Учебное пособие. – Самара: СГАУ, 2011. – 142 с.: ил
Конспективно изложены теория, современные методы расчёта и
проектирования различных типов химических ракетных двигателей.
Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД. Изложен
термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД.
Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические
характеристики Рассмотрены термодинамические и газодинамические
процессы в камере сгорания и сопле реального ракетного
двигателя.
Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.
Предназначено для студентов факультета двигателей летательных аппаратов, обучающихся по специальности 160700 – Проектирование авиационных и ракетных двигателей, необходимо для выполнения курсового и дипломного проектирования. Содержание: Рекомендуемый библиографический список
Основные сокращения, условные обозначения и индексы Характеристика, предмет, метод, цель и задачи учебной дисциплины «Теория расчёт и проектирование ракетных двигателей» Общие сведения о ракетных двигателях, физические принципы их работы
Краткая история развития ракетных двигателей
Ракетные двигатели их функции и принципиальная схема, ракетные двигательные установки
Классификация ракетных двигателей и виды используемой энергии
Принцип работы ЖРД и характерные сечения камеры, изменение параметров рабочего тела по длине проточной части камеры
Характерные отличительные особенности и области применения ракетных двигателей Основные параметры камеры и двигателя
Тяга камеры ракетного двигателя, вывод уравнения тяги
Анализ уравнения тяги камеры ракетного двигателя. Эффективная скорость истечения
Тяга и аэродинамическое сопротивление
Режимы работы сопла и тяга камеры на этих режимах
Удельные параметры камеры (удельный импульс тяги; удельный расход топлива; расходный комплекс и характеристическая скорость)
Тяговый комплекс и коэффициент тяги
Составляющие тяги и тягового комплекса
Основные параметры двигателя (тяга, суммарный импульс и мощность; удельный импульс тяги и удельная масса) Взаимосвязь параметров ракеты двигателя и топлива
Формула Циолковского, идеальная, характеристическая и конечная скорости аппарата
Массовые характеристики аппарата и продолжительность активного участка полёта
Влияние параметров ракеты и двигателя на скорость полёта
Влияние характеристик топлива
Оценка эффективности ракетных топлив
О применении топлив переменного состава
Ракетные топлива Термодинамический расчёт процессов горения и течения в камере РД
Цель и основные положения расчёта
Исходные данные для термодинамического расчёта (элементный состав топлива и его компонентов, условная химическая формула; параметры двухкомпонентного топлива; параметры многокомпонентного топлива; энтальпия компонентов топлива и топлива; справочные данные о компонентах топлива и продуктах сгорания)
Определение равновесного состава продуктов сгорания (общие представления и модель рабочего тела; система уравнений для определения равновесного состава при заданных p и T; система уравнений для определения равновесного состава при заданных ν и T; методы расчёта химического равновесия при заданных p и T или ρ и T ; особенности расчёта состава ионизированных продуктов сгорания; особенности расчёта состава гетерогенных продуктов сгорания)
Характеристики равновесного состава продуктов сгорания
Частные производные параметров равновесного состава
Термодинамические и теплофизические свойства рабочего тела
Термодинамический расчёт процесса горения
Термодинамический расчёт процесса течения рабочего тела
Определение идеальных параметров процесса течения рабочего тела и двигателя по результатам термодинамического расчёта
Определение термодинамических характеристик с использованием соотношений газовой динамики Влияние основных факторов на термодинамические характеристики
Общие сведения
Влияние соотношения компонентов топлива
Влияние давления в камере сгорания
Влияние степени расширения рабочего тела или геометрической степени расширения сопла Термогазодинмические процессы в камере сгорания и сопле реального двигателя
Основные отличия реальных процессов от теоретических моделей
Тепловое сопротивление камеры сгорания
Неадиабатность процессов в камере (потери на неадиабатность при независимом охлаждении; потери на неадиабатность при регенеративном охлаждении)
Неоднородность параметров рабочего тела
Неполное горение топлива
Сопла ракетных двигателей и требования к ним
Основы профилирования круглых сопел
Профилирование докритической части сопла
Профилирование сверхкритической расширяющейся части сопла
Реальный процесс течения и оценка совершенства процессов в сопле
Определение потерь удельного импульса тяги в сопле (потери из-за рассеяния; потери из-за трения; потери из-за химической и энергетической неравновесности)
Коэффициент расхода сопла
Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.
