Файл: Шишков А.А. Газодинамика пороховых ракетных двигателей. Инженерные методы расчета.pdf

Введя приведенную массу М= М1М2/(Мі + М2) и относитель­ ное перемещение ступеней х = х2— xlt получим:

В результате решения этой системы уравнений численными методами определяются расстояние и давление p(t) между разделяющимися ступенями в зависимости от времени t.

—время выхода ее на режим «0,03 с;

—давление на установившемся режиме работы »2,25 МПа;

— диаметр поперечного сечения в месте расстыковки d = l ,l м;

— массы нижней и верхней ступеней равны соответственно

1 Мі= 9 0 7 к г ; Л42= 2722 к г .

Величины максимального давления в объеме между ступенями pmnx и времена достижения этого максимального давления ^та.\ приведены в табл. 38 в зависимости от относительного количества тепла, передаваемого стенкам межступенного отсека, Q.

Из данных, приведенных в табл. 38, видно, что величина ртлк сущест­ венно зависит от предполагаемого уровня тепловых потерь в межступенном

при приближенной оценке ртах-

4.7.РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ

ВГАЗОХОДЕ ПРИ ЗАПУСКЕ РДТТ

Стартовая шахта трехступенчатой ракеты на твердом топли­ ве представляет собой пусковой стакан, диаметр которого в

147

2-^-3 раза больше диаметра ракеты [12]. Между стенками шах­ ты и ракеты образуется кольцевой газоход, и поток выхлопных газов обтекает стартующую ракету (рис. 57).

Продукты сгорания, истекающие в шахту после разрыва со­ пловой заглушки в период воспламенения твердого топлива, ча­ стично перемешиваются с воздухом, сжимают его и начинают вытеснять из газохода. В начальный период выхода двигателя на режим в донной части шахты образуется «газовый пор­

шень», и по газоходу со скоростью щ распро­

Астраняется волна сжатия. Интенсивность этой волны pz/Pu увеличивается с ростом скорости движения поверхности контактного разрыва ѵ между продуктами сгорания и вытесняемым воздухом. Скорость V определяется расходом газа из двигателя G; в квазистациоиарном приближении она равна {F — площадь газо­ хода)

— (139)

Qo/7 poF

~ А + 1

148

и исключить Кг из равенств (140) и (141), то получим соотноше­ ние между скоростью движения контактного разрыва и интенсив­ ностью волны сжатия, распространяющейся по покоящемуся воз­ духу в газоходе:

между повышением давления в волне и расходом из двигателя:

0,50; 0,75 и 1 соответственно.

Для оценки максимального давления в волне, возникающей в шахте при запуске двигателя, необходимо оценить расход из РДТТ

G(t*)=Ap(t*)FKр,

соответствующий моменту возвращения волны раз'режения, от­ раженной от выходного сечения газохода длиной L,

£LH

Среднее давление на дно шахты рл превышает давление в га­ зоходе р% на величину, определяемую тягой двигателя R:

I Ä

Рл— Рі + — -

В начальный период запуска давление в двигателе мало, и сопла работают в режиме отрыва потока (§ 3. 5), при этом тяга

приближенно равна R ^ ' 1Оа,.р. k

При малых расходах из двигателя скорость движения кон­ тактного разрыва V невелика, и соотношение (143) можно линеа­ ризовать:

Волна давления возникает также в выхлопном газоходе при запуске двигателей на стендовых установках с газоотводными каналами (см., например, рис. 18 и 35). Интенсивность этой волны определяется приведенными выше формулами (143). Дав­

149

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. А б р а м о в и ч Г. IT. Прикладная газовая динамика. М., «Наука», 1969, 824 г.

2. А б р а м о в и ч Г. IT. Теория турбулентных струй. М., Физматгиз, I960,

716с.

3.А в д у е в с к и и В. С. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ра­ кетной технике. М., Оборонгиз, 1960, 390 с.

4.А л е м а с о в В. Е. и др. Теория ракетных двигателей. М., «Машино­ строение», 1969, 547 с.

при нулевом коэффициенте эжекцни. Минск, Изд-во «Наука и техника», ИФЖ, т. XIII, вып. 4, 1967, с. 564—567.

топлив. — «Ракетная техника», 1959, № 3, с. 70—77.

15. Вибрационные процессы при работе двигателей третьей ступени раке­ ты. «Минитмен» (обзор). — ВРТ, 1972, № 7, с. 33—45.

16.В и и и ц к и й А. М. Ракетные двигатели на твердом топливе. М., «Ма­ шиностроение», 1973, 348 с.

17.В о й т е и ко Д. М. и др. Обтекание цилиндрического препятствия на

19.Г а л а и о в а 3. Г. и др. О взаимодействии воздушного потока с попе­ речной газовой струей, вытекающей из отверстия в пластине. Изв. АН СССР, МЖГ, 1970, № 4, с. 180— 182.

20.Г а и т м а X е р Ф. Р., Л е в и и Л. М. Теория полета неуправляемых ра­

кет. М., Физматгиз, 1959, 360 с.

151