Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Учебник под ред. В.М.Кудрявцева (1014186), страница 25
Текст из файла (страница 25)
д. Все вышеуказанное необходимо учитывать при создании )КРД. л э и л» Ес с иЛ $ Таблица 5.3 удельный рас. четный импульс 1 (и!С) прн У Р рп ра Плотность р(с(см') прн У = 10+00-С Температура продунтое разложенне гю к Топлнао Перекись водорода 100%-ная Н О, Перекись водорода 93э4-иая Не~эх ,(0,142 НзО Перекись водорода 87',б-иая Н,О, Х )(0,280НеО Иэопропилнитрат (СНэ),СН О)ЧОе Гидраэин )дзН4 Окись этилена СзН40 Несимметричный днметнлгидрааии (СН )зы Н 1,463 1,419 1253 !080 1460 1370 О % о о ы 4 ы О ы о Х й а и и „з х о и О с) о э и и и о !!!(! 1,38! 927 1260 1,036 990 !690 1, 008 870 — 1300 1280 — 1350 0,887 1288 1600 0,790 1000 — 1!50 1250 — 1300 3 и о по и <О о" ил о ь Й о ан и о Ыи с 1 о и н о и и ! )(!!! 6 5.2.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВ зп(жин 'Г Непчссзпс ненздетнезо о оооо Наиболее важное требование к топливам — максимальное выделение энергии при сгорании. Эта энергия 0 = (Х 7()ы — (2 71)пс з е п(м д эннэыеек эонээьнзнди !(((! эддзедэпиэз «ензэьнзпд» с'3 сз ! сч ! ))()! О С сз р о смс) сч пз о с- о о СО СЧЮСО СО с'3 ,ып нннэьиеып еда шдэаиэд, н О л и о о 3 ппи ) нннэпнн еддзедэпиэа с- рс-ю' ,о с- О Ю ю ы(Я вЂ” сч о" оо с Оъ О с сз СОЮЗ.Е О з,ыз с з с- с о Е4 Я ю с сч о о Ю сч 'со со о СО О о- ,изю 'д чзэоюоып сз С'4 СЭ СО сьосо сос» СО О,Ю по Сэ С'3 Ю с» 'е з о о с.
сч со сз е оо ессеи нэн -дн ыд лэыо)Ч Ю Ю о СО ис й с Х с) О и К О. й О, и Д и о ы пз *мин)иж ы и М О.аы В (-сОСОЖ~ и О. о О Х с Оы ХХ с) ХО 3 Х л! 1!4 1!5 где (д.д'1), и (д,д()„— сумма стандартных энтальпий (теплота образования) компонентов топлива и ПС. Чем выше теплота образования компонентов топлива и ниже теплота образования ПС, тем больше выделяется теплоты. Теоретически наибодьшее количество теплоты выделяется при стехиометрическом сгорании компонентов топлина, когда ПС состоят только на высших окислов (НеО, СО,, НР, 1!Р, НС1, А!,Оз, ВеО, ь!зО н др,).
При температуре выше 2000 — 2200 К насыщенные молекулы окислов начинают диссоциировать — разлагаться на атомы и радикалы: Н,Π— ОН + На/2; СО, -э. СО + Ое/2 и др. Реакции диссоциации — эндотермические, т. е. идут с поглощением теплоты. Чем выше температура, тем больше молекул диссоциирует и тем больше расходуется энергии.
Поэтому тепловая энергия всегда меньше теоретической химической энергии, а состав ПС содержит различные составляющие. При горении топлива )Чз04 ! (СНз)змзНз продукты сгорания содержат одиннадцать составляющих: Н,О„СОз, СО, Н„О,, )Чз, ОН, ИО, И, О, Н. Действительную располагаемую тепловую энергию отражает величина характеристической скорости С,. В конечном итоге энергетические возможности топлива проявляются в значении теоретически достижимого удельного импульса ирн равновесном истечении. В табл. 5.4 приведены значения Уу,р при р„= 7,0 МПа и р, = 0,1 МПа.
