Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1980 г. (1241533), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Оптимальное место вдува, как видно из рис. 15.13, определяется величиной 1111„равной примерно 0,3 — 0,4. Уменьшение Ау при малых 1;/1, связано с неполным использованием возмущенной зоны в районе отверстия вдува для создания боковой силы, а при больших 1,!1,— с переходом возмущенной зоны на противоположную стенку, При вдуве через щель нли через несколько отверстий, расположенных по периметру сопла, оптимальное место вдува сдвигается к срезу сопла и тем ближе, чем длиннее щель.
Оптимальный угол наклона оси сопла вдува по отношению к оси сопла примерно составляет 130'. Двухфазность потока существенно ухудшает характеристики системы УВТ. Коэффициент усиления в этом случае может быть приближенно определен следующим образом: А =ч~,йу, где 1р, — потери из-за наличия конденсата во вдуваемом потоке; яу — коэффициент усиления при отсутствии конденсированной фазы.
' Виноградов Б. Сн Шайхутдинов 3. Г. Иаввстии аулов, «Авиациоииаи техника», 1977, Ж 3.— с. 23 — 29. Ге! й 2,6 г,5 Сг сг Сг 1 г (и, Ыугггь, Рнс. 11.14. Виннике термодинамитескна параметров вдуваемого газа на еАгйектнввость адуве 452вР~йгр йииуа1 Рис. 1Д15. Зависимость опиииевив боиовоа силы к осевоа таге ет относительного раскодв адуваг о — продукты сгорании твердого топлива; б — реагирующие жидкости; в — инертные жидкости Влияние термодинамических параметров основного 11гссТр,) и вдуваемого газов 1йоз Таз) на эффективность вдува показано на рис.
15.14. Видно, что эффективность вдува при уменьшении )тТ вдуваемого газа существенно ухудшается. Поэтому для повышения эффективности целесообразно использовать для вдува газ из камеры сгорания с высоким значением ЯТ. Однако такая схема обладает существенным недостатком конструктивного характера. Он заключается в том, что клапан перепуска должен работать на высокотемпературном газе, возможно содержащем частицы конденсата. Создание такого клапана является сложной задачей.
Применение впрыска какой-либо жидкости с конструктивной точки зрения кажется более привлекательным, хотя по эффективности такая система уступает системе со вдувом газа. Отличительная особенность системы состоит в том, что после вдува жидкость распыливается потоком и испаряется. При выборе типа жидкости необходимо стремиться к тому, чтобы плотность ее была как можно выше.
Это позволит уменьшить объем емкости для ее хранения. Она должна быть стабильной в процессе хранения и иметь малую токсичность. Низкая удельная теплоемкость и низкая теплота испарения способствуют повышению эффективности системы. В качестве нейтральных жидкостей для впрыска могут использоваться различные фреоны, а нз реагирующих жидкостей — такие, как четырехокись азота 1чаОс, перекись водорода НаОм трехфтористый хлор С1гз и другие компоненты жидких ракетных топлив.
При расчете системы УВТ с впрыском жидкости также пользу1отся экспериментальными зависимостями, полученными на модель- ных или натурных двигателях (рис. 15.15) 1901 Часть третья ЖИПКОС ТНЫЕ РАКЕ ТНЫЕ ДВИГА ТЕЛИ г хп ОбЩИЕ СВЕДЕНИЯ $6.1. СОСТАВ ЖРД Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) представляют наиболее развитый и обширный класс химических ракетных двигателей. На классификационной схеме рис. 16.1 показаны основные виды ЖРД, отличающиеся типом топлива (однокомпонентное или раздельной подачи), способом подачи топлива (вытеснительная или насосная), способом организации рабочего процесса (с дожиганием или без дожигания генераторного газа). Наиболее распространенные сочетания этих признаков показаны двойными линиями. Основным агрегатом ЖРД является его камера, создающая тягу.
Камера состоит из камеры сгорания и сопла, конструктивно представляющих обычно одно целое. Важной частью камеры сгорания является смесительная головка — устройство для впрыска и смешения компонентов топлива. Элементами смесительной головки являются форсунки различных типов.
