Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Шишкин Ю.Н. - Ракетные двигатели на комбинированном топливе (1048762), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Зввпспмосаь КЯа от вт7да 161 вик> отношение изменений расхода жидкого компонента и лиамст))а: эс1,„23 — 1 о,, я' ел 1 —, ,6. 7) для п„=сопз1 (6. 9) Отношение коэффициентов равно: Из привсдепного можно заключитгь что в процсссе работы ГР3, имеющего камеру с вводом жидкого компонента ~оплива только через головку, вследствие изменения диаметра канали заряда будут мсняэься параметры рабочего процесса камеры. Если поддернсивать постоянным расход жидкого компонента, то будет меняться давление, а с пим вместе и остальные параметры, зависящие от него, — расход твсрпого компонента, соотношение расходов компопептов и среднепптегральпый удельный импульс.
Чтобы поддерживать давление неизменным, нужно изменять расход жидкого компонента, что также вызовет изменение соотношения расходов кохпюнентов и удельного импульса. На рис. 6. 11 п)эелставлены зависимости. характеризучощнс изменение соотношения расходов компонентов, связанное с изменением диаметра канала. При прочих равных условиях более предпочтительным является режим, при котором среднсиптегральный улельиый импульс меняется меньше. Проанализируем в связи с этим отношение коэффициентов псрслачи, связывающих отклонения соотношения расходов компонентов а зависимости от изменения диаметра капала при различных методах регулирования; б.„,.=-сопз1 и рв=сопз1, Из системы уравнений (6.2), с учетом того, что 6К=ббж — -66„получаем (при попущении, по д)гТ,,-)дК== 0): для 6яо= сюпз1 (6.
10) (к,'.)„. (; )' При т=-0; Х=1: 5: (З=Олб —:ОВ это отношение принимает значения (К,"), — =. 1,ОЗ -ь !АЗ. ("; )о,, Это означает, что метод регулироваши поддержанием 6;к=сопз1 связан с меньшпмп пзмепениЯми соотпошспиа Расходов компонентов, чем метод, рассчитаппый на поддержание р„-=-сопз1. Следовательно, при б„,=сопв( оудст мспес заметным снижение удельного импульса. На рнс.
6. 12 приведены для примера результатгя расчета изменения параметров в камере ГРг(, имеющего следующие характеристики: р=-0,65; т=О; К=1,9. Здесь в функции времени показано изменение (по отношешпо к начальным значсгпгям) диаметра канала заряда, давления в камере. расходов твердого п жидкого компонентов топлива п соотношения расходов компонентов для двух случаев регулирования ГРД вЂ” с целью обеспечения постоянного давления в камере и с целью поддержания постоянным расхода жидкого компонента.
Результаты расчетов подтверждают сказанное выше об особенностях регулирования ГРД данной схемы. Зна ппсльпый интерес представляет анализ степени изменения соотношения расходов компонентов топлива в процессе регулирования давления в камере двигателя; !63 1!а рис. 6.13 приведены результаты расчета коэффициента передачи К~, показываю~пего степень изменения соотношения расходов компонентов ~оплива в процессе регулирования давления в камере. По данным расчетов можно заключить, что К',."существснно зависит как от соотношения расходов компонентов, так и от показателей степенен в .законе скорости газификации твердого компонента, Увеличение К, так же как п увеличение суммы показателей р-:~ (прп ((з+т) <1], ведет к умсньшспшо изменения соотношения расходов компонентов в процессе регулирования давления в камере, т.
е. благоприятно сказывается на характеристиках ГРЧ; сер~. ~ее," 1 ! рр ~— р,ж~ '! р,ар два! п,ае Рпс. 6.!2. Измеиепие парапет. ров в камере ГРД в Фувкппп вреыеасп :сова Рис, 6. 13. Завпспмосг» ковФФнппев. са перепачв Кап ос р, К в о )х"' 0 при () '-т=-!, гто следует !Ыпоср)лс)нснио из уравнсни51 (6. 111 В рассмотрспном примсрс всличнна К''' иаходип я в пр)делах 0 —;0,6, т.
Р. прп измспе)шях давления в камере до !О'; со!и. поп!СИНС расходов ко)1поиспп)н и!псин гс)1 1н! 0 —:6!) РнссмОГрпм возможиОсть ПО:1дсржаиия иостояии!)м РООГИО. шеиня расходов компсн)оптов топлива в процессе работы ГРД путРМ соотВстсп!)ю1ПСГО пзмсисип51 расхо11В жидкОГО ко)!НО- ис)па. )(ля этого сг!)чая из урзвнсш)я расхода чсрсз кр)ниче- скОР ! счсии)) соила пол' чпм — '- -":со)ы(, 0„, Используя уравнение (4. 5), находим условно обссш:чс!шя .)т'=-сопя! в видс 1 Р, ~ 5 )1— ,-'„- 6.