Удельный импульс определяется располагаемой тепловой энергией и эффективностью ее преобразования в полезную кинетическую 00 4' СО ЕЪ С'Ъ Ю Сб.» -.3 О -О СЧО 3 С» С'4 »Ъ О СОЮО СЧСО 3 ОЪ Сб "С'4 С'4 "са СО СО С4 33 СЧ О' СО 3' со о сч О333 . 3'3 -О 3 С'4 С» С4 Сб 'Ъ Со 3 СО С» СО Сб -СО 3«0 СЧ С»- СЧ-Сб О СО С'Ъ СΠ—— СО СО С'4 -М О3- о счсч сб а е ы й 3' Ь-СО О О С4 -СЧО -О О -3- Сб«4 43 С3 ЕЪ 3' О3 МСЧ Оч -С4«4 3» С'Ъ сб С4 С'4 С'4 се 3 .3» ьа» 3 "сб Оъ -3 СЧ Са сч — о 3б ойЯсч -Я О3 ОЪ -т Я ° »- Я О -СЧСЪ Са 43 Ою ЯЯ --Сч ю- сч-м сб сч се с» » 3О 3- со Я Ъ3 Ю-Ж-Д М Ос-СЧ .О СО 00 ОЪ .О "о м со сч С» С'3 «4 сб О» С 3 3 О ОСЧ О счч -с»о - СО ОСЧ О СО Сб Ъ о 0» м а Оса СЧМ - 4'М 3' »Ъ С'4 С 3 » С СОЪО СО С» .С» О' О,.Ъ -О »ЪСОС3 С'4 ы Сб ОЪ В С'3 3' О ЕЪОЪ ЯСЪ оа» 3- осч--м 4,0 СО оол О О 3О 3' .о- от- С» С'4 сб о т соса СО 303 СЪ Сб 303 М 033 Ъ ь- — — съ СЧ 3 СЧС» СО 33 .О а» " О' -Л ВГ3- СЧ ь — сч — сб Таблица 5.5 о ОО 3 СЪО 3 ЕЪ С'4 »-С4 О Ъ О 3'3- СО СО СЧЬ -СЧСЪ -О- 00 3" Сб СЧ СЧ «4 В СО Ьм» -о сч СО СЪ СЧ:СЧ СО СЕ 'Сч СЧЯ -оо С'4СЧ 33 Удельный расчет- ная еыаульс 1.3,.
С Удельный расчет- еыа импульс /У 3,, с сестее тсслеее е е й е бЫ х 3 е С смтее топлесс 3О МВО омо М О -3-Я" о--сч» СО 3'403 С4 '» " «4 ОЪ -в о сь с» Π— Сч СЪ С'б В ЕЪ аъ 3 3 ЕЪ СЧСО - 3««со О Юсчс'3 с\ СО»СОСЧ а ю а» -ОЪ М - С'4 Сб СО СО О се се Сб О, + Ве + Х,Н О, + А1 + Ы,НЪ о, + в + н,н, Г, + 1Д + Н,Н, Г +Ве+ИН но +в +ын Нео. + А! + ХЪН С1Г, + 13 + 14,Н, С!Г + Ве + 1313Н, (ч,о, + в + м,н, м,о, + А! ! Нсне 473 457 405 402 392 4З6 416 445 441 404 412 03+ Ве+ Н, О, + Ве + Н, 03 + 1.! + Нс О«+В+ Н, 04 + А1 + Не Га+ 1.1+ На Г,+Ве+Н, о,г, + в + н, Оге+Ве+ Не Г,+13+Не Ге+Н, + Не 340 зы Згб 377 368 ЗЗ6 302 Згб 305 326 304 О 3- о т- о со -СЧ- -а3 о ° а» .3 Сч ЮЕЪ С'4 Я М СО С'4 ЕЪ СЬ "'» сь ь м — — сб омю~ с» сь сь -Са — -Π— СЪСЧ ЬСЪ СЪЯОВ сч» счо со ояСая -о сб -о С3соСЧ 3'Ъ Я СО С'4 оммЯ» 3СЧЪ» СО О СО .03 Сасе -СО СЧ вЂ”вЂ” О СЧ СЧ СЧ .3 о сб а» ОЪСО О СО сб Сб са »С» Я Ь СЧСЧ СЧ 3" ° 3 СЬСЪСЧ сч сч о 'Ф С4 00 -СО Са 3 Π— — СЧ -3 О СЬСОСО Ъ ЕЪ О о -3 Са Ь СЧСЧСЧ 3 0 е Л о и Я «4 ВО ЪС»: -Ь ОС4 СЪ 3' М Сч 3 3 3 3 м м» - м сч МС 3 О» м «4ОЪЪО Сб СЪ О' 3 4:3 3 Ъ .ЬО СО О О СЧСО Сб М 3-ОВ «3 -сб СЧСО3 СЪ О Сч«3 — М О ВОЗ Сб О ОЪ с4 "сб т - ОЪ С 3 СО о-м-м о овса ОЪ ° 3' сс 3 — .СО"- — О 3-.3.
