Удельный импульс

Рис. 5. Зависимость расчетного удельного импульса для топлива Н2—О2 от давления в камере и соотношения компонентов топлива при разном характере течения в сопле ракетного двигателя.

Рис. 16. Теоретический удельный импульс топлива ПХА-ПБ-А1 [12]. А к/Ра=68, оптимальное расширение до атмосферного давления.

Жидкий водород является одним из наиболее эффективных видов реактивного топлива (II 3 доп. 3). Например, в комбинации с жидким кислоро.5бм он может дать удельный импульс свыше 400 с, т. е. гораздо больший, чем спирт или керосин (300 с). [c.99]

При решении конкретных прикладных задач к основным параметрам, характеризуюш,им разрушаюш,ую способность взрывной волны, относят избыточное давление Ар, и удельный импульс взрыва г. [c.8]

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]

Примем в качестве удельной характеристики среды (на единицу массы) удельный импульс а = . Субстанциональная плотность потока импульса по физическому смыслу представляет тензор напряжений (второго ранга) Р = РО, где О — метрический тензор. Плотность источника импульса определяется плотностью внешних сил рГ, которую можно отнести к внешним источникам х( ) = рР = 0. [c.178]

Подобно самому фтору, его окись является одним из возможных эффективных окислителей реактивных топлив (II 3 доп. 9). Например, при использовании углеводородов С Нгп в качестве горючего и жидких Рг и РгО в качестве окислителя относительные (Ог = 1) расчетные значения удельного импульса и скорости ракеты составляют 1,05 и 1,2 для Рг, или 1.16 и 1,4 для РгО. [c.242]

В качестве реактивного топлива смесь фтора с водородом способна создавать удельный импульс 410 сек. Бесцветное пламя, возникающее при взаимодействии этих газов, может иметь температуру до 4500 °С. В лабораторных условиях для получения чистого фтористого водорода применяются обычно небольшие установки, изготовленные целиком из платины (или меди). Исходным веществом служит тщательно высушенный бифторид калия (КР-НР), при нагревании разлагающийся с отщеплением НР. Полученный продукт часто содержит примесь механически увлеченного бифторида. Для очистки его подвергают перегонке при 35—40 °С. Совершенно безводный или близкий к этому состоянию фтористый водород почти мгновенно обугливает фильтровальную бумагу. Этой пробой иногда пользуются для контроля степени его обезвоживания. Более точно такой контроль осуществляется определением электропроводности у безводного фтористого водорода она ничтожно мала, но даже следы воды (как и многих других примесей) резко ее повышают- [c.246]

Зависимость скорости горения конденсированных смесей от дисперсности компонентов представляет существенный практический интерес, так как она позволяет регулировать скорость горения без изменения состава смеси, а следовательно, и без изменения удельного импульса топлива. [c.132]

Удельный импульс зуется выражением [c.47]

П л о с к о и л а м е н н ы е горелки, величина степени крутки у которых близка к бесконечности (по - оо). В этих горелках факел и продукты сгорания движутся спиралеобразно вдоль стенок камеры сгорания и затем веерообразно вдоль то-почкой кладки, создавая мощный источник равномерного лучистого теплового потока (см. рис. 2-10,б). Вектор результирующей скорости составляет 90° с осью горелки, а осевой удельный импульс.таких горелок близок к улю (разомкнутый факел). [c.75]

Удельный импульс /уд, по определению равный эфф/й о, измеряется в единицах времени. Можно показать, что /уд = //Шт о, где / — полный импульс, а /Пт — масса топлива. [c.16]

Удельный импульс, который определяют как отношение тяги к полному массовому расходу топлива, можно легко и с хорошей точностью измерить экспериментально. На практике этот [c.17]

Из соотношения (1.17) следует, что удельный импульс прямо пропорционален квадратному корню из температуры в камере сгорания и обратно пропорционален квадратному корню из средней молекулярной массы продуктов сгорания, поэтому величина (Тк/М) является хорошей характеристикой эффективности топлив при их сравнении. [c.18]

