Степень расширения сопла

Расчетную степень расширения сопла с центральным телом можно определять по отношению площади сечения а — а [c.447]

На рис. 6 приведены баллистические и термодинамические характеристики типичного двухосновного топлива ЛРЫ (зависимость скорости горения от рабочего давления в камере сгорания и зависимость давления в камере от степени расширения сопла). На рис. 7 и 8 представлен ряд параметров, необходимых при выборе марки топлива (скорость горения в зависимости от удельного импульса и удельный импульс- [c.29]

Таким образом, физический смысл существования оптимальной степени расширения сопла, которая меньше расчетного значения, заключается в том, что вследствие различного градиента давлений в эжектирующем и эжектируемом потоках вблизи выходного сечения расчетного сопла всегда имеется участок перерасширения, которое отрицательно сказывается на параметрах системы. [c.542]

Верхний предел удельного импульса определяется условиями химического равновесия адиабатического обратимого процесса расширения продуктов химических реакций горения в одномерном сопле (идеальный удельный импульс /уд, ид) и характеризует термодинамический потенциал топлива при заданных соотношении компонентов, давлении в камере, геометрической степени расширения сопла и давлении окружающей среды. Реально достижимый удельный импульс определяется потерями. Некоторые из них изначально присущи ЖРД и исключить их невозможно. К ним относятся потери на непараллельность истечения (геометрические потери), потери в пограничном слое, потери на запаздывание и кинетические (из-за химической неравновесности) потери. Другими можно управлять путем выбо- [c.166]

На рис. 87 видно, что, хотя обычно удельный импульс можно повысить увеличением степени расширения сопла, процент потерь выше для больших степеней расширения (за счет кинетических потерь и потерь в пограничном слое). Существует и взаимозависимость отдельных видов потерь. На рис. 88 показано влияние уровня полноты сгорания на процесс расширения в сопле. Еще одним примером является изменение кинетических потерь при неравномерном распределении соотношения компонентов топлива по площади головки. Из рис. 89 следует, что в [c.167]

Степень расширения сопла е Рис. 87. Типичные характеристики экономичности [c.168]

Максимальное давление в камере сгорания 6,9 МПа, степень расширения сопла 200, но минальное соотношение компонентов 5,5, диапазон дросселирования тяги 5,0 1, удельный импульс в пустоте 471 с, сухая масса 180,5 кг, длина 0,584 м, диаметр 1,656 м. / — главный клапан жидкого водорода 2 —узел подвеса двигателя 5 —камера сгора ния 4 — ТНА горючего 5 — донная поверхность 6 — вдув газа в донную область. [c.182]

Пневмогидравлическая схема первого ЖРД представлена на рис. 109. Его расчетная тяга у земли 3160 кН. В качестве горючих используются жидкий водород и RJ-5 (синтетическое углеводородное горючее с плотностью, на 35% превышающей плотность керосина). Тяга двигателя в пустоте — 3466 кН для углеводородного горючего и 3770 кН для водорода. В обоих случаях двигатель работает при высоком (порядка 20 МПа) давлении в камере сгорания, но со степенью расширения сопла 8 = 35 для углеводородного горючего и е = 200 для водорода. Интересной особенностью этого двигателя является охлаждение камеры сгорания и начального участка сопла (до степени расширения 35) окислителем — жидким кислородом. Возможность реализации этой концепции доказана испытаниями экспериментального ЖРД тягой 50 кН. Сдвижной насадок сопла, используемый только при переходе на водород, допускает радиационное охлаждение при небольшой водородной завесе. Указывается на следующие достоинства этой концепции двигательной установки [c.194]

Степень расширения сопла 40 [c.197]

Изготовителем ТТУ, фирмой Мортон Тиокол , со времени первого полета сделаны различные модификации в конструкции ускорителей работы в этом направлении продолжаются. Благодаря использованию облегченного стального корпуса, изменению формы диаграммы тяги и увеличению степени расширения сопла достигнуто увеличение полезной нагрузки на 1361 кг. [c.230]

