2.Энергетические характеристики трт

Основной энергетической характеристикой ракеты на твердом топливе является удельный импульс тяги ее двигателя. По ней мы можем судить не только об эффективности ракетного двигателя но и об эффективности топлива. Удельный импульс - приращение количества движения при сгорании 1 кг топлива или отношение силы тяги к расходу рабочего тела. В системе СИ удельный импульс выражается в м/c. В литературе чаще можно встретить данные по уд.импульсу выраженные в секундах. Дело в том, что в технической системе мер тяга измеряется в килограммах силы (кгс), а расход рабочего тела – в килограммах массы (кг) в секунду. В этом случае размерность удельного импульса это кгс/кг/с. В технической системе отношение кгс/кг – принято за единицу, а удельный импульс будет измеряться в секундах. Уд.импульс показывает тягу в килограммах силы (в системе СИ в ньютонах) получаемую при расходе одного килограмма массы РТ в секунду. Удельный импульс двигателя находится в прямой зависимости от скорости истечения газов из сопла. Увеличение скорости истечения позволяет снизить расход топлива на один килограмм тяги двигателя. Чем больше удельная тяга (чем больше скорость истечения рабочего тела), тем экономичнее двигатель, и тем большей дальности может достичь ракета. Скорость истечения зависит от внутренней энергии РТ а следовательно, от калорийности (теплотворной способности) топлива. Естественно, чем выше теплопроизводительность топлива,

тем меньше его нужно для совершения одной и той же работы. Но скорость истечения зависит не только от температуры, она возрастает с уменьшением молекулярного веса РТ. Поэтому водород в качестве компонента РТ выгоден вдвойне — из-за высокой теплотворной способности и малого молекулярного веса. Наибольшее количество тепла выделяется при сгорании водорода во фторе. Двигатель на таком топливе обладает и самым большим уд.импульсом, приблизительно 450с. Максимальный уд.импульс серийных россий-

ских двигателей РД-107 составляет 314 с,

Характеристики РД на 90% определяются применяемым топливом.

Оно должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь высокий уд.импульс,высокую плотность, требуемое агрегатное состояние компонентов в условиях эксплуатации, должно быть стабильным, безопасным в обращении, нетоксичным, совместимым с конструкционными материалами, иметь сырьевые ресурсы и др. Большинство существующих РД работает на химическом топливе. Основная энергетическая характеристика (уд.импульс) определяется количеством выделившейся теплоты (теплотворностью топлива) и химическим составом продуктов реакции, от которого зависит полнота преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию потока (чем ниже молекулярная масса, тем

выше уд.импульс).

Однокомпонентные топлива - соединения типа гидразина N2H4, перекиси водорода Н2О2 в камере РД распадаются с выделением большого количества теплоты и газообразных продуктов, обладают невысокими энергетическими свойствамивами. Например 100%-я перекись водорода имеет уд.импульс 145с. и применяется как вспомогательные топлива для систем управления и ориентации, приводов турбонасосов РД. Повышение уд.импульса ракетных топлив дости-

гается добавлением порошков металлов (Al и др.). Например "Сатурн-5" сжигает за время полета 36т. алюминиевого порошка. Наибольшее применение получили 2-х компонентные жидкие и твёрдые топлива.