ТРТ будет обладать высоким удельным импульсом при высокой температуре горения Гк и при малой молекулярной массе газообразных продуктов сгорания М. Этого можно достичь, используя высокоэнергетические химические соединения, имеющие малую отрицательную (или даже положительную) теплоту образования и состоящие в основном из атомов легких элементов (Ь1, С, Н, N, О). Количество таких соединений, существующих в твердом агрегатном состоянии при нормальных условиях, ограниченно. [c.28]

В зависимости от температуры в камере). На основе этих зависимостей можно сделать некоторые общие выводы удельный импульс возрастает с повышением температуры горения, а скорость горения пропорциональна удельному импульсу. При увеличении содержания нитроглицерина в топливе температура горения, удельный импульс и скорость горения возрастают. [c.30]

Величина удельного импульса двухосновного топлива может достигать 250 с в условиях на уровне моря при давлении 7 МПа. Введением в рецептуру топлива твердых частиц окислителя, например перхлората аммония (ПХА), можно увеличить удельный импульс до 265 с. Чтобы улучшить механические характеристики заряда, можно ввести в рецептуру топлива пластические связующие вещества, подобные тем, которые используются в смесевых топливах. Такие твердые ракетные топлива называются модифицированными двухосновными ТРТ. [c.30]

Рис. 7. Зависимость скорости горения от удельного импульса для двухосновных ТРТ при давлении в камере 7 МПа и температуре 20 °С [154].

Анализ характеристик ракетного двигателя предполагает расчет следующих параметров тяги Ру эффективной скорости истечения продуктов сгорания из сопла /эфф, коэффициента тяги характеристической скорости и удельного импульса /уд. При рассмотрении идеализированной одномерной схемы камеры сгорания параметры рабочего процесса можно выразить через температуру адиабатического горения в камере Гк, среднюю молекулярную массу М выхлопных газов и показатель адиабаты (отношение удельных теплоемкостей) у, а также через соответствующие величины давления и площади сопла в критичес-к( м и выходном сечениях. [c.15]

Рис. 8. Зависимость измеренного удельного импульса от температуры горе

Повышенная склонность к растрескиванию при хранении, воспламенении или при циклических изменениях температуры возможны изменения скорости горения, снижение удельного импульса, изменение воспламеняемости и отделение изолирующего слоя [c.54]

Максимальный теоретический удельный импульс /уд,теор рассчитывают из условия минимума свободной энергии в предположении, что течение в камере сгорания одномерное, динамически равновесное и полностью гомогенное, а какие-либо потери отсутствуют (см., например, [59]). На рис. 57 показано [c.110]

В действительности существует большое различие между этими двумя ситуациями. Ракетное топливо для маршевых двигателей современных ракет представляет собой смесь окислителя, жидкого кислорода и восстановителя, например керосина. При сгорании этой смеси в двигателе достигается температура около 3400 С [Shreve,1977]. Выбор топлива определяется рядом факторов, из которых, вероятно, наиболее важным является максимизация удельного импульса, выражаемого в "секундах" (отношение реактивной силы (фунт) к массе сгоревшего за 1 с топлива). Удельный импульс определяется главным образом отношением УТ/М (где Т - абсолютная температура и М - [c.152]

Используемое в ракетах реактивное топливо обычно слагается из горючего, вещества и окислителя. Оно должно одновременно удовлетворять ряду условий (скорость сгорания, теплотворная способность, температура пламени, характер продуктов сгорания, плотность и др.), далеко не всегда совместимых друг с другом. Важной числовой характеристикой такого топлива является его удельный импульс (удельная тяга). Чем он больше, тем меньший расход топлива требуется для получения заданной тяги. Удельный импульс определяется как отношение развиваемой тяги (кГ) к секунднрму расходу топлива (кГ/сек) и обычно не превышает 300 сек. Например, удельный импульс часто применяемой в небольших ракетах смеси спирта с кислородом (при наиболее принятых условиях сопоставления—давлении около 20 ат, в кямере сгорания) составляет примерно 250 сек. (а смеси керосина с кислородом — примерно 300 сек). По химии реактивных топлив имеется специальная монография. [c.50]

Эффективность жидкого водорода как реактивного топлива гораздо выше, чем спирта или керосиЯа (II 3 доп. 9). Так, в комбинации с кислородом он может дать удельный импульс 390 сек. [c.122]

