відіграє настільки важливу роль в ракетній техніці, що доречно тут зробити деякі зауваження про її фізичному сенсі. Перш за все, виникає питання про те, чому питома імпульс вимірюється в одиницях часу - секундах (можуть застосовуватися і більш більші одиниці - хвилини, години). Що це за час? Йдеться про час, в протягом якого в даному двигуні згорає 1 кг палива, створюючи тягу в 1 кгс. Таким чином, питомий імпульс є для ракетників заходом економічності двигуна, характеристикою величини питомої витрати палива. Чим більше питомий імпульс, тим менше буде витрачено палива на вчинення даного польоту.
Тяга двигуна представляє результуючу всіх сил, що діють на двигун, обумовлених внутрішньокамерного процесами в ньому і тиском незбуреної середовища, отже,
Р = Рвн + Рнар,
де Рвн - рівнодіюча внутрішніх сил тиску продуктів згоряння на стінки камери;
Рнар - рівнодіюча зовнішніх сил тиску незбуреної середовища на стінки двигуна.
Рівняння тяги ракетного двигуна отримуємо у вигляді
,
де - тиск у вихідному перетині сопла;
- площа поперечного перерізу сопла.
Швидкість витікання газу обчислюється за формулою:
, де
П‰а - швидкість газу на виході з сопла, м/с,
Т-абсолютна температура газу на вході,
R-універсальна газова постійна, R = 8.314Дж/(кмоль * К),
M-молярна маса газу, кг/кмоль,
k-показник адіабати,,
Cp-питома теплоємність при постійному тиску, Дж/(кмоль * К),
Cv-питома теплоємність при постійному обсязі, Дж/(кмоль * К),
Pe-абсолютне тиск газу на виході з сопла, Па
P-абсолютне тиск газу на вході в сопло, Па
Зазначимо, що тяга в порожнечі дорівнює Рвн- рівнодіючої внутрішніх сил тиску продуктів згоряння на стінки камери. p> Отже, ракетна техніка чекає від хімії палив з допомогою яких, перш за все, може бути отримана найбільша швидкість закінчення, або найбільшу питому імпульс, що рівнозначно. [1, cтр.29]
2.1.1 Підготовка вихідних даних
Для проведення термодинамічної розрахунку по програмі Астра-4 необхідно підготувати вихідні дані:
-розрахувати еквівалентні формули кожної компоненти, що входить до складу паливної суміші;
-підготувати дані про ентальпії освіти вихідних компонентів.
2.1.2 Розрахунок еквівалентної формули
Методика розрахунку еквівалентної формули запозичена з курсової роботи за третій курс. [2, стор.13-14]
Склад речовини в масових частках окремих елементів називається елементарним складом. Загальна формула для масової частки окремого ( k -го) елемента в речовині має вигляд:
,
тут bk - Масова частка k-го елемента;
ak - Число атомів даного елемента в молекулі розглянутого з'єднання;
Ak- атомна маса цього елемента;
Якщо обмежитися поки елементами H, C, N і О, то в загальном...
