Выбор давления в камере сгорания и на срезе сопла
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Давление  в камере сгорания является наиважнейшим параметром РДТТ, определяющим устойчивость его работы и основные характеристики, связанные с эффективностью ЛА. Как показывает статистика, рациональные значения давления  лежат в диапазоне 4 … 15 МПа.

Увеличение давления в камере сгорания при постоянном давлении на срезе сопла ведет к увеличению тяги и удельного импульса. Масса конструкции РДТТ также зависит от давления в камере сгорания – чем выше давление , тем больше масса конструкции двигателя.

Минимальное давление, гарантирующее устойчивое горение топлива, составляет  и задается характеристиками топлива.

Согласно рекомендациям давление в камере сгорания:

 - для первой ступени;

 - для второй ступени;

 - для третьей ступени.

Окончательно принимаем для первой ступени баллистической ракеты .

 

При полете ракеты с работающим двигателем высота полета сильно изменяется и, следовательно, в широких пределах изменяется атмосферное давление.

Правильный выбор давления на срезе сопла заключается в том, чтобы при этом давлении ракета получила наибольшую скорость в конце активного участка траектории и, следовательно, максимальную дальность при всех равных прочих условиях.

Согласно рекомендациям давление на срезе сопла:

 - для первой ступени;

 - для второй ступени;

 - для третьей ступени.

Окончательно принимаем: .



Расчет РДТТ

Проектирование сопла

 

Сопло является очень важным элементом любого ракетного двигателя. Оно во многом определяет все характеристики ракеты, поскольку именно в нем потенциальная энергия горячих газов превращается в кинетическую энергию истекающей струи газов, которая и создает тягу.

Исходные данные:

Давление в камере ;

Давление на срезе сопла ;

Длина образующих конических участков сопла ;

Угол раскрытия сопла ;

Угол на срезе сопла ;

Время работы РДТТ ;

Тяга РДТТ ;

Удельный импульс топлива ;

Потери удельного импульса ;

Газовая постоянная ;

Температура горения топлива ;

Показатель адиабаты продуктов сгорания .

Порядок расчета:

Безразмерная скорость газа на срезе идеального сопла

 

,


где коэффициент межфазового энергообмена продуктов сгорания при их движении по  сопловому тракту

 

;

 

показатель изоэнтропы расширения для смесевого топлива с металлическими  добавками

 

;

 

отношение температуры твердых частиц к статической температуре продуктов

сгорания. Принимаем ;

коэффициент, учитывающий потери на трение, . Принимаем

;

отношение скорости частиц твердой фазы к скорости газа, принимаем ;

отношение расхода частиц конденсированной фазы к расходу газовой среды,

 принимаем  ;

относительная удельная теплоемкость продуктов сгорания, принимаем .

Коэффициент истечения

 

,

 

где ускорение свободного падения.

Площадь критического сечения сопла

 

,

 

где приход газов

 

;

 

масса заряда РДТТ

 

;

 

переводной коэффициент;

коэффициент тепловых потерь. Для РДТТ с термоизоляцией .

Принимаем .

Диаметр критического сечения сопла


.

 

Коэффициент реактивного идеального сопла

 

.

 

Коэффициент реактивности реального сопла

 

,

 

где коэффициент, учитывающий потери энергии от диссипативных сил. Принимаем

;

коэффициент, учитывающий потери от радиального расширения газа в сопле.

Принимаем .

Безразмерная скорость потока на срезе сопла

 

.

 

Безразмерная скорость потока в критическом сечении сопла

 

.

 

Потребное уширение сопла


,

 

где

 

.

 

Площадь выходного сечения сопла

 

.

 

Диаметр выходного сечения сопла

 

.

 

Длина диффузора соплового тракта

.

Параметры для построения сверхзвуковой части сопла

 

.

.

.

.

 

Длина сверхзвуковой части сопла

 

.

 

Рис.4. Расчетная схема сопла РДТТ.


Рис.5. Схема сопла

 





Дата: 2019-07-31, просмотров: 225.