Анализ термодинамических и теплофизических свойств продуктов сгорания (ПС) в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) показывает, что их степень диссоциации зависит от температуры T, степени расширения газа <$E epsilon> и т.п. Практически ПС всегда являются химически активным рабочим телом, поэтому по длине камеры ЖРД во всей реагирующей смеси изменяется число молей N их компонентов. Локальные значения параметров T и N зависит от конкретных физических условий. Поэтому распределение локальных чисел молей компонентов газовой смеси и ее теплоемкости могут быть представлены в виде зависимостей N~f(T) и c~g(T). С этой целью на основе числовых значений молей компонентов и теплоемкостей газовой смеси в основных сечениях камеры ЖРД и с помощью интерполяции формируются соответствующие эмпирические функции. Анализ изменения мольных и весовых долей газообразных и конденсированных компонентов ПС показывает, что в зависимости от конкретных условий (<$E alpha>, Km, pc, <$E epsilon>) количество молей одной группы индивидуальных веществ увеличивается, а у другой группы уменьшается. Эти изменения носят чередующийся характер и приводят к образованию новых центров-источников химической и тепловой энергии по длине сопла. Таким образом, для различных условий (<$E alpha>, Km, pc, <$E epsilon>) проектирование камеры ЖРД должно вестись с учетом характера изменения N, cp, cv и <$E gamma>. Поэтому с точки зрения энергетического преобразования число молей i-го компонента ПС может быть представлено в виде функции Ni = f(Ti) или Ni = f(x,y). Численные исследования показывают, что на основе значений Ni в основных сечениях камеры ЖРД заданной длины с помощью интерполяции, возможно, формировать линейную или нелинейную функции в виде Ni = f(x). В зависимости от конкретных задач один из видов интерполяционных функций может быть учтен в формулах расчета теплоемкостей ПС. В таком случае для формирования уточненной геометрии камеры ЖРД термогазодинамический расчет повторяется с учетом указанных новых зависимостей. Следовательно, система уравнений для термодинамического расчета ЖРД решаются с учетом новых функций. Данный подход позволяет формировать оптимальный контур камеры ЖРД на предварительном этапе проектирования двигателя и улучшить результаты газодинамического расчета и профилирования сопла модифицированным методом характеристик. В рамках представленных исследований для получения оптимального сопла производится сравнение значения скоростей, полученных с использованием решений прямой и обратной задач. Таким образом, правильный учет изменений основных параметров по длине сопла позволяет организовать корректное управление работой камеры ЖРД за счет изменения теплофизических свойств ПС по длине сопла во всех условиях полета летательного аппарата. Это обстоятельство требует некоторое совершенствование принципов и схем систем регулирования работы ЖРД, что обуславливает проведение широких научно-исследовательских работ в этом направлении.

  Повний текст PDF - 995.095 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"