Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Ввиду того что работа двигателей после закрытия топливных клапанов становится неуправляемой и зависит от различных факторов, характер изменения тяги от двигателя к двигателю не воспроизводится, а имеет разброс (рис. )2.3) !!2). .'~а~ахаериппиха В результате изменения тяги во времени после закрытия клапанов создается импульс т51ги, который Воз- 1 Гг.а действует на ракету после выключения двпгелельпоп Ряс. 123. Заза ичосгь р--р1-.! устанопки. Этот импульс называется импульсом последейс|вия тяги и обозначается 7. Очевидно, импульс последейстьия тяги определится по зависимости у=- ~ Рйт, (!2.!) "з.
к где т,,--время подачи команды на выключение двигате- лей; т,-.— время, прп котором Р==.О. Импульс погледействпя тяги зависит от многих фзкторов, основными нз которых являются; величина тныь нрсыя срабатывания автоматики, объем полосзей, заполненных топливом, температура компонентов топлива и др. Вследствие того что указанные параметры изменяются от двигателя к двигателю н являются случайными величинами, то и импульс последействия тяги может изменяться в широких пределах. Импульс последействия тяги как случайная величина характеризуется средним значением и дисперсией. Так как после подачи команды па выключение двигательной установки последняя становится неуправляемой, то разброс импульса последействпя тяги является одной из основных причин рассеивания скорости и коордшгат конца активного участка траектории, а так'ке разброса условий разделе' пня ступеней.
Можно получить зависимость, сиязыияю~дую рязбросы дальности и характеристики импульса послсдсистии» ~»ги, которая имеет лид [[2) йЛ'= —,, [ — + йтн „,з[п й), где ЛУ вЂ” разброс лмпугн са послепействия тяги; йт„„, — разброс времени спала гяги; Я, к — - пес ракеты а момент выключения двигательной уста|люки. Как индии из яр»поденной записи 1огтч, рассеивание дальности пропорпиопяльио разоросу импульса последейстпия и времени спадя тяг». Величина импульса последейстяия рг ее рл тп[и зависит от значения тяги л уиомеит выключения двигательной установки и может достигать деситкои п с~ тон тони и секунду, ! [япрнмор, если псе двигатели ракеты с((.ятуриь иыклочплищ бы одновременно, то импульс тг.к носледейстпил тяги сост авил бы Рпс.
!аяи 0ывсв вмксиоиении веушчину 60 г.ген [55) Ду первой ступени с. лвухсту- [[мпульс последейстаия тяги пеичвтой рнкете но>нет играть и положительную рол~ при запуске двигателей верхних ступеней ракет, .г[лигятельные установки верхних ступеней ракет должны обладать положительпыл ускорением для надежного запуска. Можно использовать импульс последейстнлл тягл нижней ступени для создания ускорения вер'- ней ступили при запуске.
ее двигательной установки. В этом случае команда на запуск подается одновременно с командой на яыключепие двигательной ус~японки предыдущей ступени [рис. !2.4). Аналитически величину импульса последействия можно записать следующим образом. Как известно, тяга двигательной установки определяется зааисимостью Подставив последнее урал»ение а исходное []2.!) и приняв а[темя подачи 1лалпой команды за пуль оп чета, получим у=~ й Гт--~„~ рв ут.
([2 2) 490 Так нак в гюлыпинсгве случаев выклкшеппе лвпгатслгвых установок производится на высо1ах, где можно принять Р„=О, го с I = ~ тсг1т. а (12,3) Тяга в пустоте определяегся слсдунэшей эависимостьн1: те == "".~'1р'"'сК~7кр Рк . (12. 4) В процессе спада тяги, как будет показано ниже, значительно изменяютгя коэффиниент соотношения компонентов топлива и давление и камере сгорания. Коэффициенты ео ез„грр и Кн относительно мало изменяюгся при изменевпи соотношения кочпонептов топлива и давления в камере сгорания при неизменной геометрии сопла. Поэтому иа пачалш~ом участке импульса ногледействия тяги можно допустить, что указанные коэффиппенты являются постоянными.
На конечном участке импульса последействия тяги ввиду плохого горения топлива коэффиннент рр может изменяться значительно. Однако, учитывая, что величина импульса последействия тяги определяется в основном начальным участком, то, не делая большой ошибки, можно полагать Рте,Р„.К„= — сопзб Тогда определить величину произведения указанных коэффициентов можно по значениям тяги и давления в камере двигателя в момент подачи команды на выключение двигательной установки по следуюшей зависимости; й Рнер, Кчг' р = =. Рк (12.5) Подставив выражения (12А) и 112,5) в уравнение г'!2.3), получим уравнение импульса последействия тяги (12.6) 491 Таким ооразом, чтооы найти импульс последействия тяги, необходимо определить закон изменения давления в камере сгорания после закрытия топливных клапанов.