121 Г)н,ь Рчч . т!!) ) Аиалнзир) я это соотиои1сни1'., Можно сдслать ирсждс ВсРГО уже извсстпып иам вывод о том, чтт) при (1=0.5 сохраиястся постоянство параметров работы ГРД. Однако уже прп ()=0,67. 1=0 н )()!дс:=1,5 дтя сох(за»синя Начального соотиоп)сния расходов компоие)лов псобходимо ух!Р)и*ц)ить расход жидкого компонента в 1,5 раза; соотвстственпо в 1,5 раза уменьшится и сила тяги лвигатвля. Таким образом, в ГРД двиной схемы обсспсчсиис постояппого соопн)шсния расходов компонентов топлива связано с весьма заметными нзмспениями 1авлши!я в камсрс (силы ТЯГИ ДНИГат!'ля) . 6.
2. 2. ГРД с перепуском жидкого компонента (хак уже отмечалось раиса, наличие дв) х рсгулиру)ошпх воз- дсЙствиЙ иа парах!стры ка)1сры ГРД с пРрспускох1 11аст ВОЗ)10Н1. ность одиовремсиио регулировать два параметра ее рабо)ы. Рассмотрим один из наиболсс всрояш)ых вариантов рсгули. роваинЯ вЂ” измс'нсни!'. Лавл)'ни51 н камсрс (силы тЯп) ДВНГВ Г!.'ля) ири одиоврсмсши)м под.)ержаиии постояпш)м соотиошсппя расходов компоиситов топлива (К=--сопв1!. В качестьс рсгуш!ру)о!Них Воздг'.ИстВип прнмсм нзмРнсипс ООННРГО расхода Я11)дкОГО комп!и)сита в камеру 6;„. и измепеиие коэффиц)к нта псрспуска )(. В этом случае Г1'Д будст иметь дас рсгулировочныс хара).- тсристикн — по ксокдому из регулируемых параметров.
Рсгулировочпая характеристика ио давлспнк) в камсрс устаиавливастся нспосредствеиио пз уравнения истечсипя (с учстом того, что 6„,)'!У-,=сопя() в виде 6. 13' Ря !»ы )вз Ргшулировочная характеристика гю соотношспн5о «р;!сходов КОМПОПСНТОВ ТОПЛИВЯ ИМСсТ ВИД (! -1- тз555) ' — (т(5) ' ! рз )." ' ! г' а' (! + тая)5) ' — (тая'а) 1!з урашгснпя (6. !4) можно найти зиачеии! Иоэфзфпциеита перспуска гр, которое иеобхолимо име~ь лля выполнения поставленного условия (гх'=-сопз() прн заданных исходных характеристиках (5Ра, Кс, (з, «) в слУчаих измеисниа лиамезРа капала заряда Ы(с(55) и лавлепня в каморе (р,;,'(55,с); пз урависппя (6. 13) !'6.
14) ят Рпс. 6. 54. Измепсппе козффпппенга перси! скг! г! прп разгаре капала заряда, необходимое а!ля аысолпеш5~ услоапя г(=усопз! ! ы! можно паг)тгг,потребнуго прн этом велнчш5у расхода жплко- С5И 6зп. Следует иметь в виду, что величина коэффициента перепуска НЯХОТ5ИТС5! В ПРЕДЕЛаХ ГР5,5п -'Г((1, ЧЕМ ПОЛРЯЗУМЕВастСЯ СУЩЕСтвоваиис границ регулирования ио Лавлепшо прп соблюдении К =-- с оп з1. На рпс. 6.
!4 приведены результаты расчета потребного изменения коэффициента перспуска гр лля поляержания постоянным К=-сопз( в процессе расимы двигателя прп постоянном давлении в камере (рп=-сопз1), Величина отношения г(55(55, соот- ВСТСзвЛОЩЗЯ 5(=- 1, ИВЛЯСТС51 П!ЗСЦСЛЫ5ЫМ ОП5ОСНТЕЛЫ!ЫМ зп!а. метром канала, игэ которого Возможно Выполнение заданного условия (А"=-.Сопз1). Примеры потребного изменения коэффициента перепуска гр с целью поллержания К= сопз1 В зависимости от степени форсирования лявлсиия в камере р„.!(зка (прн с(=--сопя1) представлены на рис. б.
15. Наибольшее влияние иа величину потребного изме. пения коэффициента перспуска оказывает показатель степени при вслпчнпе д„/пкб. Чем болыпе этот показатель отличастся от нуля. тем большее изменение с1: необходимо прн данной степени форспровапия для тоги, чтобы сохранить К=сопз1. Бестичина ря1ряб, соответствузоьцая т1=1, является верхней границей форсирования, до которой при заданных исходных харак- 7,4 4Р„ Ркс 4 Ркб Рис. 6. 1о. Зависимость ковффнииента иерепуска ~Г от степени форсирования давления в камере, необхолимая лля выполнения условия К=сопбб К.
