Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Время протягкгнпости дынного ' чысгка зыыпспт от оош .. а .! Аф рс « «»,. : ' еГ, с « р, ',р, » . й ' понгнтов и может изменяться в широких пределах, поэтому составляющая импульса послсдействня тяги так ке значительно изменяется от двигателя к двигателю. й !2.4. ПРИБЛИЖЕН НЫЛ РАСЧЕТ ИМПУЛЬСА ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ ТЯГИ Для анализа рассеивания координаз н скорости активного участка траектории, условий разделения ступеней необходимо определить величину импульса последействия тяги и его разброса.
Следует отметить, что из-за сложности, нестационарностп и неопределенности процессов, происходяШих прои выключении двигателя, рассчитать импульс последейсгвия с достаточной степенью точности не представляется возможным. Приближенную же оценку среднего значения и рассеивания импульса последействия можно произвести как иа этапе эскизного проектирования, так и для серийного двигателя.
Расчет импульса последействия тяги рационально производить по участкам. Уча сто к !~ м Тяга двигателя на первом участке равна тяге на конечной ступени Й и не пзменяегся во времени. Нз втором участке при закрытии клапана вследствие уменьшения проходного сечения в клапане и расхода тяга изменяет. ся.
Для учета изменения тяги необходимо записать уравнение движения клапана и закон изменения его проходного сечения и расхода. В рсзстьтатг можно получить зависимость !х(ч). '!'акой расчет выполнпгь можно, но точность его будет незначительна из-за сложности описания закона закрытия клапана. Ввиду того что время закрытия клапана составляет сотые и даже тылшпьц. доли секунды н близко к постоянной вреиени магистралей и камеры двиг;и ля, то, ис .цлая грубой ошибки, можн~ допзстпгь, что тига на втором участке имеет постоянное значение. Таким образо н принимая Р=Р~ =Рр, по уравнению (12.1) будем иметь 7- = — Р(-.„+-'и+е,.
). (12.7) Диспсрсшо импульса последействия определим по зависимости " '~ау 1- а У7 Лула (12.8) ду где —.— частная производная импульса последействия по лу ! переменной; о †- дисперсия переменной. у Часзныс производные можно определить по уравнени1о (12.7), укшлгавая, ыо тир — — сопя!: лй иу екр + 'н ! "кл лй, ру, ~хм реал Подставив значения частных произвол ~ых в (12. 8), пол уч и м о',,= (-ир+ -и+'кл) о,', + Р'(о' + и' ки ккл) уравнение (12.9) где и. — среднее значение времени срабатывания автоматики у и время преобразования; )хл — среднее значение тяги в момент подачи команды на выключение двигателя; о, — срезнеквадратическое отклонение ! переменной.
l В е указанные величины определяюгся по статистическим даниыхь У ч а сток Iа. Па третьем участке происходит опорожне- ние камеры ог продуктов сгорания. Начальное давление в ка- мере сгорания равно давлению в момент подачи команды на выключение двигателя рк а=р, Опорожнение камеры двига- теля пронсход1т до тех пор, пока не наступит равенство ри= =-р,„,„е. где р,к„ие — иаиболыиее давление насьицения ком- понентом топлива. Характер изменения давления на третьем участке показан на рис.
12.7. Вследствие того что опорожне- ние камеры двигателя происходит быстро, можно принять, что состав газов н его температура не успевают изменяться и определяются процессом, прош ходящим в момент выклю- чюшя двигателя, ' Зз еь и далее не у ипмваелтн корреличиоаиаи свила между харак. терн;иклми и ~о лаелккнинми 1!11Г, В этОм случае можно прнмснпт1, завися!!Ост!ь НО которои' Опрсдсл51стся надсннс дав !снн51 в Опо)5'11княи!сцск!Ся сог) лс (сы. ~ 8.8): Р= (12.10) 21 55 — 1 !к ГДЕ 72 — ДНВЛЕНИЕ В т!Очки!- ВРЕЧСНИ -.; й — показатель алиабаты; с! — расход, прин!!1!ае!1ы!1- разныт! расходу на первом участке; 1; — вес газов в камере. Из последней зависимости, пРинЯв Р==.Рк„„;„можно опРС- делать время опорожнения камеры двигателя К-1 Рк Рк т =-..
