rpd000013385 (160400 (24.05.01).С8 Производство и технологическая отработка изделий ракетно-космической техники), страница 3

– о конструктивных особенностях ДУ, влияющих на функционирование КА;

– об эксплуатационных характеристиках топлив и рабочих тел ДУ КА.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Ракетные двигатели »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Выбор двигателей для космических полетов (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Полеты в космосе и типы двигателей. Реактивные и ракетные двигатели. Влияние параметров ДУ на возможности КА. Приращение характеристической скорости. Уравнение Циолковского. Области применения ДУ различного типа, классификация. Условия эксплуатации двигательных установок в космосе. Основные требования к космическим ДУ. Общие понятия и определения удельных параметров и КПД космических двигателей.

1.1.2. Источники массы и энергии для получения тягового усилия (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Источники массы и энергии. Бортовые и внешние источники. Хранение топлив и рабочих тел ДУ. Совмещенный и раздельный подвод массы и энергии. Химическая энергия. Формы: тепловая и электрическая. Уравнение Гиббса – Гельмгольца. Удельная энергия топлива. Топлива тепловых двигателей и электрохимических генераторов. Солнечная энергия. Солнце – основной энергетический источник. Фотопреобразователи солнечного излучения в электрическую энергию. Системы концентратор-приемник для использования тепловой энергии. Ядерная энергия. Радиоизотопные источники энергии. Удельная мощность и период полураспада радиоизотопного топлива. Конструктивные особенности радиоизотопных источников. Ядерные реакторы. Области применения для двигательных установок. Общие физические принципы работы и особенности конструкции для космического применения.

1.2.1. Использования принципа "тепловой машины" для получения тягового усилия (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные термодинамические процессы в РД с тепловым ускорением рабочего тела. Сопло Лаваля. Термодинамический цикл теплового РД. Полезная работа цикла и к.п.д. Характеристики тепловых двигателей. Тяга, удельная тяга и скорость истечения

1.3.1. Схема ЖРД, основные характеристики и требования к топливам (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Состав ЖРД. Требования к компонентам топлив ЖРД. Процессы в камере сгорания. Основные параметры: температура и давление в камере, молярная масса продуктов сгорания. Их влияние на тягу и скорость истечения. Соотношение компонентов топлив. Влияние смесеобразования на интегральные параметры ЖРД.

1.3.2. Зажигание и горение топлива, программы регулирования двигателя (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Методы зажигания. Способы регулирования величины и направления тяги в ДУ с ЖРД. Дроссельная и высотная характеристики. Остановка ДУ с ЖРД. Импульс последействия.

1.3.3. Особенности организации ожладения ЖРД (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Методы охлаждения камеры сгорания и сопла ЖРД. Внешнее и внутреннее охлаждение. Конструктивные схемы камер и сопла ЖРД.

1.3.4. Схемы двигательных установок с ЖРД и особенности их конструктивного выполнения (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Конструктивные схемы ДУ с ЖРД. Системы подачи компонентов топлив: вытеснительная и насосная. Открытая и закрытая системы при насосной подаче. Типы газогенераторов. Схемы турбонасосных агрегатов.

1.4.1. Схема РДТТ, ее преимущства и недостатки, топлива (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Состав РДТТ. Схема РДТТ, ее преимущства и недостатки. Классификация твердых топлив. Основные параметры: температура горения, молярная масса продуктов сгорания. Особенности процесса горения твердых топлив. Зависимость скорости горения от внешнего давления и температуры.

1.4.2. Рабочие процессы РДТТ (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Торцевое и внутреннее горение. Влияние формы заряда на закон изменения тяги. Формы заряда. Способы изготовления зарядов и оболочек камер сгорания. Способы охлаждения сопла и защита камеры сгорания. Запуск РДТТ. Способы зажигания. Условия устойчивого горения. Регулирование тяги ДУ с РДТТ. Регулирование величины тяги. Регулирование направления тяги. Остановка ДУ с РДТТ. Сравнение возможностей ДУ с ЖРД и РДТТ.

1.5.1. Использование ядерных реакций для получения тягового усилия (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Ядерные реакции деления и классификация ЯРД. Тепловой эффект ядерной реакции деления. Условия реализации стационарной самоподдерживающейся реакции деления. Понятие «активная зона». Фазовый состав активной зоны ядерного реактора. Классификация ЯРД. Рабочие тела ЯРД. Тепловыделяющие элементы. Ограничения по температуре рабочего тела.

1.5.2. Схемы ЯРД и особенности их применения (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Проблемная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: ЯРД с твердой активной зоной. Схема ЯРД с твердой активной зоной: ЯРД с выбросом продуктов распада и без выброса. ЯРД с газофазной активной зоной. Схема ЯРД с газофазной активной зоной. Схема с разделением ядерного топлива и рабочего тела прозрачной стенкой. Схема с удержанием активной зоны с помощью магнитного поля. Радиологические последствия работы ЯРД с газофазной активной зоной.

1.6.1. Основы получения и ускорения плазмы (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Особенности получения заряженных частиц. Плазма. Механизмы ускорения рабочего тела. Основные уравнения для определения интегральных параметров ЭРД.

1.6.2. Классификаци ЭРД, основные схемы, рабоие тела (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Классификация ЭРД. Двигатели с тепловым механизмом ускорения. ЭРД с электромагнитным ускорением. ЭРД с электростатическим ускорением. Рабочие тела ЭРД.

