Файл: Аксентьев С.Т. Сопла ракетных двигателей учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.08.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Во время работы двигателя хладагент под действием выс кой температуры, передаваемой в стенку сопла от газового по ка, сначала плавится, а затем начинает кипеть и испаряться. ры испарившегося хладагента отводятся в окружающее пространст через специальные отверстия. Такое сопло прошло испытания температуре газового потока около 3700° К и оказалось вполн нядежным в работе £163 .

Внутреннее охлаждение осуществляется вводом испарившегос хладагента в дозвуковую часть сопла (рис, 3.14)

oSap диска!? их опьсрро ма

Рис. 3.14.

В настоящее время рассматривается возможность согдания пористого охлаждения стенок и горловины сопла. В этом случае для изготовления соплового вкладыша предполагается использо­ вать пористый тугоплавкий металл, например вольфрам, пропитан ный наполнителем, который испаряется в процессе работы. В к честве HanwflHHTeflfl предполагают использовать серебро и другие легко испаряющиеся металлы [16 ~\ . Схема такого сопла может

иметь вид (рис.3.15).

Рис. 3.15.

В заключение дадим некоторые рекомендации для опреде ния веса сопла РДТТ, использующего один из вышерассмотренн

способов тепловой защиты.

 

 

, Вес сопла, имеющего специальную термоизоляцию,

можно

представить как сумму весов несущей оболочки Q с$

и терм

изоляционного материала Q T ; i

:

 

С о = Cos * С ™

( З Л 5 )

 

•

 

Толщина несущей оболочки, испытывающей.незначительные давления со стороны газа и защищенной от действия высоких ператур, выбирается из конструктивных соображений (обеспеч ние жесткости -инструкции, возможности крепления дополнител ных устройств, приспособлений и т.д.).

Полагаем в первом приближении, цго толщина несущей об

- 97 -

&очки пропорциональна диаметру данного участка сопла:

где Dc

-

текущий диаметр сопла;

 

б"с$с

 

~ толшяна

оболочки в данном месте сопла;

ргг,'

-

расчетное давление газа на стзнке в данном

 

 

месте сопла;

 

 

6 g

- предел прочности материала оболочки.

При заданном профиле

сопла oL=f(f)) вес нерегулируемого

сопла

 

можно з первом приближении определить, связав

его с некоторым характерным диаметром,

в качестве, которого

но берут cL цр

» тогда

 

 

 

 

Г

 

с

3/г

 

 

 

^

о8'= К oS' Г~кр ,

(3*П)

и поскольку тяга двигателя пропорциональна площади критическ го сечения, то

С Cb = K e S - P 3 / £ . ( З Я 8 )

Вес теплозащитного покрытия (в том числе и различного да сопловых вкладышей) в первом приближении можно определять по формуле DMJ:

 

Сти

= Ктн -Р-Т,

( З Й 9 )

где *С -

время работы двигателя, .

 

iHo так как

: Pz-I

- суммарный импульс тяги,lTO <

 

 

- 9 8

-

 

 

С учетов (3.*8)H(3.20)ses всей конструкции

сопла состави

С

с = К об ' Р

%

+ Куц -I •

(3W2I)

 

Эксперименты показывают, что для двигателей с большие

временем работы второй член уравнения (3.21) является опред ляющим, т.к. толщина теплозащитного покрытия может достигать 25 мм и более D53.

По данным рабой* Ванденкерхове [4],вес сопла РДТТ можно считать пропорциональным суммарному импульсу:

где

А.с = (0,9*1,2) ЧО""* - коэффициент веса сопла.

ПРИЛОЖЕНИЯ

101 -

Приложение I

а) Зависимость коэффициента бс 01

при

раэличных значениях <fc

О

IS £t5 30 40

Sd~ so

7<э

&o

go jrc

 

б) Зависимость коэффициента

c5c

от &c

при

 

J c =

const

 

 

 

0,9 0,91 0,32 оръ 0,94 095- opt 0,97 opt &

- IC2 -

Приложение ГУ

Модель атмосферы 3,5

Высота Давление

ИР.

Z

(««) (KZ/M )

- 0,500 10959,7 0,000! 10332,3 0,300 9734,2

19x64,6

28106,2

37149,1

46285,3

55508,5

64811,1

74187,0

83630,2

93134,8

102695,7

12

1971,2

14

1438,0

16

1049,0

18

765,3

20

558,3

22

406,5

24

296,3

26

210,7

30

114,2

40

32/.

