Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1980 г. (1241533), страница 2
Текст из файла (страница 2)
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а — скорость звука; а — коэффициент теплоотдзчи; а,„— коэффипиент избытке окислителя; аз — изобзрный коэффициент расширения; Вг — пзотермический коэффициент сжатия; р — расходный комплекс; Ср, с — мольиая и массовая удельные теплоемкости при постоянном давлении; С„ с„ — мольнзя н массовая удельяые теплоемкости при постоянном объеме; Н вЂ” диаметр; Е, е — мольная и мзссовая внутренняя энергия; и†степень расширения газа а соиле; Р— ллощздь; г — геометрнческвя степень расширения сопла (степень расширения соп- лзВ л — массовзи доля; ускорение свободного леденив; т| — коэффициент динамической вязкости; 1, т — мольизя и массовая энтзльпия; импульс; » — потери удельного импульса; и — отношение удельных теплоемкостей; и, и» вЂ” мольное и мольное стехиометрическое соотношение компонентов топлива; йеь Ф » — массовое н массовое стехиометрическое соотношение компонентов топлива; гл — масса; яг — массовый расход (секундный); гг — число Маха; р — молекулярная масса; коэффициент расхода; ь — приведенная скорость; коэффициент теплопроводности; дг — мощность; и — числа молей; средний показатель изоэнтропы; ч — коэффициент кннсматической вязкости; показатель степени скорости горения твердого топлива; Р— тяга; р — давление; Š— плотность теплового потока; гсз к — универсальная и удельная газовая постоянная; г — радиус; й — плотность; Ю, з — мольная н массовая удельная энтропия; 5' — стандартная мольиая эитрош1я; г — температура по шкале Кельвииа; à — температура по шкале Цельсия; т — время; касательное напряжение; и†линейная скорость горения твердого топлива; г' — скорость полета; объем:, о — удельный объем; ф — импульсные коэффициенты; фг — хозффицнент удельного импульса; ф, — коэффициент сопла; гз - — коэффициент камеры сгорание; гз — скорость рабочего тела; х — мольная доля; и†массовая доля вещества в конденсированном состояния.
ИНДЕКСЫ г — горючее; з — газ; горячий; дв — двигатель; ж — жидкость; з — на земле; Π— на высоте; нд — идеальный; к — камера; конечный; н — неравновесный; насыщенный; ок — окислитель; и —, в пустоте; с — сопле; ст — стенка; т — топливо; у — удельный; Х вЂ” суммарный; х — холодный; Π— состояние торможения. в формула СЕЧЕНИЯ КАМЕРЫ я — вход в камеру; с — вход в сопло; е — критическое; м — минимальное; п — выход иа сопла -БИ я с жл л Часть первая ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ Глава ! ОТЛИЧИТЕЛЪНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ФУНКЦИИ РАКЕТНЪ|Х ДВИГАТЕЛ Ей Ек РЕАКТИВНЫЕ И РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Для разгона и перемещения какого-либо аппарата в среде с сопротивлением необходимо прикладывать к нему определенную силу, а для обеспечения управляемого движения — еще и регулировать направление этой силы в течение заданного времени.
В авиации и космонавтике для перемещения летательных аппаратов в подавляющем большинстве случаев используется принцип реактивного движения. Движущей силой является реактивная сила, создаваемая при вьгбрасывании из аппарата некоторой массы, т. е. прп истечении реактивной струи. Реактивная сила прямо пропорциональна скорости реактивной струи и секундному расходу массы выбрасываемого вещества. Итак, для создания реактивной силы в течение определенного времеви необходимо иметь запасы (ресурсы) выбрасываемой массы и энергии, преобразуемой в кинетическую энергию реактивной струп.
Двигательная (тяговая) система включает в себя источник (генератор) энергии и движитель — устройство, создающее тяговое усилие. Совокупность генератора энергии и движителя называют в общем случае двигателем. Определение «реактивный» не накладывает каких-либо ограничений на используемые ресурсы массы и энергин. В частности, они могут быть внешними, а не храниться на борту. Так, широко распространенные воздушно-реактивные и гидро-реактивные двигатели для создания реактивной струи в основном используют окружающую среду — воздух или воду.