ОСЧСЧ 0» СЧ СЬ Е» С'4 » Сб Сб 3' С'3 СЧ3 ОЪ сб'е'с3 ОЪ Я1 3'СЪС» -Я о о семт- я С'Ъ С 3 с'ъ 3 с'3 а »СЪ СЧ 3'Ъ 4О ЯЬ СЧМ 3'3304 С'3 3 4 Сб О СО 3 С» Ю»'» . о сч »м-О Ъ 3»3 Сб М 00 Сб О мЯ ОЯ О «Ъ — сб СО О Сб СО О В 3 Я -СОСЪ о — сч — сб СЪ 3О Сб ОЪ Сб СЧСб ВЯ -СоСЪ С3 сб С Ъ Со С'4 С'4 ОО3 ма -СО О СОСО С»СО Ь С43б ( дано прн р„(р„ = 7МПа(0,1 МПа. Примечани~ о омл МД 3 — »3 — О Сб со 3 .О о — оо С» Ъ 3' -Оъ33 О С'3 Сб СЧ «4 сб о СО3 ВММ СО б -43.3 -О омммм С'4 3' СО СЬ ОЪ О СЧ вЂ” М Сб СЕОСО о сч сч Я сб О Мсо О 3- М С»3 ЕЪСЬ "3 СЧ С'4 СЧ С 3 СЧ О С'3 СО Сч со "3' 3 е» Со СЧО ь Са «4 О СО 00 ОЪ СО 3О О Со ОЪ С'4 мсб ьч' СО О О 3' М СО СО С'3 С'Ъ » СО Сб "СЧ С'3 С'4'3' С» со о О» ОЪОЪ 3' СО СЧ» С4 Ч»' сух ы зе. Злм О 4 ЯЧ ж х Ср е е й е О 0 Ч $ ы а ы е е о ь а О 34 е О.' С ы а С 3, х л Ы 1 ы 0 з 'О С й О е е у: е й е о 0 О й д с е с я б Х х ИЮ е г и с й а „ 3 е 0 С е а и „ "е е.
ы 3 О е од ы Ъ, 1 а 3, 3 14, ч С $ я 0 $ О ы е о й Вы а е ." й .й е с е е е й е з 3 е 5 е а е Ъ, е» ы- СЪ энергию потока. Этот процесс в большой степени зависит от свойств ПС вЂ” онн должны быть газообразными, по возможности с низким молекулярным весом. Только газы прн расшнреннн преобразовывают тепловую энергню в кинетическую, а ннзкомолекулярные продукты «легче разгоняютсяь н тем самым полнее преобразуют энергию.
Прн сгорании некоторых металлов образуются тугоплавкне окнслы, которые в ПС находятся в жидкой нлн твердой фазе. В таких случаях добавляют вещества, образующие ннзкомолекулярные газообразные составляющие — трехкомпонентные топлива О, + Ве + Н„ Рз+ 11+ Ню которые имеют наивысшие удельные импульсы н поэтому перспективны !табл. 5.5). В более отдаленной перспективе предполагается использовать химическую зпсргню реакции: рекомбинации, которая выделяется при образовании нз атомов н радикалов устойчивых молекул; перехода некоторых возбужденных состояний атомов Не, Аг, Хе в нормальное; фазового перехода металлического водорода в газообразный.
Эти реакции — наиболее мощные в знергетнческом огношзини, они дают возможность получить удельный импульс порядка 1000 — 1500 с. Однако созданве устойчивых компонентов, содержащих атомы и радикалы, или возбужденные состояния атомов, а также металлического водо. рода, наталкивается на исключительные трудности. Кроме удельного импульса — главной энергетической характернстнкн топлива — важное значение имеют плотность топлива, температура сгорания !заметам, что чем меньше молекулярный вес ПС, тем она ниже) н самовоспламеняемость прн контакте окислителя с горючим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
