Перепад давления на регуляторе тяги

.

3.4 Перепад давления на регуляторе соотношения компонентов

.

3.5 Гидравлическое сопротивление подводящих магистралей с сопротивлением согласующих дроссельных шайб и отсеченных клапанов

.

3.6 Давление в газогенераторе

.

3.7 Давление в выхлопной системе на выходе из турбины при реактивном выхлопе

Выбираем

3.8 Давление на входе в насосы

3.9 Выбираем КПД насосов:

КПД насоса окислителя [2]

Принимаем

КПД насоса горючего [2]

Принимаем

КПД насоса турбины [2]

Принимаем

3.10 Подсчитаем давление подачи компонентов.

Для этого по структурной схеме (рис. 4) вычисляется сумма гидравлических сопротивлений. Давление подачи окислителя по линии камеры и газогенератора:

Выбираем большее

3.11 Давление подачи горючего по линии камеры и газогенератора:

Выбираем большее

3.12 Найдем повышение давления в насосах:

;

.

3.13 Определение удельных работ насосов окислителя, горючего и турбины

; ;,

где - давление на входе в сопловой аппарат турбины,

, - соответствующие плотности окислителя и горючего,

- массовое соотношение компонентов,

- газовая постоянная,

- показатель изоэнтропы расширения продуктов сгорания.

По справочнику [1] для топлива аэрозин 50 и АТ

Давление на входе в сопловой аппарат турбины принимается

.

Значения R_гг, T_гг, n определяются по приложению 1 методических указаний [2].

Температура газа на входе в турбину ТНА двигателей без дожигания генераторного газа обычно лежит в пределах , то с целью ее получения в топливе, подаваемом в газогенератор, создают существенный избыток горючего или окислителя.

Выберем температуру генераторного газа на номинальном режиме . Определим:

Определяем удельные работы

3.14 Находится относительный расход генераторного газа

,

3.15 Определяем удельный импульс генераторного газа.

Эффективность утилизационного сопла количественно оценивается по величине удельного импульса тяги, развиваемого выхлопным соплом, с помощью соотношения

,

где К_р.гг — коэффициент тяги.

Генераторный газ, проходя через турбину, часть своей энергии «срабатывает» и расходный комплекс генераторного газа уменьшается в соответствии с коэффициентом полезного действия турбины:

,

где ,— значения расходного комплекса генераторного газа перед турбиной и в реактивном сопле соответственно;

—эффективный КПД турбины,

,

где — КПД турбины, включающий лопаточный и механический КПД.

Значения иК_р.гг определяются с помощью выражений:

,

,

где р_а.т — давление на выходе из реактивного сопла.

Рассчитаем все значения для определения удельного импульса генераторного газа

;

3.16 Вычислим значение коэффициента снижения удельного импульса за счет отбора части топлива для привода насосов.

.

.

3.17 Определим соотношение компонентов по ДУ (баковое соотношение компонентов):

.

.