1.6.3. Двигатели с тепловым механизмом ускорения рабочего тела (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Схема электронагревного двигателя (ЭНД). Особенности процессов в ЭНД, рабочие тела. Уровень интегральных параметров, области применения. Схема электродугового двигателя (ЭДД). Особенности процессов в ЭДД, рабочие тела. Уровень интегральных параметров, области применения.

1.6.4. Плазменные двигатели (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные процессы в линейном ускорителе плазмы. Объёмная электромагнитная сила. Ускорение в собственных магнитных полях. Схема коаксиального плазменного ускорителя. Импульсные плазменные двигатели: схема, рабочие тела, интегральные параметры. Области применения плазменных двигателей.

1.6.5. Двигатели с замкнутым дрейфом электронов (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные процессы в двигателе с замкнутым дрейфом электронов. Способы формирования электрических полей в объеме плазмы. Катод компенсатор - назначение и особенности его работы. Получения ионов. Схема стационарного плазменного двигателя. Основные интегральные параметры. Особенности разрушения конструкции и ресурс двигателя. История создания и результаты эксплуатации на КА различного назначения. Двигатель с анодным слоем, особенности рабочего процесса.

1.6.6. Ионные двигатели (АЗ: 2, СРС: 4)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные процессы в электростатическом ускорителе. Структура электростатического ускорителя: источник ионов, ускорительная система, нейтрализатор. Способы получения ионов. Схема плазменно-ионного двигателя. Основные интегральные параметры. Особенности обеспечения повышенного ресурса. Опыт космической эксплуатации.

1. Практические занятия

1. Лабораторные работы

1.3.1. Изучение натурных образцов ЖРД (АЗ: 4, СРС: 2)

Форма организации: Лабораторная работа

1.3.2. Снятие расходной характеристики ЖРД (АЗ: 4, СРС: 4)

Форма организации: Лабораторная работа

1.6.1. Изучение конструкций и принципа действия ЭРД на натурных образцах (АЗ: 4, СРС: 2)

Форма организации: Лабораторная работа

1.6.2. Исследование характеристик ЭДД (АЗ: 4, СРС: 2)

Форма организации: Лабораторная работа

1. Типовые задания

Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Ракетные двигатели »

Прикрепленные файлы

Вопросы к зачету Дисциплина Ракетные двигатели.doc

ВОПРОСЫ

к зачету по дисциплине

«Ракетные двигатели»

1. Реактивные и ракетные двигатели.

2. Влияние параметров ДУ (характеристическая скорость, уравнение Циолковского).

3. Области применения ДУ различного типа.

4. Источники массы и энергии для ракетных двигателей.

5. Совмещенный и раздельный подвод массы и энергии.

6. Способы ускорения рабочих тел.

7. Характеристики топлив и рабочих тел ДУ.

8. Ракетные двигатели с тепловым ускорением.

9. Основные термодинамические процессы. Сопло Лаваля.

10. Тяга, удельная тяга и скорость истечения.

11. Дроссельная характеристика.

12. Высотная характеристика.

13. Состав ЖРД. Системы подачи компонентов топлив.

14. Открытая и закрытая схема при насосной системе подачи.

15. Типы газогенераторов. Схемы турбонасосных агрегатов.

16. Требования к компонентам топлив.

17. Процессы в камере сгорания. Соотношение компонентов. Влияние
    смесеобразования на интегральные характеристики ДУ.

18. Способы охлаждения камеры сгорания и сопла ЖРД.

19. Конструктивные схемы камер и сопла ЖРД.

20. Запуск ДУ с ЖРД. Методы зажигания.

21. Способы регулирования величины и направления тяги.

22. Остановка ДУ с ЖРД. Импульс последействия. Способы минимизации
    импульса последействия.

23. Состав РДТТ. Классификация твердых топлив.

24. Особенности процесса горения твердых топлив.

25. Торцевое и внутреннее горение. Влияние формы заряда на закон изменения тяги.

26. Способы охлаждения сопла и защиты камеры сгорания.

27. Запуск РДТТ. Способы зажигания. Устойчивость горения.

28. Регулирование ДУ с РДТТ.

29. Остановка ДУ с РДТТ.

30. Сравнение возможностей ДУ с ЖРД и РДТТ.

31. Ядерные ракетные двигатели. Условия реализации стационарной ядерной реакции.

32. Классификация ЯРД. Рабочие тела ЯРД.

33. ЯРД с твердой активной зоной.

34. ЯРД с газофазной активной зоной.

35. Электроракетные двигатели. Классификация ЭРД. Механизмы
    ускорения.

36. Электронагревный двигатель.

37. Электродуговой двигатель.

38. ЭРД с электромагнитным ускорением. Основные процессы.

39. Коаксиальный плазменный ускоритель.

40. Импульсные плазменные двигатели.

41. ЭРД с электростатическим ускорением. Основные процессы.

42. Структура электростатического ускорителя.

43. Схема плазменно-ионного двигателя.

44. Схема стационарного плазменного двигателя.

45. Области применения ЭРД.

Зачет с оценкой (7 семестр).doc

Промежуточная аттестация №1

Рейтинговая оценка (7 семестр)

Семестр: 7

Вид контроля: Р