Проектирование твердотопливного ракетного двигателя третьей ступени трехступенчатой баллистической ракеты
- Полиуретановые топлива – один из основных типов смесевых топлив. Они прочны, но эластичность их ниже тиокольных, температура стеклования высокая.
- Полибутадиеновые топлива – имеют примерно такие же механические характеристики, что и полиуретановые. Энергетические характеристики выше.
- Бутилкаучуковые топлива – имеют лучшие механические характеристики, отличаются высокой прочностью.
Параметры выбранного топлива:
Удельный импульс ;
Потери удельного импульса ;
Плотность топлива ;
Температура горения топлива ;
Газовая постоянная ;
Модуль упругости ;
Показатель адиабаты ;
Предел прочности .
1.4 Выбор давления в камере сгорания и на срезе сопла
Величина рабочего давления в камере РДТТ имеет принципиальное значение и может быть обусловлена следующими факторами:
- Необходимо обеспечить устойчивое горение топливного состава;
- Горение топливного состава должно происходить с максимальным энергетическим эффектом (при максимальном значении удельного импульса топлива);
- Массогабаритные характеристики РДТТ должны обеспечить оптимальность РДТТ и ракеты в целом (должны удовлетворять требованиям оптимальности).
Первое условие обеспечивается при выборе давления в камере выше некоторого минимального допустимого значения, известного для каждого используемого на практике топливного состава. Минимальное давление, гарантирующее устойчивое горение топлива, составляет и задается характеристиками топлива.
Согласно рекомендациям давление в камере сгорания:
- для первой ступени;
- для второй ступени;
- для третьей ступени.
Физически требование обеспечения определенных уровней давления в камере обусловлено необходимостью создания условий для полного завершения химических реакций в топливной массе. Зависимость удельного импульса топлива от величины давления, при котором происходит его горение, графически представлена на рис. 1.
Рис. 1. Зависимость удельного импульса топлива
Т. к. в данном случае третья ступень, то принимаем давление в КС рк=4 МПа.
Правильный выбор давления на срезе сопла заключается в том, чтобы при этом давлении ракета получила бы наибольшую скорость в конце активного участка траектории и, следовательно, максимальную дальность при всех прочих равных условиях.
Согласно рекомендациям давление на срезе сопла:
- для первой ступени;
- для второй ступени;
- для третьей ступени.
Принимаем давление на срезе сопла ра=0,012 МПа.
2. Расчет РДТТ
2.1 Проектирование сопла
Сопло является очень важным элементом любого ракетного двигателя. Оно во многом определяет все характеристики ракеты, поскольку именно в нем потенциальная энергия горячих газов превращается в кинетическую энергию истекающей струи газов, которая и создает тягу.
Исходные данные:
- давление в камере сгорания РДТТ (3 ступень) ;
Интересные статьи:
Фундаментальная проблема астрофизики
Введение
В современной астрофизике можно обозначить три фундаментальные проблемы: космология (рождение и эволюция Вселенной в целом); ядра галактик (физическое строение и процессы, происходящие в них); проблема поиска внеземных цивилизац ...
Концепция метаболизма и биологическая картина мира
Введение
Растительный и животный мир обладают признаками характерными для живой материи: способны к самовоспроизводству, для них характерны рост, развитие, раздражимость, саморегуляция, обмен веществ с окружающей средой и ряд других пара ...
Наша Солнечная система
1. Введение
АСТРОНОМИЯ - это наука, которая занимается изучением объектов и явлений, наблюдающихся за пределами атмосферы земли. Недаром прародители современной цивилизации древние греки в числе девяти муз почитали и покровительницу астр ...