Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД)

По числу основных компонентов различают одно-, двух- и трехкомпонентные топлива. Современные ЖРД наиболее широко используют двухкомпонентныс жидкие топлива. Такое топливо срав­нительно безопасно в эксплуатации, допускает широкий выбор ком­понентов. К числу трехкомпонентных топлив можно отнести топлива, состоящие из окислителя и горючего, обеспечивающих высокий уровень выделения тепла, и третьего компонента, продукты нагрева или разложения которого обладают малой молекулярной массой и, следовательно, большой работоспособностью и удельным импульсом. В качестве третьего компонента может быть водород, метан и другие легкие вещества. Исследуемые трехкомпонентные топлива в боль­шинстве своем—топлива металлосодержащие, представляющие собой окислитель и горючее, в объеме которого равномерно распре­делены твердые частицы металла.

Двухкомпонентные топлива можно классифицировать по родст­венным окислителям, поскольку именно окислитель, содержание которого в различных тонливах составляет 75 95% (по массе), определяет особенности топливной композиции. Различают, в част­ности, кислородные, азотно-кислотные, азоттетроксидные, перекись-водородные, хлорные и фторные топлива.

В зависимости от реакционной способности окислителя и горю­чего при их непосредственном контакте топлива разделяют на само­воспламеняющиеся и несамовоспламеняющисся. Самовоспламеняю­щиеся компоненты топлива во всем диапазоне эксплуатационных температур и давлений реагируют при контакте в жидкой фазе с выделением тепла, достаточного для воспламенения топливной смеси. Воспламенение несамовоспламеняющихся в обычных услови­ях топливных пар можно обеспечить каталитическим воздействием, введением в один из компонентов активизирующих присадок или подводом тепла от внешнего источника.

По интервалу температур сохранения жидкого состояния топли­ва или их компоненты подразделяют на высококипящие и низкокипя­щие. Высококипящие компоненты топлива в условиях эксплуатации

имеют температуру кипения выше 298 К и хранятся в обычных условиях без потерь на испарение. Низкокипящие компоненты топ­лива при стандартном давлении имеют температуру кипения ниже 298 К и находится в газообразном состоянии. Некоторые компоненты (например, аммиак NHg) можно эксплуатировать как высококипя­щие при поддержании определенного (сравнительно небольшого) избыточного давления в баке. Среди низкокипящих компонентов выделяют группу так называемых криогенных компонентов топлив, имеющих температуру кипения ниже 120 К (-153°С). Криогенный компонент нельзя хранить в жидком состоянии без принятия специ­альных мер его тепловой изоляции. К криогенным компонентам относятся сжиженные газы: кислород, водород, фтор, метан и др. Для уменьшения потерь на испарение и увеличение плотности воз­можно применение криогенного компонента в шугообразном состоя­нии, т.е. в виде подвижной грубодисперсной двухфазной смеси твердой и жидкой фаз этого компонента.

По физической и химической стойкости в течение длительного времени различают топлива длительного хранения или стабильные, и топлива кратковременного хранения. Компоненты стабильных топлив имеют при максимальной температуре в условиях эксплуата­ции или хранения давление насыщенного пара ниже допустимого по условиям прочности баков, обладают стабильностью физико-хими­ческих свойств в течение заданного времени и допускают хранение в баках ракеты или других емкостях при эксплуатационных темпера­турах и давлениях без существенных потерь.

Задание.

Однокамерный ЖРД

Начальная масса m0 = 13 000 кг

Конечная масса m1= 1 300 кг

Тяговооруженность b0 = 1,1

Давление в КС poc = 8,8 МПа

Геометрическая степень расширения сопла = 600

=

Топливо:

О2+ ……. Стабильное горючее (НДМГ).

3. Расчет размеров камеры и действительных параметров двигателя.

Расчет геометрии камеры ЖРД

ТОПЛИВО: О2ж+ НДМГ

Тяга камеры 140.000 кН

Давление на входе в сопло 8.80000 МПа

Удельный импульс 3518.0514 м/с

Расходный комплекс 1729.9965 м/с

Перейти на страницу номер:
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13