Западноевропейский ЖРД НМ-7, разработанный французской фирмой SEP и западногерманским концерном MBB, имеет относительно низкую тягу, 61,6 кН для модификации А (ее эксплуатация начата в 1979 г.) и 62,7 кН для модификации В (эксплуатируется с 1983 г.). Этот двигатель выполнен по открытой газогенераторной схеме. Форсунки смесительной головки выполнены в виде двух соосных трубок, причем кислород поступает по центральной трубке. Газогенератор работает на х = 0,9 (с избытком водорода), температура рабочего тела турбины 890 К. Обе модификации двигателя имеют большие степени расширения сопла (соответственно 62,5 и 82,5), работают прн среднем уровне давления в камере (3 и 3,5 МПа), нмеют высокий удельный импульс (442,4 и 445,9 с) при соотношении компонентов топлива соответственно 4,43 и 4,8. [c.245]

Больший практический интерес представляет другой случай изменения приведенной скорости А,а, когда секундный расход и начальные параметры газа сохраняются постоянными. Это условие может быть реализовано, если при постоянной площади критического сечения сверхзвукового сопла Fкp изменять площадь выходного сечения Ра. Характер зависимости тяги от величины Яа в этом случае позволит определить рациональную степень расширения сопла для двигателя с заданными параметрами и расходом газа. Уравнения (122) и (121) не вполне удобны для такого расчета, так как содержат две переменные величины Яа и Ра- Поэтому преобразувм уравнение (121), заменив в нем величину Ра С ПОМОЩЬЮ выражения расхода (109) [c.247]

По этому значению Я отыскивается расчетная степень расширения сопла Ра1Ркл = IIи величина реактивной тяги на расчетном режиме. В данном расчете дотери полного давления между сечениями р и Ра не учитываются. [c.247]

Влияние степени нерасчетности сопла можио связать с изменением внепшего силового воздействия на струю. В самом деле, при увеличении степени расширения сопла (уменьшении N) часть свободного течения заменяется дополнительной частью сопла. Вместо внешнего давления ра на границах струи теперь действует переменное давление р > Рн, так как > 1. Увеличение силы, действующей на струю в направлении движения, [c.419]

Расчеты, однако, показывают, что наивыгоднейшие параметры эжектора получаются при степени расширения сопла, заметно меньшей расчетного зпачения. Па рис. 9.20, 9.21 приведены расчетные кривые Ю. Н. Васильева, показывающие изменение полного давления смеси газов (Яз < 1) в зависимости от выбранной величины приведенной скорости эжектирующего газа в выходном сечении сопла при постоянных значениях коэффициента эжекции и отношения полных давлений газов. Кривые п = onst соответствуют, таким образом, эжекторам с одинаковыми начальными параметрами и расходами газов, но с различной степенью расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа. Значение Я1=Яр1 соответствует расчетному сверхзвуковому соплу (для По = 10, Яр1 = 1,85 для По = 50, Кх = 2,09). [c.537]

Такой двигатель имеет хорошие перспективы в отношении использования на верхних ступенях ракет-носителей и в межорбитальных буксирах для доставки больших космических грузов. На первом этапе разработки двигателя были выполнены расчеты по программам, разработанным для ЖРД ЬЕ-5, для степени расширения сопла 300. Затем проводились экспериментальные исследования двигателя тягой 4200 Н с давлением в камере сгорания 3,5 МПа. Двухоболочечная, с каналами регенеративного охлаждения камера сгорания изготовлялась по новой технологии для охлаждения соплового насадка применялось комбинированное завесное и проточное (с истечением на срезе сопла) охлаждение. [c.261]

Чтобы ВЫПОЛНИТЬ расчет, следует сначала определить по всей длине сопла состав, давление, температуру, скорость и т.д. для равновесного течения, а затем рассчитать соответствующие значения Г/ и сравнить их со значениями величины и (1У11й2). Практически всегда замораживание происходит за критическим сечением сопла, поэтому такое сравнение можно проводить, начиная с критического сечения. Когда условие (1.39) удовлетворяется, расчет продолжается в приближении замороженного течения. Разумеется, оба расчета изоэнтропические. Окончательное значение разности энтальпий определяют, рассчитав разности энтальпий для равновесного и замороженного течений и просуммировав их. Тогда вых= (ЗАЛз ) / . На рис. 4 приведены результаты расчетов удельного импульса для топлива Нг—О2 при рк = 2,07 МПа и степени расширения сопла, равной 40, в виде зависимости от отношения массы окислителя к массе горючего. На рис. 5 показано изменение величины /удоо в зависимости от давления в камере (до 6,89 МПа) для двух значений отношения Видно, что при увеличении давления результаты кинетических расчетов приближаются к равновесному решению, а при очень низких рк они близки к замороженному решению. Эта особенность является одной из причин того, что для достижения высоких /уд на новых ЖРД типа маршевого двигателя ВКС Спейс Шаттл используются очень высокие давления в камере сгорания. [c.25]