Воспламенение (зажигание) топлива осуществляется химическими, пиротехническими и электрическими средствами; часто компоненты топлива образуют самовоспламеняющуюся смесь. Камера ЖРД обычно охлаждается одним из компонентов топлива, проходящим до поступления в камеру сгорания через охлаждающий тракт — пространство между внутренней, огневой, стенкой и наружной, силовой, рубашкой камеры, связаннымн между собой различными способами. ЖРД в общем случае состоит из одной или нескольких камер (многокамерный ЖРД), агрегатов системы подачи и автоматики, устройств для создания управляющих усилий и моментов, рамы, магистралей н вспомогательных устройств и агрегатов.
Агрегаты автоматики ЖРД входят в совокупность устройств, обеспечивающих управление, регулирование и обслуживание ЖРД. Жидкостная ракетная. двигательная. установка (ДУ) — установка, состоящая из одного или нескольких ЖРД, топливных баков, 191 агрегатов наддува топливных баков нли вытеснительной подачи топлива, рулевых приводов, магистралей, соединяющих двигатели с баками, н вспомогательных устройств. Система регулирования ЖРД осуществляет автоматическое поддержание или программированное изменение параметров рабочего процесса для обеспечения заданных значений тяги и соотношения компонентов топлива, устойчивой работы ЖРД, а также для управления переходными режимами (запуском, выключением н т.
п.). Входящие в систему автоматического регулирования электри- с ~С 3о~кигагтиенг гене-~ далисунаге гст ги бее стйкигйтси~ гене ( Г.. =... ~,еи, ггиен юге гаги Рнс. 1ал. Класснэнкакнн кнсккаствык ракстаык Лангатклкя ческне, электронные, пневматические, гидравлические, пиротехнические и механические устройства и называют обычно агрегатам н автоматики.
Совокупность агрегатов, обеспечивающих подачу требуемого количества компонентов в двигатель под необходимым давлением и в заданном соотношении, принято называть системой подачи. Наиболее сложным и ответственным элементом системы подачи является агрегат, обеспечивающий требуемое давление компонентов топлива иа входе в камеру или газогенератор. В зависимости от вида этого агрегата различают два вида систем подачи: вытесннтельную и насосную. Вытеснительная подача топлива (ВПТ) — подача его вытеснением из баков давлением газа. Насосная подача топлива — подача топлива с помощью насосов, приводимых обычно газовой турбиной. Рабочим телом для привода турбины, наддува топливных баков, работы агрегатов управления служит генераторный газ — продукты разложения или ннзкотемпературного горения компонентов основного нли вспомогательного топлива. !6.2.
ВЫТЕСНИТЕЛЪНАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА 192 В зависимости от температуры и природы подаваемого в баки газа условно выделяют два типа систем вытеснительной подачи: на холодном н горячем газе. Классификация этих систем приведена на рис. 16.2. емне стем 16. В 1. ВЫТЕСНИТЕЛЬИАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА НА ХОЛОДНОМ ГАЗЕ Холодным называют газ, температура которого при подаче в бак равна или незначительно отличается от температуры компонентов. Различают два вида систем ВПТ на холодном газе: газобаллонную и испарительную. В случае газобаллонной системы ВПТ газ вытеснения хранится в баллонах под давлением, значительно превышающим требуемое давление в баках, перед подачей в бак давление газа снижается до рабочего. В зависимости от метода снижения давления газа газобаллонные системы ВПТ делятся на редуктор ные и с прям ы м р асш ирен и ем.
На рис. 16.3 приведена типичная схема двигательной установки с системой ВПТ редукторпого типа. В таких системах в качестве агрегата, обеспечивающего снижение давления газа, используется Редуктор давления 6. В системах с прямым расширением газа регулирующий элемент на линии газа вытеснения выполнен в виде дроссельной шайбы илн вообще отсутствует, Ставя дроссельную шайбу с большим или меньшим проходным сечением, можно существенно менять гидравлическое сопротивление системы, что соответственно изменит Расход газа.
При отсутствии регулирующего элемента весь необходимый запас газа располагается в свободном объеме бака, который называют подушкой. В системах ВПТ прямого расширения давление в баке и соответственно тяга двигатели непрерывно уменьшаются. Закон Изменения тяги определяется размером газовой подушки в баке и давлением в нем. 1вз В испарительных системах продукты газо- генерации получают испарением жидкостей, обладающих при заданной температуре лавлением насыщенных паров, равным или превышающим давление подачи. Постоянное давление наддува в такой системе поддерживается стабилизацией температуры нагрева испаряемого вещества. В некоторых случаях вытеснение компонентов топлива производится под действием давления насыщенных паров самого компонента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
