Бабкин А.И., Дорофеев А.А., Лоскутникова Г.Т., Филимонов Л.А. - Расчёт параметров и характеристик камеры РД

Рйа Расчет парзметроз и характеристик камеры двигателя: Учебное пособие по курсу "Теория двигателей" / А.А.Яоройееэ, ".Т. Лоскутникоэа, Л.А.Филимонов, В.А.Чернукин; Под ред. А.И.Бабкина. - М.: Изд-во ЙТУ, 1990, - 56 с., 156л/ 5-7036-0369-1 В учебном пособии приведен порядок рэсчеуй„ррновных параметров двигателей летательных аппаратоз ц~йгц - удельного импульса, расхода, геометрических разиеров сопла и камеры сгоранйя, даны методы расчета дросселйнык и высотных характеристик ЛЛА, а тахте потерь в соплах. нзлокены способы построения конйческнх и проФилированных сопел. Вторая часть работы посвящена тэрмодинамическоиу расчету ЛЛА — определению температуры сгорания, газовой постоянной, показателя процесса расширения, скорости истечения и удельного иыпульсй.

тяги. «риведена методика термодинамического оасчетз на ЗЮ1. Предназначено студентам знергомашинастроительнык вузов для выполнения курсовых ребот, курсовых и дипломных проектов. Рецензент В.Л.Курпатенков Редакция заказной литературы Анатолий Александрович ЛороТееэ Галина Титовна Лоскутникова Лев Александрович Филимонов Виктор Александрович Чернулин Расчет параметров и характеристик камеры двигателя Заведующая редакцией Н.Г,Ковалевская Редзхтор Г.А.Нилова Корректор Л.И.Малютина /5бР/ 5-7038-0369-1® МГТУ им.Н Э.Баумана, 1990 Подписано в печать 06.07.90. Формет 60х90/16. Бумага тип.

и 2. Усл.печ,л. 3,5. Уч.-изд,л3,21Хирак 300 экэ. Изд. й 220. Заказ М,Р/у" Иена П коп. Л-15524 от 25.07.90 Издательство МГТУ, типогрвФия МГТУ 107005, Москва, Б:-5, 2-я Бауманская, 6. Происходящая в стране перестройка высшего образования ставит задачу коренного улучшения подготовки инженеров. Исходя из этого, программе дисциплины "Теория двигателей" существенно переработана. В частности, сделан упор нз проблемное изложение материала, повышение самостоятельности студента, широкое использование ЭВМ при выполнении домашних заданий, курсовой работы, э тои числе курсовых научно-исследовательских заданий.

Пель данной курсовой работы — закоепление, углубление и расширение знаний в области расчета и проектирования двигателей лететельных акпзратов (ЛЛА), Формирование у студентов навыков при расчете пареметров и характеристик одного из основных узлов - камеры с учетом критериев з~п(ечтиэности, с применением элементов САПР и систеиного анализа. Курсовая работа призвана научить студента сознательно пользоваться знаниями, приобретенными при изучении предлествуюших дисциплин, умению пользоваться .литературными источникэыи. Новые требования вызвали необходимость переработки имеющихся по курсу учебных пособий. В частности, в предлагаамой работе переработана глена "Термодинамические расчеты ЛЛА", которая будет выполняться как по традиционной программе, так и по новой программе на более мощных ЭВМ.

Вместе с тем используется более простая програыма для термодинамического расчета сгорания четырехэлементного топлива, которая составлена по методике, изложенной в [11 . Как показала практике, использование болье простых прогреми с определением температур в кемере сгорания и з выходи«.. сечении сопла вручную (граФическнм способом) приводит к лучшему пониманию и усвоению студентами сиыслв расчетных опериьий.

С помощь» ЭВМ студенты должны уметь проводить расчет равновесного и звморщкенного течений з соплах, выполнять оптимизационные расчеты при проФилировании сопл и определять оптимальное соотношение компонентов. Ланным учебным пособиеи предусмотрено введение в курсовую работу раздела по решению задач (в основном из пособий (1, 7'), что должно улучшить усвоение теоретических сведений курсе. Авторы счктзшт, что наиболее сияьным студентам выесто задач могут выдаваться задания на составление алгоритмов и отладку небольших программ, например, по расчету характеристик камер ЛЛА (аклвчая идеально регулируемое сопло), изменение параметров продуктов сгорания при течении э соплах и др. В заключение отметим, что данное учебное йееобие может быть использовано прк выполнении курооамх рябей, йураеаых и дипломных проектов и КНИР.

