Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Шишкин Ю.Н. - Ракетные двигатели на комбинированном топливе (1048762), страница 31
Текст из файла (страница 31)
17) каиалЯ ЗЯРЯда, От кото)ик>х зависит газооойазовап<и! твсйдого компонента. Учсс>ь это в уравнениях динамики камеры и<' представляет<я возможны~. Значи<сльно услон<ия>о~ген эти трави!.' ния и в случае попь<ток учета пспостошнтва параметров газа вдоль капала и измен< пия Формы капа:!а. Вм<.ст<. с тсм, этп усложиеиия, в силу недостаточной изученности процессов в как<Яре, пока ие дя>От заз!стного рез<ль!ята. В связи с Отмеченным рассмотрим упрошепные уравнения динамики камеры ГРЛ.
Введем слсду<ошне упрошаюшпс предположения: 1) кох!Поненты топлива сгорают мгновенно через пск<морый промежуток времени тк после ипрыска жидкого компонента в камеру; по аналогии с с<>ответсгвуюшей характеристикой дги! ПРОцСССОВ ГОрЕНИя тОПЛИВа В ЯРД, будЕМ НяЗЫВаТЬ тк ярглаНЕМ запаздя<яания и полагать, что тк=-сопз1; 2) продукты сгорания являя>тся идеальным газом, имшошпм некотору<о усредненную работоспособность (1<Т„В) „„, котору<о буде!< называть приве<!еиио!! работоспособность>о; ((т Т,,)„1 равна работоспособности эквивалентного газа, создак>шсго в свободном объеме камеры то жс давление рк и имеюшего гу же массу ук, что н реальные продукты сгорания; 3) канал твердо~о блока имеет цнлнндрпческу<о форму; диаметр канала на тех промежутках времени, которые рассматриваются при анализе переходных процессов, не меняется.
Рассмотрим камеру ГРД без перс пуска жидкого компонента. Уравнение баланса массы газообразных продук>ов сгорания в камере записывается в виде и — )'>=-6, — Оа, к кя где бщя -- приход продуктов сгорания; 6 -- расход продуктов сгорания через сопло. й)асса газообразных продуктов сгорания определяется урявпением состояния; е.(ГС Рк к (!' ! к) кк где 1Р'к, — свободный объем камеры. Приведенная работоспособность связана с работоспособностью газов в предсопловом пространстве. Предположим для простоты, что этн величины пропорциональны друг другу.
( >( Г, ) „„, = СКГ,И где С<.1; С =сонэ(. Работоспособность продуктов сгорания зависят от соотношения расходов компонентов топлива и давлеш!я. Однако прн соотношениях расходов компонентов, близких к оптимальному. 170 эта зависимость слабая и можно полагать, что 7(Т„-, а следовательно, и ЩТ»»)ти во НР!ми пс)н»ходпых ИР1П!сссов пс мснистся. В этом случае С ) питом прппятОГО доп!'щения О мпювенноа! сГОра!Нп! ком. попентои топлива, сскуидиып приход газов в момент времени т Опрсдслястся колн»1сством жпдкОГО компоисита, ви)зысн) ТОГО в момсиг времени (т--т„): (7щ,.-.-»»(7„» (т -- т,,: [-О, [(7»» (т-- т,.у![. Р исход Газ'! Нз камеры равен: ()а = э)71„.7»„.„, Увели»!синс свободиг1го объема камеры происходит только в результатс и!»!Гора!и!я твердоГО компоиеита, и поэп!му ! ., Гу», н Подставляя в уравнение !6.
17) виачения (7„„, Г)х и — У, »т находим.' Оцсипм ветичипу 71„)ЯТ„)»»Г!!т При типичных значениях величин р„, О, п (717;»)„р, равных соответс !асино: р„. = 50 1О" Па; О1, =-10! кг)к!а; (7(Т») „р= 10Я Дж/кг, зпа чщ!нс 7»»»7 (77 Т»»)»н»!З» == 1/100 Г!рспебрежем этой величиной, что равносильно пренебре'ке- нию в:и!яиием изменения свободпого объема камеры на измене- ние давления.