брк При О1=сопз1 и К=сопз1 получим Оя, К'р --.— Ик П От О к,вт„тт б. + бх + ба 167 теристиках возможно выполнение условия К=сопз1 путем изме- нения ср. Структурная схема камеры ГРД с перепуском приведена на рис. б.1б. Для случая К=сопэ1 будем иметь йди=б6„,=66, и„ следова- тельно, коэффициенты К ' и К" равны ед~шице, а коэффиРк пк цтынт К."' 1эавсн нулю, Наибольший интерес представляет коэффтщиснт передачи, связывающий отклонение давления в камере с отклонением коэффициента псрепуска: Подставляя значения коэффициентов и произведя соответствушщие преобразования, найдем у)е,к) 36.
15! 3 3 — ): »3,„: А'! Прп !3+3'="- 1, 3)р =сс псзяВисиыо От зиачеп))Й сг и К. Об)й)с пить физическую причину существова)шя тако)! величины коэффицпс3ыа )т)ч мо))сио следУкицим ОбРазом. Известно. по ИРВ !3.+) = ! коэффициент соотношения расходов компонентов топлива для ГРД с пола шй )низкого компа)сита только г- — — — — — — -- — -э в головку камеры остается ааж постоянным при изменении ! давления в камере. В камере ГРЛ с псрепу!ар» ском паблкьтас)ся аиало- С Сггеа 3 'аж 3 Г)ШИОС ЯВЛЕИПС, ССЛИ !3ЯС- ее за г и ааж г сматривать коэффициент соаж г "гт р„' 'Га,' 3 о)ношения расходов компоеа, ! ! Сигов иа выходе пз канала. Х),:) ! Этн)3)со эпсргет))ка камеры 1 и:.рс.)с.)ястся коэффи)33)сика»'гаа гс)3 )см со)лно)пения расходов ко))ионсптов пй Вхотп" в сипло камеры, т.
е. когда у~)33- ТЫВ»3ЕТСЯ И ЧЯСТЬ РЯСХОДЯ и!идкого 3сомиоиш)та, пгщяййсмого 33 камеру д3)иснгглн))я. Поэт)ы)3 пр)! Постоянном соо)ношении расходой гн)м))оиситой ий Выходе из канйля л)об)и) пенис коэффипиеита пс!Тспускй пойдет)3)т зя Собой и изменсни!. сОО)ношсип53 расходов компои!.'Итов ие! г)кодс В сипло. 110скос)ыс)' к!'эфф)и)нщ)!' 3) с сВ5333)Вист Откл(и)еии53 31 и 3)к пцп 35 =-сОпэ1. ')О мы будем приближаться к выиолишиио поставленного устовия в том случае, если расходь! компонентов (а значит, и давление в каме!ш) б)ттут ст)шмитьс5! и бсскоисчиостп.
С лр)'!'ОЙ стороны, мо)кно зяклк)чпть, что прп услОВИП !3-к) .= ! в процессе дросселпрования или форсирования давления в камере с перспуском поддергкяпие соотношения расходов компонентов осуществляется путем установления постоянным коэффициента пепси)скя с!. Лл)! зиачсипй коэффициентов в пределах !1=0,5 —:0,8; 5)33 = .— — ! —:5; 3 =0 —:0,2 указанный коэффициент передачи, как следуе~ из рис. 6.!7, находится в пределах рес, а 36. (.тру»т)3еаа г»ема камеры Гр.1 с перевуском К„г =-0,833 3 со. !ьн г,, оо' Кр Ъ КРЭ 3 2 ! ЕЗ цайт р 1'пс.
В.18. Зпнпспиость хок)- фпипснто К„. ьи )1 п К Рпг. б, !7. Зпппсииосьь козффььипснта К", от )Е К и и пн Поло гавдяв ЗНВЧЬ НИЯ Козф[)гИЦ1ЕЕНтОВ НВХОДИМ ь;н,' у , 'тя К! 1- У1;,К! П!гп изменсьпьи коэффициеьггОВ )г, К н и в ь'казанных Вьшье пределах рассматриваемый коэфгрициент передачи составит К' =0 — 1-0,865 (рис, 6. )8). Каьс следует пз уравнения (6. !6). прп р=-0,5 не требуется нзз!енснпя коэффкцнепта вереи)'с!та для !гот!лььржания К=сОпэ! в процессе разгара капала. )6.
))г)! а. 3. уРАВнение йинАмики кАмеРы ГРЙ Выше уже отмечалось, что установившийся рабочий процесс камеры ГРД крайне сложен. Естественно, что еще более сложными являются переходные процессы в таких камерах. ))зх!енение расхода жидкого компонеьыа с целью регулирования давления в камере вызывает перестройку тех полей концентраций расходов компонентов, гемператур и скоростей газов впутрв не При оценке возможностей рог лпроваиия с целью поддержания постоянным соотношения расходов компонентов топлива в процессе разгара канала заряда шысресио прошшлпзнровать коэффициент передачи, связывающий опслонсние коэффициента псрепь ока ьо с откгг!ноннам диаметра канала ьу при условии К=-с!и!э)ь (6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
