Учебное пособие. — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та,
2011. — 143 с.
Конспективно изложены теория, современные методы расчѐта и
проектирования различных типов химических ракетных двигателей.
Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД.
Представлен термодинамический расчет процессов горения и течения в
камере РД. Проанализировано влияние основных факторов на
термодинамические характеристики идеального ракетного двигателя.
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 160700.65 – Проектирование авиационных и ракетных двигателей для изучения специальной учебной дисциплине «Теория, расчѐт и проектирование ракетных двигателей» (6 семестр), необходимо для выполнения курсовой работы и дипломного проектирования. Содержание
Рекомендуемый библиографический список
Основные сокращения, условные обозначения и индексы
Характеристика, предмет, метод, цель и задачи учебной дисциплины «теория расчет 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 ХРД 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 полѐта
Влияние параметров ракеты и двигателя на скорость полѐта
Влияние характеристик топлива
Оценка эффективности ракетных топлив
О применении топлив переменного состава
Ракетные топлива
Термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД
Цель и основные положения расчѐта
Исходные данные для термодинамического расчѐта
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 р и Т
Система уравнений для определения равновесного состава при заданных v и Т
Методы расчѐта химического равновесия при заданных р и Т
Особенности расчѐта состава ионизированных продуктов сгорания
Особенности расчѐта состава гетерогенных продуктов сгорания
Характеристики равновесного состава продуктов сгорания
Частные производные параметров равновесного состава
Термодинамические и теплофизические свойства рабочего тела
Термодинамический расчѐт процесса горения
Термодинамический расчѐт процесса течения рабочего тела
Определение идеальных параметров процесса течения рабочего тела и двигателя по результатам термодинамического расчѐта
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
Предназначено для студентов факультета двигателей летательных аппаратов, обучающихся по специальности 160700.65 – Проектирование авиационных и ракетных двигателей для изучения специальной учебной дисциплине «Теория, расчѐт и проектирование ракетных двигателей» (6 семестр), необходимо для выполнения курсовой работы и дипломного проектирования. Содержание
Рекомендуемый библиографический список
Основные сокращения, условные обозначения и индексы
Характеристика, предмет, метод, цель и задачи учебной дисциплины «теория расчет 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 ХРД 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 полѐта
Влияние параметров ракеты и двигателя на скорость полѐта
Влияние характеристик топлива
Оценка эффективности ракетных топлив
О применении топлив переменного состава
Ракетные топлива
Термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД
Цель и основные положения расчѐта
Исходные данные для термодинамического расчѐта
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 р и Т
Система уравнений для определения равновесного состава при заданных v и Т
Методы расчѐта химического равновесия при заданных р и Т
Особенности расчѐта состава ионизированных продуктов сгорания
Особенности расчѐта состава гетерогенных продуктов сгорания
Характеристики равновесного состава продуктов сгорания
Частные производные параметров равновесного состава
Термодинамические и теплофизические свойства рабочего тела
Термодинамический расчѐт процесса горения
Термодинамический расчѐт процесса течения рабочего тела
Определение идеальных параметров процесса течения рабочего тела и двигателя по результатам термодинамического расчѐта
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