Тогда (ЙT!»)„Я»тт Введя выражение, определяющее приход твердого компонента топлива, получим дифференциальное уравнение камеры ГРД в виде В,, — р» [-7», =: Г) [ВТ!" -, 6'-'(т - т,»)[ ' ', (6. ! 9) »т »т бакр'как 1 а,.!Рт,)„„' мика ' В==- 4зп' ! ! —;"!а1о.Ыь '-' Уравнение (6. 19) весьма неудобно зля использования. Запишем его в малых отпосителыпгх отклонениях. После преобразования полт чим о Т.
— 6Рк ч крк==-К '"66 . (т — т„п ит ;,6. 20! ГПЕ йрк = —.== ЗР Рк Рк Рк Рк - постоянная времени камеры; - ='- (-(Ь)" 1 " ---( (,',) 3 козффицпент усилении по раскопу жплкого компонента тоштива. Как видно из уравнения (6.20), камера ГРД прслставляет собой инерционное звено с запаздыванием. При изменении расхопа жплкого компонента в внлс елпнич!шй с|упеичкзтой функции ббя; = 1(т) изменение давления в камере определится решением уравнения (6,20); йвк!т!" 0 пРи т' тл йрк(т)== К„' !'1--е '') г1)ш т "тк к Камера яв.тяется устойчивым звеном, т.
с. при изменении расхода жидкого компонента лавленнс в камере принимает постоянное значение: пРи т=:- ао, йР, =К . и Рк---.рк !'! ---К Переходная характеристика камеры привезена на рпс 6.19. Постоянная времени камеры Тк зависит главным образом от геометрических размеров камеры и характеристик рабочего процесса. С увеличением свободного объема камеры постоянная времени растет, позтому качество регулировашги ГРкй в процессе его работы ухудшается. Так, например. для камеры с одноканальным зарялстм при м=-0 можно приближенно считать, что постоянная времени ра- стет пропорционально квадрату отношения текущего диаметра канала заряда к его начальному значеншо. Натру.)и!! вцдсть, что выражение для коэффициента усиления а К, вводящего в тр иицнщ (6.
О) ди намикп камер!т1, совпадает с подуя(ппыы ранее (в разд. б.2.!) уравнением (6.5) а, 7.' Как уже отмечалось, вслпчпиа К,: за- е'рап!!сине динамики к а и е р ы с и с р ! п с< к о з! записывается аналогично уравнению (бт.20). Пгксг!щпии времени и коэффицищы усиления со!лвстственпо имеют следуюп!нй нид При е) =-! выражения для Т, и К'"' приобре!акы апд вью, ~~к ражений для аналою! ии!к коэффициентов камеры без перспуска жидко!-о конно!сента. Каз!сра ! Р.'Т с перепуском является сзслтциа! случаем, а сГ = ! — частный случай, соответствующий подаче всей жидкости только в головку. 6. 4.
ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ РДТТ РАЗДЕЛЬНОГО СНАРЯЖЕНИЯ Рисса!отрит! некоторые особенности регулирования !з .(ТТ РС в случае, когда газы из газогенератора пода!отса в тяговрю камеру только через один газовод, т. е. только в головку камеры. В качестве регулиру!о!пего воздействия используется изменение сечения Гкг! дросселя, установленного в этом газоводе. Изменение Гкр! вызывает изменение давления р,! в газогенераторе и газообразовання заряда в нем, меняется раскол газа в тяговую камеру, что ведет в конечном итоге к изменению (регулированшо) давления рке в этой камере.