— -' — '-"-'-' — — —,—, (12 11) (,,:..Н) -' 55 --Р1 С! Составля!овса!! импульса по. следейстщи па трс !ьек! у !аст!сс определится по формуле (12.6) )с !! Рк,', Рк;,' * !11, 7к , в!5' 5! ук 51 !5Р к„ккк к 1, 2!к ' с1", Л!к ус- л!к 55Рк ! Рк Рис.
12,7. Изм! Нсжи зкиа кы и икмерс ссоааии5! кз !Рет!Сч! гле первый интсграз! .. Нлощзчь 1 иа рис. !2.7; второй интеграл — плов!адь 1! на том же рисунке. Кр5!волинейну!о плсицата 1 нз рнс. !2.7 можно замепиы площза!Но греугольипка. В эгон слу ще импульс на третьем учасгке можно определи!ь гак: ! (Рк + Рк кккк) (12.12) 2Р, где !з определяется по уравнещпо (12.11) при номинальных значениях параметров.
Для расчета дисперсни определим частные производные л1, с5! )): И)ЗЯ;! РЯ!С ТИО ИОГЛ; тння 1ВВ 5»ОГНГИИЯ, ОКОН !)ТС |! Но И» У )а с т О и /,. т!тобы рзгсиитлть ичпульс иоследгбшвии тяги в и р,»л то!юрии)!51 ночи ш итон топлива, и1»бготич;5 сир: или:ь ).)к»ш,! Изчгнения расхо и)В тоилпва в качер, )вигз!Рли, их сшии иисиия и лавлснпя, т. с.
Оирглелит! завис1ч»ли /)(т) / ( ) р, ( ) р с)тобы иолуинть указанные загиш!мости, пеобхолимо решить систему уравиеии)1, опи1ыва)оиц)х изченеииславлсиия /) и к;)чсрс сг»раиия, и))ои)чи ! Ф и чаши г))алях и))и вшил))ия,) ;.'.я' у, .', »ии кочиоиеитоа топлива, тш! Т лоо)инеи ме)клу стеикои и .кил костью, истсчеиие наро)килко рас.
!2.8. ия)ия)ги))е тяги яя яет- ст!'!! смсси из !))Орсунок. аяагая) у»итие Принципиально решить таку)о систему уравиени!! с и! Н11иью б!1~ 1/).»т~ !)С)и) юших злРкт)10ИНО.В!1чисчитсльиых !1» ШИН ИР И1Л НГ) )»'1И( Гть ))РИШИИ51 ОУДРТ ЗЗВИГРТЬ ОТ ДОСТОВРР ног)Л1 ИО 1» л ! !.1 1! Н)и) 1, ))О/)1)х с! 1'1'!влились ъ))аиигн)!51. !!г!я и'и шиы р,1ги:-! и )ш;кн» восиользоваться 1и)лг!ыч ч; г«»ч, 5»~1.;:"з)5! и т/)вб; ° г Г/)Оч»1'!Них иычи: ,!РИИ)1. ) ).! р и ч;)г))ии)я ч )ч;и)ггк! к чи н)ип! тшпина и»гг) . иля г в к;1)!гру лв1га)1ля )г)д лги)гвигч лавлгипя иа ыи!- иии.
! Нк как даВл1'ии51 иасыиьсп!ш комиоиситов тоис)ии,'1 зиа'ипельио 1)тл)!Н)иотс)! Лруг от друга, то поступление компоил)тов тоилива в кансру лнигателя булет происходить разноврс)!Рнно. Б качсрс двигателя иронсхолит испарсние вначале о.шого компонента, у которого давление насыщения больищ, горгииг )вух компонситов В течение неболыиого прот!Сжугкз в)5! чсии, и, нак»пеи, ишшрсипс Оставшсгося кочионгита и изб!!Т);ги !;.и шшатсг)ьио, гоотивиеииг компонентов тоили»,1 ИЗЧ! И)И Г.