В отличие от аммиака гидразин является эндотермичным соединением (теплота образования из элементов —23 ккал/моль). Пары его способны сгорать фиолетовым пламенем по реакции ЫгН4 + Оа = 2НгО + N2 + 139 ккал. На этом основано использование гидразина в качестве реактивного топлива. Его удельный импульс в комбинации с кислородом доходит до 270, с озоном — до 280, а с фтором — до 300 сек (т. е. гидразин несколько эффективнее аммиака). Еще более эффективны метилзамещен-ные гидразины. Так, (СНз)2ЫЫН2 способен дать с кислородом удельный импульс 310 сек. [c.404]

Ацетилен динитрил —N = N иногда называют субнитридом углерода ( iNa). Он представляет собой бесцветное вещество (т. пл. 21, т. кип. 77 С), способное разлагаться со взрывом. Сжигание его в атмосфере кислорода дает удельный импульс 310 сек и температуру пламени до 5000 °С. [c.554]

Используемое в ракетах реактивное топливо обычно слагается из горючего вещества и окислителя. Оно должно одновременно удовлетворять ряду условий (скорость горения, теплотворная способность, температура пламени, характер продуктов сгорания, плотность и др.), далеко не всегда совместимых друг с другом. Важнейший числовой характеристикой такого топлива является удельный импульс (удельная тяга). Чем он больше, тем меньший расход топлива требуется для получения заданной тяги. Удельный импульс определяется как отношение развиваемой тяги (кГс) к секундному расходу топлива (кГс/с) и обычно не превышает 300 с. Например, удельный импульс часто применяемой в небольших рекетах (рис. 11-7) смеси спирта с кислородом составляет примерно 250 с. [c.41]

Соли аммония — NII4 IO4 и NH4NO3 — часто вводят в состав твердого ракетного топлива. Последнее состоит из тщательно гомогенизированной (т. е. приведенной к однородности) смеси окислителя, горючего и добавок специального назначения (способствующих ускорению сгорания, устойчивости при хранении и т. д.). Его удельный импульс примерно таков ж , как у смеси спирта с кислородом (П 3 доп. 3). К числу наиболее подходящих окислителей относятся обе приведенные выше соли аммония, а горючим обычно служат алюминиевая пыль и синтетические полимеры типа каучука. Такое той-ливо может содержать, например, 70% NH4 IO4, 10% А1 в порошке, 19% каучука и 1% специальных добавок. [c.257]

Следует отметить, что непостоянство удельных теплоемкостей и наличие химических реакций в сопле не являются единственной причиной отклонений значений удельного импульса для реальных ракетных двигателей от значений, определяемых формулой (11). Здесь не были рассмотрены нерасчетные режимы , т. е. не были получены формулы для Isp в случаях, когда давление отличается от местного атмосферного давления. Не учитывалась возможность возникновения ударных волн в сопле при определенных условиях и их влияние. Не были упомянуты изменения в выражении для Igp, обусловленные расхождением линий тока на выходе сопла. Не учитывались также такие эффекты, как неполнота сгорания в камере (т. е. поступление в сопло неравновесной горяш,ей смеси), пристеночное трение при течении в сопле, теплопередача к стенкам сопла, регенеративное охлаждение стенок жидким топливом и т. д. Для ознакомления с этими вопросами можно рекомендовать читателю руководства [1 ]. [c.99]

Приведены значения коэффициентов а, Ь, с, (1 для различных давлений и температур, средние молекулярные веса продуктов разложения, отношения удельных теплот, скорость истечения и удельный импульс. При давлении 20 ат. и температуре пламени 2670 "С удельный импульс окиси этилена, используемой в качестве дополнительного топлива, составил 76,66 кг/сек на взятые 0,454 кг окиси этилена, что хорошо согласуется с данными дру1 их исследователе . Состав продуктов разложения в эти < условиях таков (в мол.%) СО — 18,50 СО, — 2,11 СН —7,01 углеводороды Сд —26,39 Н.2—37,20 Н-зО — 5,79. Кроме того, в продуктах разложения был обнаружен твердый углерод. [c.60]