При нсобкодимо- )73 висит от соОтно!пения расколов коа!По центов топлива и коэффиппс!Гров в заки пе скорости газификации твердого топ :!Пва, Рнс. 6. )ц Переколпак каректернстике камеры ГР '! ар,~ ея кее )' рк кк! Рис. 6. 2О. Рогуаирово ~как характе- ристика РДТТ РС Рвс. б. 21. Зависимость коаффиииеть та К ки1 от аи ик р, К и ит1 Ити с'— и. ~ "Р~) Ии1 аг), 1 16. ')3) На рис. 6,22 изобрагксиы графические зависимое)и К"и) от си) различпык безраза)ериык периметров. Зля двигателя, имеющего кирвктеристики: с, ==0,3; та=-0; 1).=0,67 п К=3, увеи1пчеиие ))т=-пз; р=пат о~ пг~ „4 а,=пз, к-.з )))-п,г )1 пг- П,) Й и з ! пзппкгпзр ко и г 1 пмппд пар Рис, В. 23. Зависимою ь иоаффи.
иисита К,,и от гб и. и 11 Рис. 6. 22. Зависимость ко)ффи. и„, висита К„,и' от )), )и 11 и К дввлсипя в тяговоЙ камере пв 10'))) требует увеличения давтспия в газогенераторе примерно пв 37"",„;, При изменении давлашя изменяется и соотношение рвскодов компопси)ов ~оплива, что кврактсрнзустся коэффициентом ПЕРС;щЧП Кива) " "Н':)и1 .„.„„, (ЬГ а))и) 1-- 3 01)ределеиив)Й интерес при Оценке Возмоя(иостеЙ рсгулир()Пиния пр(де)Являет анализ коэффициента псредвчи, связываю- 1цсГО О)клоиепия ЯЯВлепяя В ГлзОГсиераторе и и тяГОВОЙ к)1м(рс: На рис.
6. 23 лапы графические зависимости этого коэффициш!!а передачи 01 )! и Л'. Так же, как я в ГРД, Отклш!Снпс соотпошеши расколов компопспгов при пзмсиспии давления в тяговой кямсрс ис имеет места, сели !) +)з= !. Коэфф~)иент соотпошсиия раскотов компоиснтов топ,!Ивя из. мш!Ис!Ся !При р'>0,ог )Вели'!Иияется) н процессе разгара каияля заряда в тяп)вой камере. Величину пзмеисния К можпо карактеризовять при Г,,п! — --сопз! коэффицпептом передачи Кз-': эп ), Если в РДТТ РС окажется целесообразиым поддерживать постояппымп параметры работы двигателя !Например, 6,) —— =сопэ! Пли р)п=сопэ1], 10 пзмсиеиис соотноцшнпя раскодОВ комиопситов топлива будет аиалошшпым его пзмепсипк) в ГРД, В котором иримсия)Отс11 Гакис же рсГу:)пру10игис коит)ры !см.
рис. 6. !1). Может возиикпу!ь нсобкодимость поддерживать постояпиым сг)отиоп1епис расколов кймпоиг.нгОВ топлива п)"ым устяиОВлснпя функциопяльиой связи между изменениями поверкпости горения В 1язогш)сряторс' и т!Иг!метра кяияла зарядя тяГОВОИ к)1мсры Эта связь устаиавлпваст геомстршо заряда гязогеисрятора и карякгсрпзус!ся коэффппиеитом передачи )ъ, ~ —;,",~ ы!) ь с и! ! — ' —.
)м зыпялиз уравпения для этого коэффпциспта показывает, что при )1=0,5, кяк и в ГРД. лшбос измсиеиие Г7Я ис приводит к отклопснию К. Однако, сели 6 1-))=1, то изменение Г! Не может быть компспспрсшаио изме! епием з1, Можно устаиовпть подобную связь, поставив условие )),а=- = СОП51: )6. 261 — -и! ' У!К) ~! — ),-- т! ! — ) )' ! . 7 — ъ! 1 ! — ) 1 7 1 —,-К- г)К)1 При 7=0 тсчс!шс через г„),! падкритичсское, )т=-0 и уравпеиие для этого коэ!!)фициспта упроШастся: 16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