Аналогично может быть использована атмосфера других планет. Источник энергии обычно находится на борту аппарата, но иногда и он может быть внешним, например — солнечная энергия. Реактивная струя ракетных двигателей образуется только из веществ, запасенных на аппарате, а внешняя среда при этом не используется. Это же относится и к источникам энергии. Итак, опре- деление «ракетный» содержит дополнительные ограничивающие признаки — независимость от внешних источников массы и энергии.
Ракетный двигатель — это автономный реактивный двигатель, работающий на бортовых ресурсах массы и энергии. Термин «ракетный» не отражает в явном виде дополнительного ограничивающего признака автономности, но он широко используется по исторически сложившейся традиции. !Л. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И МАССЫ ДЛЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Из числа известных и широко используемых видов энергии для ракетных двигателей выделим следующие основные. Химическая энергия.
Носителями ее являются химические топлива — вещества или совокупности веществ, способные выделять тепло в результате химических превращений. Ядерная энергия. Ее источниками являются ядерные топлива— вещества, способные выделять тепло в результате ядерных превращений: а) распада радиоактивных изотопов (непрерывная генерация тепла); б) деления ядер (с момента достижения критической массы); в) термоядерного синтеза. Электрическая энергия.
Источники ее на борту аппарата могут быть весьма многообразными. Менее существенное значение имеет механическая энергия в форме, например, энергии сжатых газов, запасенных на борту аппарата Могут использоваться также различные формы электромагнитной энергии (в том числе солнечной) как внешней по отношению к аппарату. В соответствии с видом первичной энергии, используемой в двигателе, различают химические, ядерные и электричес к и е ракетные двигатели.
В процессах преобразования первичной энергии в кинетическую энергию реактивной струи участвует рабочее тело (рабочее вещество) ракетного двигателя. Реактивная струя представляет собой конечную форму рабочего тела. В зависимости от исходной формы рабочего тела можно выделить два характерных случая. Е Источники энергии и рабочего тела совмещены. Таковы, например, химические топлива. Энергия, выделяемая ими, сообщается продуктам нх реакции.
Так же обстоит дело со сжатыми газами. 2. Источники энергии и рабочего тела р а вдел ен ы. Это характерно для ядерных и электрических двигателей. Продукты превращений ядерного топлива редко используются в качестве рабочего тела ввиду малости их массы и опасности заражения окружающего пространства. Обычно используется специальное рабочее тело, воспринимающее энергию от независимого источника.
Подвод энергии к рабочему телу осушествляется в химическом, ядерном или электрическом реакторе, а ускорение массы — в уско- ш Рлплтпрг/ни гтрря Релнти анан струя Рнс. 1.1. Приивнииельные ск мм рвкетвмо двнгателщ а — с совмещенным нсгогником энергия н реаочего тела; б — с незевя- свмым источникам знергин та чай! Характерные параметры ракетных двигателей Огмаснгееьиое ускорение ог гиги а/Ка Скорость истечения реекгнвиоз струн ы, м/с Укельиеи мессе Лвигегеге Состав реекгнвиаа струи ти ивягетевв Тча зиерговреоурезавзгвм 0,001 До 6,0 101 Химические Продукты сгорания и лн разложения Продукты нагрева То же Химический реактор и сопла 1 — 10 8,0.10э— — 1,2.1 04 1,2 104— 2,0.1 04 2,0 104— — 7,0 104 0,01 Ядерные Ядерный реактор на твердом топливе н сопла Ядерный реактор на жидком топливе и сопла Ядерный реактор на газообразном топливе и сопла Радиоиэотопный нагреватель и сопла Генератор плазмы и электромагнитный уск оритель Ионнвационная камера и электростатический уско- ритель 1 — 1О 0,01 0,01 1 — 10 8,0 1Оз— — 1,2 104 5,0.104— — 10э 10э 10 — з Электричес кие 5,0.10з 2.10 — з — 101 — 10-4 Плазма 5,0.104— '1Оэ 5,0 101 — 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