я В )ннрОК !Х Ир).!РЛВХ ОГ 0 ТО ОО. ТВКИЧ ОбрШШЧ, и! )ки 5 .И)и) п)!ь, !1» иа и гв. рточ ч !Вс!кс иро:!Стотит и:и;1. р)ниг ()5!!и!)рив5)н!5.) к)11иои~ит»и то)пивш В зточ глуиас и)):;рт; и состав.)яюи!шо ичиульга иослелейгтвпя тяги чож. и~) Оирс и и)гь ио 1гч)!ари»ч) эигрггтия)-гкгчу зффгкгу 1)п. ,и ид, И.1)» !5!пи г)с)! В )рг)ф»ргун )ииыс Рак» гях. 45/б Прииичая тяГ. На '!С!В ртОМ ГЧ,!С!КС Срс типо! '!!ВЧоаппс ~ (рис.
) ".И), 5!о ьио и!иис;!11 7, =-755!т1=== 77,„,01-,, (12.! 1) ГДЕ О,,О1 =-- 'Г',К + Уо = !', Уок, 1', — — оогвсгствеиио вес окис151! лп и 1оРю1с5чс наоода. ш!1хс51 В предф эре) по!Нь1х г '!1В1. !я У1Г1ьиая тяга пропорциональна ра п55 оси го)н .1!! про д)кг !в с5о!5ани51, т, е. 1!И')рц "то 1:="ук ~ )ТУн ( ! 2.1:!) Где )со! - у т(сп и!151 ГНГВ;1Н и 1!с!и, Н !" !11ои1 ~ » и! Нпп"!- 1Е ной ступени Й, =- —,; 5К 7557« -- работоспособность газа в камере дни!В! .1! и м,1- мен1 подачи команды на иыклю11и и, !5и!5сдс.
ляется по термодинампчсскому расчс1у; (РГТ)1 —;!Воотосиособиость Га.5а при псин ран'1и ком:1 а иентов топлива на чегвсртом участке. 11.! 1еи.1о1юго расчета должна быть известив темпера!ур,! компонентов топлива 7',о„, Т,о. Раб!отосп5!Гобиость паров компонснтов гоплива определяется следукицич образок!. (РГТ)ь„=- — 'Т,„й ЯТ), == ' Т„. 888 888 ак о Следуя дои) ниии!о о разновременном шаюту!1.и пии коми нсп тов топлива в камеру двигателя, ири.1см работоспогобносп газов в камере сгорайия средним значением ,„, ~ г„, г,.~ (12,16) Вес окислителя и горючего, находя!цихся в предфорсуночных полостях, определяется об ьемами этих чо!остей и удельным весом компонентов топлива, который зависит от их гемпературы: 1 ок то куак ! ) )'., = ол„1 (12. ! 7) 7, =- 2(),!1-=-(,.7„-! '„,) )т', о ок ок ! о (1-'~!8) Г 1 ' пок, Оо соотв~ и1 в\ пно ~ог!ъ~ '11 ! Но '!' "- ! 5 и о!.
ис ли те тя и горючего. Подставив выражении (!2,15) и (!2.!7) в исходное уравнение (12.14), получим уран!!ение четвертой составляюи1ев импульса после'!сй Гвин г1й Опрсосги1м 1а.н1нс;1р из1 зине —..: и) ' — — — 20,6 -.—; „,Х, дГл й гЧ, 'Р Л, ОГС )2 ' л/, . )т 'дтг = Лищ1срсия 1ствсртой составляющей импульса тяги .-, —. ~-'--'~'., -; ~-~-7;,-;+~2О,й — "=,„кй)':,-; -1 12 гг 1 12о,й — ' ~, Лг) .'-, (12.12) Г) мм,1рщли ими .и: игюлсдсй«гвия тяги ситредс,иыся зависимо гью Гкг~2,:=.Г~Ъ-.,Г '" ""г 21 222 — '-и), 2~2221 лггк где ~ -., =-.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