50

9,32

60

2,64

V0'

0,634

80

0,13.

90

2.37 «КГ2

100

5,62-Ю"3

Плотность

Темпера­ Вероят­

[Средняя

Л

тура

ный моле­^скорость

T H

кулярный |звука ct

 

вес 9 . \(Ы/сек)

 

 

 

(eK)

 

i

1,3108.JO"1

291,3

 

1,2497. КГ1

288,0

28,97

r

 

! 340,4

It1907-10"I

284,8

 

i

338,5

1,1339-10-1

281,5

о -

] 336,6

1,0266.Ю- 1

275,0

 

! 332,7

9,272*10*"^

268,5

-

1 328.7

8,354 . Ь" 2

262,0

 

 

7,506'I5~2

255,5

-

I'

320,7

 

 

324,7

6,762-I0"2

249,0

-

i

316,6

6,0110-10"^

242,5

-

! 312,4

5,354.I0~2

236,0

i.308,2

4,?56-I0~2

229,5

-

; 303f9

4.206-I0"2

223~0

! 299,6

3,i67 . I0" 2

216)5

_

!

295,2

2,310-IO'2

216,5

-

• 295,2

I,685'I0~2

216,5

-

I

295,2

1,229.10"^

216,5

-

I

295,2

8,97-I0~3

216,5

-

j

295,2

6.54-I0"3

216,5

I

295,2

4,76-Ю"3

216,5

-

! 295,2

3,48'I0~3

216,5

1 295,2

1,85-I0~3

216,5

-

!

295,2

4,3 - I0" 4 '

262,5

-

i

321,78

1,2.10"*

274,0

 

1 331,82

3,6'Ю"^

253,4

 

1 319,11

I , I ' I 0 ' 5

219,5

 

I

296,76

I,75.1c-6

185,0

 

|

272,66

44,2.I0"7

185,0

28,9

j

272,66

8

 

27,0

1

 

7.3.I0"

209,22

-

1

"

ВКЛЕЙКА I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗНАЧЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

ПРШ02ЕНИЕ В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к !

Ю

|

20

!зо

40

50

60

70

80

90

100

150

200

250

300

350

400

450

500

 

 

 

 

 

1

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

8,120 | 15,23

28,60

35,03

4I5 35

47,57

53,71

59,°8

65,86"

95,11

123,55

151,32

178,60

205,48

' 232,02 j 258,24

284,13

 

 

!22,02

j

1,11

7,960 ! 14?86 121,41 27,75

33,83

59,99

46,97

51,84

57,61

 

91,30

118,30

144,64

170,46

195,88

' 220,92 1 245,62

270,10

1,12

7,811 ! 14,5/

!20,84 26,95

32,89

38,70

44,13

50,05

55,56

61,05

87,69

113,36

138,35

162,82

186,86

210,53

!233,85

256,94

 

1,13

7,С74 ! 14,17

120,28

26,17

31,81

37,46

42,93

48,34

53,63

58,87

84,33

108,72

132,50

155,64

178,41

200,80

,222,83 ;244,63

 

1,14

7,519 i 13,85

i19,75

25,43

30,92

36,29

41,55

46,73

51,78

^6,80

81,07

104,33

126,89

148,90

170,48

191,66

:212,50 1

22>3,I0

•

1,15

7,416 | 13,53

j19,25

24,72

30,02

35,18

40,22

45,17

50,04

54,84

78,02

100,20

121,86

142,57

163,02

183,08

i 202,82

222,29

!

1,Тб

7,280 ; 13,22

'18,77

24,05

29,16

' 34,11

38,95

43,73

48,39

52,97

75,16

96,30

116,72

136,59

156,02

175v07 ! 193,75 212,19

 

1,17

7,157 I

12,94

 

18,30

23,41

28,32

• 33,10

37,76

42,35

46,79

51,22

72,43

92,61

112,07

130,97

149,43

166,88

185,22

202,69

 

1,18

7,042 , 12,66

:17,85

22,79

27,53

- 32,14

56,61

41,02

45,30

49,43

69,85

89,13

107,65

125,61 143,23

160,39 177,21 193,77

 

1,19

6,923 , 12,40

j17,43

22,20

26,77

!31,14

35,52

39,76

43,8?

