i> P , МПа
15
0,06
Температура Т , 0 До
3322,97
885,583
Молярна маса Мг , кг/кмоль
9,90011
10,0173
Коефіцієнт надлишку окислювача О±
0,24
0,24
Показник ізоентропа розширення n
-
1,315
Розрахунки проведені в програмі В«ТермодинамікаВ».
4.2 Газодинамічний розрахунок КС
Метою газодинамічного розрахунку є визначення параметрів спливаючого газового потоку в характерних перетинах КС, питомої імпульсу ДУ основного блоку, геометричних розмірів критичного перерізу і зрізу сопла.
4.2.1 Газодинамічний розрахунок ідеального каналу
1) Розрахунок термодинамічних величин в каналі і на його зрізі.
наїдяться газову постійну:
В
де R 0 = 8314 Дж/моль В· кг - універсальна газова постійна;
В В
Визначаємо питомий об'єм:
В В В
За результатами програми В«ТермодинамікаВ»:
В
Показник процесу:
В
2) Розрахунок параметрів критичного перерізу:
Ступінь розширення в критичному перетині каналу:
В В В
Визначимо швидкість потоку в критичному перетині каналу:
В В
Питома обсяг продуктів згоряння:
В В
Знаходимо питому площу критичного перетину:
В В
3) Розрахунок параметрів на зрізі сопла:
Визначаємо ступінь розширення на зрізі канала:
В В
Швидкість потоку на зрізі каналу,
,
В
За результатами програми В«ТермодинамікаВ»:
В
Визначаємо питому площу сопла:
В В
Геометрична ступінь розширення сопла,
В В
4) Розрахунок параметрів двигуна:
Знайдемо питомий імпульс на землю:
В В
Витрата палива:
В В
Визначаємо питомий імпульс у порожнечі:
В В
Знайдемо тягу без неї:
В В
Площа критичного перерізу і зрізу сопла:
В В В В
Визначимо витратний комплекс і коефіцієнт тяги:
В В В В
4.2.2 Газодинамічний розрахунок реального каналу
1). Розрахунок коефіцієнтів втрат
Коефіцієнт, враховує втрати, пов'язані з недогорания палива: П† до = 0,97.
Коефіцієнт, враховує втрати на розсіювання потоку: П† О± = 0,992 для О± з = 10 Вє - кута напіврозкрита сопла каналу.
Коефіцієнт, враховує всі інші втрати в закритичній частини каналу: П† w в€ћ = 0,98.
Коефіцієнт, враховує втрати в закритичній частини каналу в порожнечі, П† з в€ћ :
В В
Коефіцієнт, враховує втрати в закритичній частини каналу на землі, П† з 0 :
В
де, О”П† з - коефіцієнт, що враховує вплив земного протитиску:
В В В
2). Розрахунок реальних параметрів двигуна
Питома імпульс у порожнечі:
В В
Питома імпульс на землі:
В В
Витрата палива:
В В
Витрата пального і окислювача:
В В В В
Площа критичного перерізу і зрізу каналу:
В В В В
Діаметр критичного перерізу і зрізу каналу:
В В
Тяга в порожнечі:
В В
Витратний комплекс і коефіцієнт тяги:
В В В В
5. Визначення габаритів паливних баків
Маса палива, необхідного для забезпечення роботи рухової установки протягом часу польоту визначається як:
,
де - масова витрата палива ДУ;
кг/с;
- коефіцієнт запасу палива;
;
- час роботи ДУ;
с;
Додатковий запас палива в баках, що враховується коефіцієнтом, необхідний для гарантованого забезпечення роботи ДУ протягом заданого часу при будь-яких допустимих відхиленнях витрат компонентів.
Маса палива, необхідна для забезпечення роботи ДУ дорівнює:
кг;
Маса пального:
кг;
Маса окислювача:
кг;
Об'єм бака пального:
м 3 ;
Об'єм бака окислювача:
м 3 ;
Коефіцієнт обсягу бака враховує обсяг газової подушки, а так само наявність всередині бака конструкційних елементів
;
Для визначення осьових габаритів баків ракети в першому наближенні, форма баків приймається циліндричною.
м;
м;
де d - діаметр ступеня ракети, що дорівнює 1,5 м.
У дійсності, форма баків відрізняється від циліндричної. Це пов'язано з кривизною днищ. Проте облік впливів цих факторів утруднений до проведення оцінки габаритів всіх елементів рухової установки. Дані про осьових габаритах баків ракети визначають висоту стовпа рідкого компонента, необхідну в Надалі для визначення максимально допустимого числа обертів ТНА з розрахунку насоса ...