1. ЭАДАНИЕ НА КУРСОВ)В РАВОТУ Типовое задание на курсовув работу вилвчаеи 1) расчет основных параметров камеры ДЕА на щщдком теплила для номинального режима с учетом потерь( 2) расчет основньпс параметров каме(и ДДА дяя двух рщкимов давления р», отличных от номинального, с указанием тех параметров, которые нв зезисят от режиыа работы; 3) расчет и графыческое построение иэмененял парамвтроз продуктов сгорания ( скорости Ьч, давления р , плот ности,о , температуры Т , массовой скорости очи, числа М ) по длине сопла (или в функции коэффициента скорости л ); ч) расчет и построение гэзодинамического профиля камеры (внутреннего контура); 6) расчет и построение дроссельной и высотной характеристик для двух камер, отличающихся площадьв выходного сечения сопла ~, (площадь выходного сечения второго сопла ' ' 1,6 Р ); 6) расчет коэффициента сопла У ио его основным соствзляс вщим 5; и ~~ , где 5' - коэффициент потерь на трение в сопле; - коэффициент, учмтйвающий потери иэ-за непараллельности истечения; 7) термодинамический расчет процессов горения и истечения продуктов сгорания (ПС); 8) выбор н построение упрощенной пневмо- и гидросхемы (ПГС) по ГОСТ 2.2.608-77; 9) рещение пяти задач по материалам курса.

Исходные данные: тяга в каиере на номинальном режиме ~» ; дазлениа торможения на входе и сопло для номинального режима р давление в выходном сечении сопла на номинальном режима,о„; давление окружзщщей среды,% $ коэффициент камеры коэ".фициент сопла с ' компоненты топлива; 4 коэффициент избытка окислителя = или соотношение компонентов к давление з камере на форсированном режиме ,~', 1;6 ., дезление в камере на минимальном режиме ,; 0,6 ~В Ппимечанив.

Еслм к началу курсовой работы материал по термодинйПйййбкйй Пасчетам не прочитан, то теыпйрзтуру торможения на входе в поило Т, , газсвуо поотояннуш Пы ~' и Показатель адиабаты к следует определять по справочнику '21. '~ерыодинаыичвскйй расчет будет яроведен ниже. Результаты расчета т.. . удельного импульса Л, , скорости истечения «', н показателя изоэнтпопы . необхоДимо сопоставить с предварительно найденными в ( 3).

При этом какие-либо коррективы в выполненные ранее расчеты вносить нв требуется. Отчет оформляет з соответстзии о требованиями, предъявляемыми ГОСТ 7.32-81 к отчетам по научно-исследовательским рабоРезультаты рвсчетоз, эскизы, таблицы и некоторые графнкл (например, графики, используемые прн выполнении термодинамичэскнк расчетов на ЭВИ по учебной программе) помещается в пояснительную эакиску обьемом примерно 26 листов формата А4. В отчете посла списка использованной литературы следует оставить 8...6 чмстих листов для записей, необходимых при защите курсовой работы. Кроме того, отчет должен содеркать: исходные данные; обоснование выбора принципиальной схемы Ду( расчет основных размеров и профилирование камеры двигателя; расчет распределения основных параметроэ ПС по длине камеры; расчет расходной (дроссельной) характеристики; расчет высотной характеристики; тврмодинамический расчет процессов горения и истечения ПС; тексты (условия) и решения задач.

Графическая часть отчета выполняется на 1...2 листах формата А1 м вклвчает чертеж контура проточной части камеры двигзгелв'(с необходимыми номинальными размерами) с коническим и профилированным соплами. Допускается совмещение зтнх контуроз нэ единой оси сиыметрии камеры. Вдоль оси камеры, под чертежом:. з. мешают грефикя распределения основных параметров оабочего толь (Ргг~Рю~ Фяз ю~чаЭ)' Дроссеяьиые характеристики для камеры с насздкоч и яээ ного выполняются в одних осях координат.

Масштаб (пень лэлэ сп я осях координат) выбирается в соответствии с рззыьиэ очек и. ;. Ро- Фиге всех характерных та~ел, э|.яючэя точку рвввщаФШВ: йяг камер ари больших расходах. Допускается размешать нв палв.граф|ха чести характеристики в крупкам, а палкой харвктеривймйщ в более мелком мвсштабе. Рекаманлуетая нэ осях координат нй))вшщФь деления и проставлять соответствую|ш|е им значения, а,тйквьа указывать масштабы по осям координат. Высотные характеристики камер, отличающихся талькб' плщшьдями выход|о|к сечений сопл (с дорасшярктельныи насадкам илм без него), выполняются талке з едких асях координат и о учетом рекомендаций для дроссельных характеристик.

Схема двигательной установки (ЛУ) макет быть помещена как ка отдельных листах, так и в записке. При этом, учитывая учебный характер отчета, специйьикацкю мокко разместить ка ноле черте;яа. РАСЧЕТ ОСНОВЙК ПАРАМЕТРОВ КАМЛРН ДВИГАТЕЛЯ 2.1. ьаь~дурая|щь уд~ ш Правде чвм приступить к расчету параметров камеры, нуяно решить (хотя бы весьма прибликенно) вопрос о схеме ДУ и системе подачи топлива. Соответствующие материалы мокна найти в [1, гл.