ф 12.3, СОСТ((ВЛЯ5ОЩИС ИМПУЛЬСЛ ПОСЛ ЕДЕЙСТВИЯ ТЯГИ Выьлк!чгиис линга!Сльпой )сгаиовки производится закрьмием топ,тивиь!х клапанов, управляющих подзчгй компонентов топлива в камеру двигателя. НО(т(Р ззкр1(тия к'(иванов чзгг! топгни!3 О('гзР1ся в ЯО1О- стах между лтзизи((( и и камгроп дщ!гз(гля !рис. )2 й) и Оудсг пог((из!1 г и(клтглик)к(, до(О)73я и создавая тягу, ! и Яичный характер пзм( нсиня тяги или даи:!синя в камере сг (- Рзиия (юсусс ззк)ть(тия клзиаион по. квази па ри«. )2.6.
Всеь им игл !.с пос тедгйствия тя!и !плон!ад! под кривой 17)т) ио хз)7зк(гриым пропсссам, пропев ходя1цим в лчигатслск 110жио рзс(- б(пь из четыре участка. ) )'чзсток Обуслоилри нзличисм времени прсооразовапия топлива, иодаппо!.о в камеру двигателя, в продукты сгорания.
Порпия топлива, поступившая в камеру в момент закрытия топливных клапанов, преобразуется в продукты сгорания только в момент времени — На данном участке тяга н давление в камере сгорания остаются постоянными и равными значеРис. 12.З. Схема презфррсупиям, которые они имели в момент подачи команды на выключение двигателя. Ввиду того что тчр для заданного топлива и давления к камере сгорания величина стабильная, разброс импульса по. слсдействия тяги на первом участке будет определяться только разбросом тяги в момент выключения двигателя.
1! участок объясняется инердионностью срабатывания це. пей управления топливных клапанов и самих клапанов. Время протяженности данного участка '3 и+ 'кл где -.„— время срабатывания автоматики управления клз. пзпзмп; -.„,. - время (рабзтываияя 1(зкрытия) топливных клз панов. В течение времени ти тяга двигателя не изменяется. В ° вРР7(Я гРз(штываиии клапанов )ткл) Умеишпагтси их пРою 1 иое сс (ги(н и рз "сол, а (л(атис(т лыю, бутс! изменять(7 тяга Вр(.мя срабзг!нзани51 аитомз(и!сн зависит О! «пист)тук тинной схемы и имеет значительный разброс, что приводит разбросу с)штилля«пи й импульса последе)штш)я тяги из втором ! !))сткс.
!П участок хлрл! )«ризуется резким спадом тяги и давления в камере сгорания. После закрытия топливных ктаиаиол исчезает си )а дав- ления, созллвлсмаи системой подачи, б.)аголаря которои топ'ливо подавалось в камеру двигзтеля. Камера лвигате,)я, ьлк емкость, опорожняется от продуктов егора)и)я зл г )ст и) рспадд 2)ли)сиоп /)и /7«, пйи агом;слв,«'пис Г кимс!)Г сгойаии;! резко издаст, умспьи)лись в "О -!О раз Время )н«)рожишшя камеры двигателя зависпг от сс объема и вели пшы па')аль- Рис.
)2.6. Гос)яяляиииис югл)лься «осло )си. стяни таси ного давления и составляет сотые п даже тысячиые доли секунды. !')г участок характеризуется неуправляемым процессом подтека«ив компонентов топлива в камеоу двигателя и догоранием. В процессе опорожнения камеры двигате.)я от газов длвленце в ией и соответственно в предфорсуиочцых емкостях умепьшается. Наступает такой момент, когда давление в полостя:с стапет равным давлению насыщения при данной тсмперат)рс.
Когда давление в камере сгорзпия стилет меньше давле)шя пасьпцеипя р„компоненты топлива под действием силы давления р> — ри начнут поступать в камеру двигателя. В действительности кроме давления насыщения на подачу топлива в камеру двигателя оказывают влияние сила, создаваемая осевой перегруз)сой, и гидр)н.тлт)шгскля силл столба жили«щи. Вслсдстли!»ого что .>с«с )шы и зна )и голы)л! и и )- много меи) шс силы давления насыщения р,„то при анализе мы пс принимаем пх во лнпт)авве, Температуры компонентов топл)юл, ил'содяп)пхся л про тфорсуиочц))х полостях, и тли)ке их с!)ииш скис свойства различны, позтому таи,)и«ия илсыщеш)л )кп литс,ш и г )р)о шго отличаются друг ог друга.
Пледоватх)ьно. в камеру двигателя вначале будет поступать тот дп'> компонент тсыьтппз, у которого ры больше. В этом случае в камере бу ц'г происходить иена~и ппс ьом поп~ п~а и ис1счг .ис пара, в рсзулгп азы чего создастся тгиа, !Хуогда даыле1ше в камере сгорания станет меньше давления пасьицеиия другого компонента, произойдет подача его в камеру, в которой будет происходить горение. Таким образом, па данном учасгке камеры работает при переменном соотношении компоиепгов топлива, зиачителп ио отлнчаюпГемся от оптимального, и ири низком давле|пш. Этим можно объяснить экспериментальный факт, который показывает наличие колебаний давления в камере сгорапия ка четвертом участке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