Предназначено для студентов факультета двигателей летательных аппаратов, обучающихся по специальности 160700 – Проектирование авиационных и ракетных двигателей, необходимо для выполнения курсового и дипломного проектирования. Содержание: Рекомендуемый библиографический список
Основные сокращения, условные обозначения и индексы Характеристика, предмет, метод, цель и задачи учебной дисциплины «Теория расчёт и проектирование ракетных двигателей» Общие сведения о ракетных двигателях, физические принципы их работы
Краткая история развития ракетных двигателей
Ракетные двигатели их функции и принципиальная схема, ракетные двигательные установки
Классификация ракетных двигателей и виды используемой энергии
Принцип работы ЖРД и характерные сечения камеры, изменение параметров рабочего тела по длине проточной части камеры
Характерные отличительные особенности и области применения ракетных двигателей Основные параметры камеры и двигателя
Тяга камеры ракетного двигателя, вывод уравнения тяги
Анализ уравнения тяги камеры ракетного двигателя. Эффективная скорость истечения
Тяга и аэродинамическое сопротивление
Режимы работы сопла и тяга камеры на этих режимах
Удельные параметры камеры (удельный импульс тяги; удельный расход топлива; расходный комплекс и характеристическая скорость)
Тяговый комплекс и коэффициент тяги
Составляющие тяги и тягового комплекса
Основные параметры двигателя (тяга, суммарный импульс и мощность; удельный импульс тяги и удельная масса) Взаимосвязь параметров ракеты двигателя и топлива
Формула Циолковского, идеальная, характеристическая и конечная скорости аппарата
Массовые характеристики аппарата и продолжительность активного участка полёта
Влияние параметров ракеты и двигателя на скорость полёта
Влияние характеристик топлива
Оценка эффективности ракетных топлив
О применении топлив переменного состава
Ракетные топлива Термодинамический расчёт процессов горения и течения в камере РД
Цель и основные положения расчёта
Исходные данные для термодинамического расчёта (элементный состав топлива и его компонентов, условная химическая формула; параметры двухкомпонентного топлива; параметры многокомпонентного топлива; энтальпия компонентов топлива и топлива; справочные данные о компонентах топлива и продуктах сгорания)
Определение равновесного состава продуктов сгорания (общие представления и модель рабочего тела; система уравнений для определения равновесного состава при заданных p и T; система уравнений для определения равновесного состава при заданных ν и T; методы расчёта химического равновесия при заданных p и T или ρ и T ; особенности расчёта состава ионизированных продуктов сгорания; особенности расчёта состава гетерогенных продуктов сгорания)
Характеристики равновесного состава продуктов сгорания
Частные производные параметров равновесного состава
Термодинамические и теплофизические свойства рабочего тела
Термодинамический расчёт процесса горения
Термодинамический расчёт процесса течения рабочего тела
Определение идеальных параметров процесса течения рабочего тела и двигателя по результатам термодинамического расчёта
Определение термодинамических характеристик с использованием соотношений газовой динамики Влияние основных факторов на термодинамические характеристики
Общие сведения
Влияние соотношения компонентов топлива
Влияние давления в камере сгорания
Влияние степени расширения рабочего тела или геометрической степени расширения сопла Термогазодинмические процессы в камере сгорания и сопле реального двигателя
Основные отличия реальных процессов от теоретических моделей
Тепловое сопротивление камеры сгорания
Неадиабатность процессов в камере (потери на неадиабатность при независимом охлаждении; потери на неадиабатность при регенеративном охлаждении)
Неоднородность параметров рабочего тела
Неполное горение топлива
Сопла ракетных двигателей и требования к ним
Основы профилирования круглых сопел
Профилирование докритической части сопла
Профилирование сверхкритической расширяющейся части сопла
Реальный процесс течения и оценка совершенства процессов в сопле
Определение потерь удельного импульса тяги в сопле (потери из-за рассеяния; потери из-за трения; потери из-за химической и энергетической неравновесности)
Коэффициент расхода сопла