ЛЯ, распространению фронта горения, расчету удельного импульса тяги и методам экспериментальных исследований, а также характеристикам сопел. Гл. 5 завершается обсуждением проблемы неустойчивости горения. Наконец, в гл. 6 раскрывается еще одна важная тема, касающаяся РДТТ. Речь идет о бессопловых твердотопливных ускорителях, используемых в прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД) современных летательных аппаратов. [c.14]

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]

Ракетные топлива должны обеспечивать выделение заданного количества энергии с желаемой скоростью при вполне определенных условиях. В соответствии с этим требованием и следует выбирать характеристики топлива. Основным направлением в разработке перспективных ракетных топлив является поиск веществ с высоким удельным импульсом, но во многих случаях вследствие существования других технических требований приходится принимать компромиссные решения. Например, в газогенераторе желательно иметь низкую скорость горения и относительно низкую температуру продуктов сгорания ТРТ. Для некоторых ракет малого радиуса действия, например реактивного противотанкового гранатомета типа Базука , требуется высокая скорость горения. Для стратегических ракет высокой боеготовности обеспечение компактности двигателя и безопасности зарядов при транспортировке и хранении более важно, чем достижение максимального удельного импульса. К тактическим ракетам выдвигается требование минимального дымообразова-ния. Твердые ракетные топлива удобно характеризовать некоторой совокупностью свойств, которые можно разделить на следующие группы энергетические свойства, баллистические, механические и общие. [c.27]

Кроме высокого удельного импульса ракетное топливо должно обладать большой плотностью, необходимой для уменьшения габаритов двигателя, а также иметь приемлемые внутрибалли-стические характеристики, такие, как [c.28]

Связующее и металлы типа алюминия являются горючей основой топлива. Наличие металлических присадок в ТРТ обусловливает повышение теплопроизводительности топлива по двум причинам вследствие высоких тепловых эффектов экзотермической реакции окисления металла, а также благодаря увеличению содержания водорода в продуктах сгорания и отсутствию водяного пара в выхлопной струе, что снижает соответствующие потери энергии. Однако практическое применение металлосодержащих топлив связано с определенными проблемами, заключающимися в том, что образующиеся при расширении потока в сопле РДТТ твердые окислы металлов медленнее отдают тепло потоку (термическое запаздывание) и ускоряются не так быстро (скоростное запаздывание), как газообразные продукты сгорания, что приводит к потерям удельного импульса. Связующее представляет собой высокоэластичное вяжущее вещество, которое наполняют окислителем и частицами металлического горючего. Связующее в ТРТ выполняет несколько функций. Являясь важным источником горючей основы топлива, оно, кроме того, должно скреплять между собой дисперсные частицы окислителя и металла, образуя пластичную каучукообразную массу, способную выдерживать большие деформации, возникающие под действием термических и механических напряжений. Таким образом, связующее в значительной мере определяет ме- [c.38]

Как уже отмечалось, наиболее надежным методом гашения заряда является снижение давления ниже рпор. Однако трудность практического использования этого метода заключается в том, что нередко величина рпор довольно мала (0,1 МПа и меньше). Существует возможность несколько повысить значение рпор (до 1 МПа), изменяя рецептуру топлива, но при этом не всегда удается получить высокие значения удельного импульса /уд (например, при /уд = 260 с величина рпор составляет [c.100]

В данной главе излагаются методы расчетно-теоретического исследования следующих проблем горения и течения продуктов сгорания в РДТТ, баллистических свойств ТРТ и влияния условий в камере сгорания и в окружающей среде на характеристики топлива и сопла. Влияние температуры, давления, мас-соподвода, эрозионного горения и перегрузок на характеристики РДТТ изучается для режима установившегося горения и переходных режимов. Проведены расчеты удельного импульса, характеристик сопла и скорости горения, а полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными с учетом масштабных факторов. В последнем разделе рассмотрены вопросы неустойчивости горения, в основном по материалам недавнего обзора [136]. [c.102]

Величина удельного импульса РДТТ зависит от характеристик сопла, внешних условий, располагаемой теплоты сгорания ТРТ, потерь энергии от продуктов сгорания к агрегатам и корпусу двигателя, степени скоростной и термической неравновесности газа и твердых частиц, полноты сгорания топлива и вклада выделяющихся в процессе работы двигателя инертных компонентов. [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология