Теория, расчет и проектирование ракетных двигателей

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.СодержаниеРекомендуемый 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 двигателяТяга камеры ракетного двигателя, вывод уравнения тягиАнализ уравнения тяги камеры ракетного двигателя. Эффективная скорость истечения Тяга и аэродинамическое сопротивлениеРежимы работы сопла и тяга камеры на этих режимах Удельные параметры камеры Удельный импульс тягиУдельный расход топлива Расходный комплекс и характеристическая скорость Тяговый комплекс и коэффициент тяги Составляющие тяги и тягового комплексаОсновные параметры двигателя Тяга, суммарный импульс и мощностьУдельный импульс тяги и удельная масса Взаимосвязь параметров ракеты двигателя и топлива Формула Циолковского, идеальная, характеристическая и конечная скорости аппарата Массовые характеристики аппарата и продолжительностьактивного участка полѐта Влияние параметров ракеты и двигателя на скорость полѐта Влияние характеристик топливаОценка эффективности ракетных топливО применении топлив переменного состава Ракетные топлива Термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД Цель и основные положения расчѐтаИсходные данные для термодинамического расчѐтаЭлементный 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 сгоранияОпределение равновесного состава продуктов сгоранияОбщие 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 горенияТермодинамический расчѐт процесса течения рабочего телаОпределение идеальных параметров процесса течения рабочего тела и двигателя по результатам термодинамического расчѐтаОпределение 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 соплаТермогазодинмические процессы в камере сгорания и сопле реального двигателя Основные отличия реальных процессов от теоретических моделейТепловое сопротивление камеры сгорания Неадиабатность процессов в камереПотери 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 неравновесностиКоэффициент расхода сопла