47,94

67,40

85,83

102,45

120,68

137,38

153,69

169,67 '185,39

 

1,20

6,В20 i К. ,14 |17,02

21,63

26,05

30,33

34,48

38,54' 42,51

46,42

65,07

82,70

99,59

115,94

131,84

147,37

:162,55

177,48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,21

6,705

 

11,89

 

16,62

21,39

.25,36

29,49

33,49

37,39

41,21

44,97

62,86

79,73

95,88

111,48

126,63

141,42

155,86

170,07

 

1,22

6,602 : 11,65

 

16,24

20,5V

'24,69

28,68

32;54

36,30

39,97

43,58

60,77

76,93

92,34

107,25

121,70

135,80

149,53

163,03

 

1,23

6,501

 

11,42

,15,38

20,07

.24,06

27,91

31,6

35,26

38,80

42,27

58,77

74,26

89,02

103,26

317,05

130,48

143,57

156,43

 

1,2'*

6,404 ; 11,20

!15,53

19,59

23,45

'27tfT6

30,76

34,26

37,66

41,01

56,88

71,72

85,86

99,4?

112,86

125,45

137,93

150,18

 

1,25

6,310

 

10.98

 

15,20

19,13

22,87

26,46

29,93

33,31

, 36,59

39,81

55,06

69,91

82,85

95,87

108,47

120,69

132,59

144,27

 

1,26

6,218 : 10,78

44,87

18,69

22,31

25,78

29,13

32,39

35,56

38,67

53,35

67,01

80,00

92,46

104,50

116,18

127,56

138,70

 

1,27

6,129

 

10,58

: 14,56

18,26

21,76

25,13

28,37

31,51

34,57

37,57

51,70

64,83

77,29

89,21

100,75

111,92

122,78

133,40

 

1,28

6,046

: 10,39

 

14,26

17,85

•21,25

24,50

27,64

30,68

33,63

36,52

50,16

62,77

74,71

86,15

97,18

107,87

118,25

128,35

 

1,29

5,960 .10,20

;i3,96

. 17,^6

20,75

23,90

26,93

29,87

32,73

35,52

48,63

60,77;

62,26

83,23

93,79

104,03

113,96

123,67

 

1,30

5,885 '10,02

' 13,68

17,07

20,27

23,32

26,26

29,10

31,86

34,35

47,20

58,89

69,90

80,43

90,58

100,37

109,88

119,18

 

1,35

5,504

 

9,198

 

12,42

15,37

18,13

20,7Г

23,26

25,69

28,02

30,31

40,92

50,63

59,73

68,36

76,65

84,62

92,33

99,83

 

1,40

5,188

 

8,498

:11,35

13,94

16,35

;18,63

20,79

22,82

24,88

26, а з

35,84

44,01

51,62

58,79

65,64

72,22

. 78,55

, 84,69

 

 

 

 

 

j

 

 

i

 

 

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ .

 

ВКЛЕИМ 2

ТАБЛИЦЫ НЕКОТОРЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

ПРИЛ02ЕНИЕ Ш

 

К

 

j

2_ _ 2 _

i

к

Ук

/к

 

z

K~4

 

 

 

 

 

 

=

I,2I00i 10,000 3,1622 0,31623

0,£76I9

0,69007 jI,449I!

20,000j11,000

0,95238 0,52381,0,72375

3,3166

|l, IО 10,9090911,048810,95346 I 1,8181,9069

 

 

 

 

0,47393 0,68843;I,4525JI8.IPIJ10,030

0,94787

0,52607j0,72530

3,1766

1.11 '0,90090 11,053е;;0,94916 ' 1,8018 1,8983

1,2321! 9,0909 3,0151 0,33166

1.12 j 0,8Э2.89:1,058310,94491; 1,7857 1,8898

1,25441 8,3333

2,8867

0,34641 0,47170

0,68680 i l ^ O 1 1 6 , 6 6 6 J 9,3333

0,94340

0,52830.0,72684

3,0550

1.13 ! 0,88496

I , С630 j0,9* 072 :1,76991,88141 1,2769: 7,6923

2,7735io,36056

 

i

.

i

 

 

0,53052

0,7283?

