|
• обеспечивать высокую степень расширения ПС в PC |
Р |
F |
— |
---- —, следовательно, надо увеличивать относительную пло- |
РF
Гс кр
_ F |
- F |
щадь F = ——. При увеличении относительной площади |
F = —— |
г кр |
г «Ф |
геометрической степени расширения сверхзвуковой части PC, надо учитывать необходимость сохранения расчетного режима работы PC (рс=/?„)•
При работе РД в условиях вакуума космического пространства (ра = 0) РС работает на режиме недорасширения, т.е. рс - рв = =рс - 0 =Рс, формула расчета тяги реактивного сопла дополнится статической составляющей
R„ = MTcQ+ Fc(pc - рш) = Мтсс +pcFc, |
(3.23) |
соответственно удельный импульс определится как
/у,п = Rn/MT = cQ+poFJMT. |
(3.24) |
При работе РД в атмосфере (рп > 0) при нерасчетном режиме работы РС (рс Ф ри) тяга будет определяться по формуле
R* = Мтсй + Fc(pc - рв) = МтСс+ pcFc - pgFc = RU~ PHFc, (3.25)
соответственно удельный импульс определится как
1у.и ~ RB/MT= Iy.B-psFJM-t. |
(3.26) |
3.11.1.2. Расходный комплекс РД
Основной частью РД, создающей реактивную тягу, является камера РД, состоящая из камеры сгорания и сверхзвукового РС. Для того чтобы оценить эффективность рабочего процесса в этих составных частях РД, вводится понятие расходного комплекса р
итягового комплекса KR.
Сцелью уяснения физического смысла расходного комплекса
Рудобно представить тягу в виде, представленном на рис. 3.30.
Теоретический (идеальный) расходный комплекс - это отно шение главной составляющей тяги к секундному массовому рас ходу топлива в КС:
(3.28)
Действительное (реальное) значение Р можно получить экспе риментально. Сравнение экспериментальных значений Р с теоре тическими используют для оценки совершенства процессов (величины потерь) на участке КС и сужающейся части PC.
Массовый расход топлива Мх также зависит от давления в КС р*к и площади критического сечения PC:
(3.29)
где
(3.30)
где к - показатель адиабаты газа.
Подставляя в формулу (3.29) выражение (3.30), получим
(3.31)
Из выражения (3.31) следует, что расходный комплекс - это комплекс параметров, характеризующих свойства продуктов сго рания, его величина зависит только от свойств ракетного топлива (физической природы топлива) и массового соотношения компо нентов ракетного топлива:
(3.32)
где Мок - секундный массовый расход окислителя; Мг - секундный массовый расход горючего.
Коэффициент избытка окислителя |
|
||||
|
|
|
К. |
(3.33) |
|
|
|
|
а =- |
'■м |
|
где KMQ - |
стехиометрическое соотношение компонентов. |
|
|||
При а = 1 |
(ки =Кщ ) |
|
|
||
окислитель и горючее пол |
|
|
|||
ностью вступят в реакцию |
|
|
|||
горения, и температура про |
|
|
|||
дуктов сгорания будет мак |
|
|
|||
симальной |
(рис. 3.31). Од |
|
|
||
нако |
темп |
роста газовой |
|
|
|
постоянной R при увеличе |
|
|
|||
нии |
количества |
горючего |
Рис. 3.31. Зависимость р от а |
|
|
в топливе Ца) не совпадает |
|
|
|||
с темпом роста Гк. Поэтому максимум расходного комплекса р не совпадает с максимумом Тк, а достигается при некотором избытке горючего (а = 0,7...0,8 ) (см. рис. 3.31).
Таким образом, расходный комплекс однозначно характеризу ет ценность ракетного топлива для обеспечения эффективной работы РД.
3.11.1.2. Тяговый комплекс РД
Тяговый комплекс - это отношение тяги ракетного двигателя к ее главной составляющей
R
(3.34)
РЛ-р
Тяговый комплекс характеризует влияние PC на создание тяги, т.е. он показывает, во сколько раз тяга РД больше ее главной составляющей, не связанной с PC.
В выражении (3.34) разделим числитель и знаменатель на се кундный массовый расход газа и получим
R
к |
- м ' |
_ R |
• P ' F * - |
(3.35) |
R |
P.Fy |
М / |
M T |
p |
M,