НЬ-Ю — один из первых кислородо-водородных ЖРД его создание относится к 1960-м гг. Более 160 экземпляров этого ЖРД использовались в различных полетах, главным образом в качестве маршевого двигателя второй ступени ракеты-носителя Атлас-Центавр , в программе изучения Луны космическими аппаратами Сервейтор и в запусках автоматических межпланетных станций. ЖРД работает по испарительному циклу ( безгенераторная схема), когда жидкий водород преобразуется в газообразное состояние, проходя через охлаждающий тракт сопла и камеры сгорания, и вращает, турбину (рис. 152). Другой интересной особенностью этого двигателя является большая степень расширения сопла (е = 40 для модификации КЬ-ЮА-З), требующая полуторной длины охлаждающего тракта. В этом варианте жидкий водород через коллектор, размещенный между критическим сечением и срезом сопла, поступает в охлаждающий тракт и течет к срезу сопла, а после этого — в обратном направлении, к смесительной головке. На участке между коллектором и срезом сопла трубок в два раза больше, чем в камере сгорания. Трубки для протока водорода в противоположные стороны расположены через [c.244]

Тяга в пустоте ЖРД RL-10A3-3 составляет 67 кН при давлении в камере сгорания рк = 3,2 МПа и соотношении компонентов х = 5. Удельный импульс двигателя в пустоте /удоо=444с, длина двигателя 1,78 м, диаметр 1 м. Усовершенствованный вариант этого ЖРД, RL-10A3-3A, разрабатывался для автоматических межпланетных станций, выводимых в космос с использованием разгонной ступени Центавр . В первом полете он должен вывести АМС Галилей на траекторию полета к Юпитеру. Удлинение сопла до степени расширения 61 1 позволило поднять тягу до 73 кН при удельном импульсе 446,4 с. Разработчик (фирма Пратт-Уитни ) изучает возможность дальнейшего усовершенствования этого ЖРД путем увеличения степени расширения сопла до 205 и использования топливных пар фтор — водород и жидкий кислород — пропан. [c.245]

Маршевый двигатель, два ТНА и камера сгорания которого показаны на рис. 158, был разработан фирмой Рокетдайн . Этот двигатель выполнен по замкнутой схеме и допускает многократный запуск. К 1989 г. намечено довести ресурс двигателя до 7,5 ч с 55 включениями. Номинальная тяга двигателя — 1668 кН на земле и 2130 кН в пустоте, с возможностью форсирования до 109% (т. е. до 2320 кН в пустоте) и дросселирования до 65% номинальной тяги. Двигатель работает с давлением в камере сгорания 20 МПа и степенью расширения сопла 77,5. Удельный импульс составляет 363 с на уровне моря и 455 с в вакууме (расчетный удельный импульс 457 с). Номинальное соотношение компонентов к = 6 длина двигателя 4,24 м, диаметр от 2,66 до 2,4 м, масса 3065 кг. [c.250]

Основной ЖРД РСУ фирмы Марквардт (R-40-A) работает при давлении в камере сгорания 1 МПа, удельный импульс двигателя 281 с, степень расширения сопла 8 = 22. Камера сгорания и сопло изготовлены из кобальтового сплава и охлаждаются завесой горючего. Смесительная головка содержит одно кольцо двухструйных двухкомпонентных форсунок. Топливные клапаны отличаются малой массой и низким токопотребле-нием. Время набора двигателем 90% номинальной тяги составляет 50 мс, время сброса тяги со 100 до 10% —20 мс. [c.266]

Верньерный двигатель (R-1E-3), также разработанный фирмой Марквардт , имеет давление в камере сгорания 0,7 МПа, удельный импульс 272 с, степень расширения сопла 20,7. Он снабжен двумя электромагнитными клапанами, смесительной головкой с одной двухструйной двухкомпонентной форсункой и соплом из кобальтового сплава. Смесительная головка, выполненная из титана, снабжена клапанами, размещенными под углом 45° друг к другу, так что окислитель и горючее текут через клапаны в камеру сгорания по прямой. Время набора 90% номинальной тяги и сброса тяги со 100 до 10% составляет 20 мс. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология