Svoystva_goryuchikh_dlya_PVRD (815048)
Текст из файла
Свойства горючих для ПВРД
В ПВРД использовались многие горючие, что связано не со спецификой процессов горения в ПВРД, а со спецификой применения ПВРД. Имели место попытки использования борановых горючих: обеспечивали повышенный на 40% удельный импульс при к-те избытка окислителя порядка 4..5, но только на 5...10% при рабочих значениях коэффициента избытка окислителя вблизи 1. При сравнительно высокой плотности борановые горючие могут обеспечить меньший объем баков, меньшие размеры ракеты, лучшие аэродинамические характеристики, но если ракета проектируется с самого начала только на борановое горючее. В то же время борановые горючие имеют большие недостатки: трудности обеспечения горения, токсичность, малое распространение. Достаточно сказать, что МО США всегда требовало, чтобы ракета работала на наиболее распространенном кеосине, имеющемся практически на всех базах ВВС. В таблице 1 приведены характеристики углеводородных топлив США, специально для применения на ПВРД.
Таблица 1
Название горючего | Удельная геплотвор нал способность кДж/кг | Плот ность при 16°С кг/м3 | Температ. замерза- ния °с | Температ. вспышки °с | Приведенная химформула, атомов | |
С | Н | |||||
JP-4 | 42360 | 770 | -58 | -29 | 9.5 | 18,9 |
JP-5 | 41620 | 830 | -41 | 66 | 10 | 19 |
RJ-4 | 41160 | 940 | -46 | 66 | 12 | 20 |
RJ-5 | 41210 | 1080 | -18 | 110 | 14 | 18 |
JP-9 | 41740 | 940 | -54 | 24 | 10,6 | 16,2 |
JP-10 | 42080 | 940 | -79 | 57 | 10 | 16 |
RJ-5A | 41460 | 1020 | -54 | 40 | - | - |
До разработки ракеты ВМС Тэйлос на самолетах с ГТД и на ракетах ПВРД в США использовались только топлива JP-4, JP-5, получаемые из нефти JP-4 может эксплуатироваться при очень низких температурах из-за малой вязкости и малой температуры вспышки. JP- 5 имеет достаточно высокую темпертуру вспышки и может эксплуатироваться на кораблях ВМС. Начиная с ракеты Тэйлос стало использоваться синтетическое углеводородное топливо RJ-4. Подходит для крылатых ракет запускаемых с ПЛ и не подходит для крылатых paкет, запускаемых с самолета в воздухе из-за высокой температуры замерзания и малой испаряемости. ВВС разработали подходящее топливо - смесь JP-9. Для ракеты ASALM было использовано топливо - смесь RJ-5A.
Таблица2
топливо-смесь | метилциклогексан | JP-10 | JP-5 |
JP-9 | 10.. .12% | 65...70% | 20...25%. |
RJ-5A | 37% | 63% |
В таблице 3 приведены характеристики некоторых отечественных углеводородных топлив, применяемых на ракетах с ПВРД.
Таблица 3
Горючее | Водород, % массы | Плотность, кг/м3 | Кm0 | Hu при Т=298К, кДж/кг | W, кДж/кг |
Т-1 | 13.7 | 810 | 14.61 | 43000 | 2754 |
РТ | 14.1 | 778 | 14.73 | 43370 | 2758 |
Т-6 | 13.5 | 841 | 14.59 | 43160 | 2768 |
Только ПВРД может обеспечить продолжительный полет ЛА с гиперзвуковой скоростью в атмосфере Земли. Полет на такой скорости в атмосфере вызывает значительный нагрев ЛА и двигателя. Для охлаждения ПВРД и ЛА используется теплопоглощение топлива. Выбор топлива для ПВРД диктуется одновременно и его удельной теплотворной способностью и его удельным теплопоглошением.
В таблице 4 приведены свойства основных топлив, которые могут быть применены для гиперзвукового полета. Метилциклогексан и декалин являются изотермическими топливами, то-есть поглощают тепло за счет химической реакции. По теории эндотермическое топливо разлагается на водород и низший углеводород в реакции, которая поглощает тепло. Метилциклогексан и декалин являются эндотермическими топливами, то-есть поглощают тепло за счет химической реакции разложения на водород и низшие УВГ. Проблема эндотермического охлаждения заключается не в создании топлива, а в создании машины, в которой идет эндотермическая реакция в присутствии катализатора: никеля, платины, окиси алюминия. Создание такой ма|шины - не менее сложная задача, чем создание принципиально нового двигателя. Достаточно сказать, что площадь поверхности катализатора должна в 10000 раз превышать площадь охлаждаемой поверхности, а эндотермическая реакция идет только при высоких температурах порядка 900°С. И наконец, трудно предотвратить процесс коксования топлива при таких высоких температурах. Керосин JP обладает и низкой теплотворной способностью и низким удельным теплопоглощением. Для эффективности охлаждения вязкость топлива должна быть низкой, чтобы обеспечить высокую скорость течения при малых гидравлических потерях, а теплопроводность и теплоемкость - высокими. Низкая вязкость и высокая теплопроводность обеспечивает возможность получения высоких местных коэффициентов теплоотдачи для защиты наиболее теплонапряженных участков. Высокая допустимая температура нагрева и высокая теплоемкость обеспечивают снятие большого количества тепла со всей охлаждаемой поверхности.
Таблица 4
Название горючего | Удельная геплотворная способность кДж/кг | Плотность кг/м3 | Удельное теплопоглощение кДж/кг | Температуропригодность, К | |
химическое | суммарное | ||||
Водород | 119000 | 75 | 15200 | 1900 | |
Метан | 50000 | 448 | 3400 | 925 | |
Метилциклогексан | 43000 | 767 | 2190 | 4560 | |
Декалин | 42500 | 895 | 2210 | 4590 | |
Керосин JP | 43100 | 798 | 700 | 2570 | 560 |
Метан по объемной теплотворной способности превосходит все. Водород не создает температурных ограничений при использовании в системе охлаждения.
Анализ показал целесообразность использования в период разгона ЛА с помощью ТРД более плотных топлив с малой охлаждающей способностью, a при переходе на ПВРД менее плотных топлив с большой охлаждающей способностью.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.