- •Общая теория авиационных
- •1.2. Области применения реактивных двигателей
- •2. Турбореактивный двигатель (трд)
- •2.1. Принцип создания тяги трд
- •2.2. Изменение параметров рабочего тела и превращения энергии по тракту трд
- •2.3. Основные параметры трд. Тяга трд Основные параметры трд
- •Тяга трд
- •3. Циклы трд
- •3.1. Сущность второго закона термодинамики
- •3.2. Идеальный цикл трд
- •3.2.1. Условия и диаграммы идеального цикла трд
- •3.2.2. Работа идеального цикла трд
- •3.2.3. Термический кпд идеального цикла трд
- •3.2.4. Идеальный цикл со ступенчатым подводом тепла
- •3.3. Действительный (реальный) цикл трд
- •3.3.1. Процессы в действительном цикле
- •3.3.2. Работа действительного цикла трд
- •Внутренняя (индикаторная) работа
- •Эффективная работа цикла трд
- •3.3.3. Эффективный кпд трд
- •Зависимость
- •Зависимость ηe от высоты полета н
- •Зависимость ηe от числа м полета
- •3.3.4. Тяговый (полетный) кпд трд Физический смысл тягового кпд
- •Вывод: Любое воздействие, приводящее к уменьшению разницы между cc и V, приводит к росту ηтяг. Зависимость ηтяг от высоты полета н
- •Зависимость
- •3.3.5. Полный (экономический) кпд
- •3.3.6. Энергетический баланс и потери в трд
- •4. Зависимость удельных параметров трд от параметров рабочего процесса. Основы расчета врд
- •4.1.Зависимость
- •4.2. Зависимость
- •4.3. Зависимости Rуд и сR от кпд процессов сжатия и расширения
- •4.4. Понятие о свободной энергии врд
- •4.5. Основы газодинамического расчета трд
- •5. Ракетные двигатели (рд)
- •5.1. Принцип действия и классификация рд по источнику энергии
- •5.2. Создание тяги в химическом рд
- •5.2.1. Принцип создания тяги рд
- •5.2.2. Расходный комплекс рд
- •5.2.3. Тяговый комплекс рд
- •5.2.4. Мощность рд
- •5.2.5. Удельный расход топлива
- •6. Цикл ракетного двигателя жидкого топлива (жрд)
- •6.1. Диаграмма идеального цикла рд
- •6.2. Работа идеального цикла рд
- •Так как работа цикла расходуется на приращение скорости продуктов сгорания, то есть увеличение их кинетической энергии от ск ≈ 0 до сс, то
- •6.3. Коэффициенты полезного действия цикла рд
- •6.3.1. Энергетические кпд
- •6.3.2. Импульсный кпд
- •6.3.3. Полный кпд
- •7. Реактивное сопло
- •7.1. Условия получения дозвуковых и звуковых скоростей в сопле
- •7.2. Условия получения сверхзвуковых скоростей
- •7.3. Режимы работы сужающегося реактивного сопла
- •7.2. Режимы работы
- •7.4. Режимы работы сверхзвукового реактивного сопла
- •7.5. Назначение и выбор типа рс
- •7.5.1. Сверхзвуковое рс
- •8. Статические характеристики ракетного двигателя
- •8.1. Дроссельные характеристики жрд
- •8.1.1. Особенности глубокого
- •8.2. Высотные характеристики рд
5.2.2. Расходный комплекс рд
Рис. 5.2. К объяснению физического смысла расходного комплекса
Основной частью РД, создающей реактивную тягу является камера РД, состоящая из камеры сгорания и сверхзвукового РС. Для того чтобы оценить эффективность рабочего процесса в этих составных частях РД, вводится понятие расходного комплекса β и тягового комплекса КR.
С целью уяснения физического смысла расходного комплекса β удобно представить тягу в виде, представленном на рис. 5.2.
Предположим, что режим работы РС расчетный и тяга РД равняется ее динамической составляющей Rд, представляющей равнодействующую всех сил, действующих на внутренние поверхности РД при его работе, которая, в свою очередь, может быть представлена как сумма:
Rд = ΔRгл + ΔRдз + ΔRсв, (5.9)
где: ΔRгл = Fкр – главная составляющая тяги РД, создаваемая камерой сгорания, при допущении, что в КС и сужающейся части РС отсутствуют потери полного давления . Представляет собой силу, действующую на участок передней стенки камеры сгорания с площадьюFкр;
ΔRдз = – составляющая тяги от действия давления ПС на дозвуковую часть РС;
ΔRсв = – составляющая тяги от действия давления ПС на сверхзвуковую часть РС.
Из анализа представленных выражений видно, что величина главной составляющей ΔRгл пропорциональна величине полного давления в КС , а величина ΔRсв – геометрической степени расширения сверхзвуковой части РС .
Теоретический (идеальный) расходный комплекс – это отношение главной составляющей тяги к секундному массовому расходу топлива в КС:
(5.10)
Действительное (реальное) значение β можно получить экспериментально. Сравнение экспериментальных значений β с теоретическими используют для оценки совершенства процессов (величины потерь) на участке КС и сужающейся части РС.
Массовый расход топлива Мт также зависит от давления в КС и площади критического сечения РС:
, (5.11)
где
(5.12)
Подставляя в формулу 5.10 выражение 5.11, получим
(5.13)
Из выражения 5.12 следует, что расходный комплекс – это комплекс параметров, характеризующих свойства продуктов сгорания, его величина зависит только от свойств ракетного топлива (физической природы топлива) и массового соотношения компонентов ракетного топлива:
, (5.14)
где: Мок – секундный массовый расход окислителя;
Мг – секундный массовый расход горючего.
Или коэффициента избытка окислителя
, (5.15)
где – – стехиометрическое соотношение компонентов.
П
Рис.
5.3. Зависимость β от α
Таким образом, расходный комплекс однозначно характеризует ценность ракетного топлива для обеспечения эффективной работы РД.