2,9482

0,46948 0,68519'1,4594;15,384!8,6923 0,93897

0,53271 0,72987

2,8535

1,1410,87719

1,0677;0,93659

1,7543

1,8731'I,29S<oj 7,1428

2,6726;0,37417

0,46729 0,68359 Д,4628

14,285:8,1428 0,93458

0,53488 0,73136

2,7688

1,т5;0,86957:1.0723'0,93251 1,7391

I

, 8650 I,3225! 6,6666

2,58I9J0,38730

 

 

 

 

 

 

1,16!0,86207

1,0770

0,92848

1,7241 I I,

8569.1,3456: 6,2500

2,500010,40000

0,46512 0,68199 1,4662

13,333:7.6666 0,93023 0,53704 0,73283 2,6925

1,17 j 0,85470

1,0816:0,92450,1,7094 ! 1,8490 I,3698J 5,8823

2,424'0,41231

0,46296

0,68041 1,4696

12,500

7,2500

0,92593

0,53917 0,73428 2,6234

C,46083 0,67884'I,4730

11,764 6,8823

0,92166

1,18:0,84746

1,0862

0,92057

1,6949 j1,8411

1,3924'5,5555

2,3570;0,42426

0,45872

0,67729

1:4764

 

 

 

0,54128

0,73572

2,5603

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I , I I I 6,5555 0,91743

 

 

1,1910,8*034

1,0908

0,91670

1,6806 ! 1,833ч 1,4161

5,2561 2,2941 JO,43539

0,45662

0,67574

1,4798

10,526

6,2631 0,91324

0,54338 0,73714 2,5026

1,20'0,83333

1,0954;О,91287

1,6666 : 1,8257 1,4400

5,0000

2,2360'0,44721

0,45455

0,67420•1,4832

10,000 6,0000

0,90909

0,54545

0,73855

2,44S4

 

 

 

1,21'0,82645

1,1000

0,90909

1,6528 •1,8181 1,4641

4,7619

2,I82I;

0,45826

0,54751 0,73994

2.4004

0,45249

0,67267'1,4866

5,5238

5,7619

0,90498

 

 

 

I,22'0,81967

I,1045

0,90336

1,6393 ;1,8107 1,4884

4,5454

2,1320

0,46904

0,54955

0,74132

2,3548

0,45045

0,67116

1,4899

9,0909

5,5454

0,90090

 

 

 

1,23i0,81301 1,1090

0,90167

1,6260

1,8033

1,5129

4,3478

2,0851 0,47958

0,55157

0,74268

2,3125

0,44843

0,66965

1,4933

8,6956

5,34^0,89686

0,55357

0,74402

2,2730

1,24.0,80645 1,1135 0;89803 1,6129 1,7960 1°,Ь37Б;4,1666 2,0412 0,48990

0,44643 0,66815 1,4966 8,3333 5,1666 0,89286 0,55556 0,74536 2,2360

1,25;0,80000

1,1180

0,89443

1,6000

1,7888

1,5625

4,0000

2,0000 0,50000

1,26

0,79365

1,1225

О,89Л87

1,5873

1,7817

1,5876.3,8461

1,9611

0,50990

0,44444

0,66667

1,5000

8,0000

5,0000

0,88889

0,55752

0,74667

2,2014

0,44248

0,66519

1,5033

7,6923

4,8461 0,88496

 

 

 

1;27;0,78740

1,1269

0,88736

1,5748

1,7747

1,6129

3,7037

1,9245

0,51962

0,55947

0,74798

2,1688

0,44053

0,66372

1,5066

7,4074

4,7037

0,88106

 

 

 

1,280,7?125

1,1313

0,88388

1,5625

1,7677

1,6384

3,5714

1,8898

0,52915

0,56140

0,74927

2,1380

0,43860

0,66227

1,5099

7,1428

4,5714

0,87719

 

 

 

1,29

0,77519

1,1357

0,88045

1,5503

1,7609

1,6641

3,4482

1,8569

0,53852

0,56332

0,75055

2,1090

0,43668

0,66082

1,5132

6,8955

4,4482

0>87336

 

 

 

1,30:0,76923

1,1401 0,87706•1,5384

1,7541

1,6900

3,3333

1,9257

0,54771

0,56522

0,75181 2,0816.

0,43478

0,65938

1,5165

6,6666

4,3333

0,86957

 

 

 

1,35;0,74С74

1,1619

0,86066

1,4814 •1,7213

1,8225'2,8571

1,6903

0,59161

0,57447

0,75794

1,9639

0,42553

0,65233

1,5329

5,7142

3;857I

0,85106

 

 

 

1,40 j 0,71429

1,1832

О,84515

1,4285 jl,6903j 1,9600

2,5000

1,5811j0,63246

0,58333

0,76376

1,8708

0,4166710,64550

1,5491 5,0000, 3,5000

0,83333

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смотрите также файлы