Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1. Задание на курсовое проектирование |
3 |
|
|
2. Расчет сменных сопловых вкладышей |
4 |
|
|
3. Расчет давления и тяги ракетного двигателя |
8 |
|
4. Расчет центрального тела |
Для РДТТ, стартующих в диапазоне температур окружающей среды , и имеющих параметры , , (от 0,15 до 0,5 МПа):
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Обозначение параметра |
Величина параметра |
Размерность |
|
1. |
Плотность топлива |
1650 |
; |
|
|
2. |
Удельный импульс |
2280 |
||
|
3. |
Температура в КС |
2460 |
||
|
4. |
Молекулярная масса ПС |
23,6 |
||
|
5. |
Показатель процесса расширения |
1,26 |
- |
|
|
6. |
Закон горения |
U |
- |
|
|
7. |
Показатель степени в законе горения топлива |
0,53 |
- |
|
|
8. |
Физико-химическая константа топлива |
700 |
- |
Газовая постоянная продуктов ПС:
.
Постоянная топлива:
.
Постоянная топлива:
.
За номинальную температуру принимается минимальная температура эксплуатации:
Секундный массовый расход:
Единичная скорость горения:
Скорость горения при нормальных условиях:
Потребную площадь горения:
Единичную скорость горения топлива при минимальной температуре эксплуатации: ( = 223 ):
;
Комплекс при минимальной температуре эксплуатации:
;
Комплекс :
;
Коэффициент сопла:
;
Коэффициент тепловых потерь:
;
Определим площадь критического сечения при номинальной температуре заряда:
;
Принимаем давление на срезе сопла ра=0,1 МПа, тогда газодинамическая функция πа будет равна:
Газодинамическая функция λа:
Найдем значение fa1 для первого вкладыша:
Газодинамическая функция qа:
Площадь среза сопла:
Значением коэффициента потерь полного давления в сопле:
Эмпирические коэффициенты, принятые для газодинамической функции :
Уравнение тяги РДТТ:
Давление в камере сгорания (формула Бори):
Подставив в уравнение тяги давление из формулы Бори для давления в КС РДТТ, получим зависимость тяги от давления:
(3)
Поочередно подставляя значения тяги и и выражаем соответственно минимальное и максимальное значение площади критического сечения сопла, соответствующей минимальной температуре эксплуатации РД.
Значения максимальной и минимальной тяги:
максимально допустимая тяга двигателя = 32000 ;
минимально допустимая тяга двигателя = 28000 ;
Графические зависимости :
Параметры сменных вкладышей:
Площадь сменного вкладыша принимаем равной площади критического сечения сопла при минимальной температуре :
Диаметр сменного вкладыша:
Значение температуры :
Учитывая среднесуточные колебания температур, а также неточность определения температур примем необходимый диапазон перекрытия равным 5º С. Таким образом,
Давление в камере сгорания при использовании первого вкладыша:
Площадь сменного вкладыша:
Диаметр сменного вкладыша:
Значение температуры :
Давление в камере сгорания при использовании i-го вкладыша:
|
№ вкладыша |
|||||
|
1 |
223 |
258,5 |
3,505 |
66,8 |
5,955 |
|
2 |
253,5 |
289 |
3,82 |
69,7 |
4,959 |
|
3 |
284 |
319,4 |
4,163 |
72,8 |
4,129 |
|
4 |
314,4 |
349,9 |
4,537 |
76 |
3,438 |
Изменения давления в КС в зависимости от температуры окружающей среды при использовании сменных вкладышей:
Изменения тяги в КС в зависимости от температуры окружающей среды при использовании сменных вкладышей:
4. Расчёт центрального тела
Для проведения предстартовой настройки РДТТ при использовании перемещающегося в сопле центрального тела определим зависимость между температурой окружающей среды и перемещением центрального тела.
Площадь критического сечения сопла зависит от температуры следующим образом (для номинального значения тяги P=30000 Н):
Изменение площади критического сечения при регулировании на постоянство тяги:
Изменение площади критического сечения при регулировании на постоянство тяги:
Определение перемещений центрального тела
Для упрощения расчетов примем некоторые допущения:
Максимальный диаметр центрального тела по рекомендациям к выполнению курсового проекта:
;
Диаметр критического сечения сопла с учётом центрального тела в положении для минимальной температуры эксплуатации ():
;
Значение радиуса обечайки:
Длину отрезка :
При перемещении центрального тела для образования критического сечения будут характерны два случая.
Первый случай:
В данном случае критического сечение образуется вдоль отрезка DE, длина которого зависит от перемещения центрального тела, при этом, отрезок DE при перемещении центрального тела поворачивается вокруг точки D.
Изменение длины отрезка , как функция от перемещения центрального тела :
Изменение площади критического сечения сопла, как функция от перемещения центрального тела :
Второй случай:
В данном случае критического сечение образуется вдоль отрезка DE, перпендикулярного образующей сопла.
Изменение длины отрезка , как функция от перемещения центрального тела :
Длина отрезка :
Изменение площади критического сечения сопла, как функция от перемещения центрального тела :
Граничное значение перемещения центрального тела:
Граничное значение температуры:
Приравнивая два уравнения, получаем:
Решая полученное уравнение:
Зависимость перемещения центрального тела в зависимости от температуры:
Перемещение центрального тела от температуры:
Т, К |
Fцт(Т)/10-3, м2 |
рк(Т), МПа |
х(Т)/10-3, м |
223 |
3,328 |
6,649 |
0 |
293 |
4,055 |
5,321 |
6,443 |
323 |
4,413 |
4,836 |
8,772 |
Конструкция центрального тела представляет собой вал 1, соединенный с четырьмя пилонами 5, закрепленными в дозвуковой части соплового блока. На валу закреплено центральное тело 6, которое может перемещаться исключительно в осевом направлении, что обеспечивается четырьмя шлицами, расположенными строго за пилонами. Втулка 2 и гайка 3 соединяются между собой при помощи 3 винтов 8. При вращении втулки 2 осуществляется перемещение центрального тела. Положение центрального тела регулируется с помощью рисок, нанесенных на вал 1, расстояние между которыми составляет 1 мм. Для более точного регулирования положения центрального тела нанесены риски на гайку 3. Учитывая величину шага резьбы, а также количество рисок можно регулировать положение центрального тела с точностью вплоть до 0,1 мм. После установки требуемого положения центрального тела необходимо его зафиксировать. Для этого используются 3 винта 8. Закручивая их, центральное тело фиксируется от перемещений, благодаря действию сил трения, возникающих между винтами 8 и центральным телом. После установки требуемого положения центрального тела, а также его фиксации, устанавливается крышка 5 при помощи винта 9.
PAGE 10