Площадь и диаметр камеры сгорания

Есть несколько способов определения размеров камеры сгорания.

1. По обобщенным статистическим данным выбираем приведенную длину, далее вычисляем длину камеры сгорания и площадь КС.

2. По обобщенным статистическим данным выбираем площадь КС, далее рассчитываем приведенную длину и длину камеры сгорания.

3. Задаемся относительной расходонапряженностью q по известным ЖРДМТ, далее определяем площадь КС как .

По совокупности имеющихся исходных данных выбираем вариант №2.

Далее определяем диаметр критического сечения во втором приближении исходя из посчитанного коэффициента потерь в цилиндрической части камеры сгорания.

Дальнейшее определение геометрических размеров КС не представляет труда. Дозвуковая часть сопла представляет собой конус с углом 30°, сглаженный сопряженным радиусом. Отдельно считается контур сверхзвуковой части сопла.

Таблица 9.3. Геометрические параметры КС.

Обозначение	Параметр	Значение
Rk	Радиус камеры, мм	38,93
Dk	Диаметр камеры, мм	77,85
Fk	Площадь камеры, мм^2	1190,15
Rкр	Радиус критического сечения, мм	12,25
dкр	Диаметр критического сечения, мм	24,49
Fкр	Площадь критического сечения, мм^2	471,22
Ra	Радиус сопла, мм	22,16
Dа	Диаметр сопла, мм	44,31
Fa	Площадь сопла, мм^2	1542,28
xa	Параметр сопла (длина), мм	35,01
Fa отн	Относительная площадь сопла	3,27
Lцл	Длина цилиндрической части КС, мм	148,48
lвх	Длина входной части сопла, мм	56,64
Lкр	Длина до критического сечения, мм	205,12
lдв	Длина всей камеры, мм	240,12
R1	Сопряженный радиус 1, мм	24,49
R2	Сопряженный радиус 2, мм	38,93
h	Ордината точки сопряжения, мм	21,88
Y	Абсцисса точки сопряжения, мм	45,10

 

Газодинамический профиль КС представлен на рисунке Рисунок 9.1.

Рис. 9.1. Размеры КС (пропорции не сохранены).

Рис. 9.2. Размеры КС двигателя (для сравнения при p_n =0 атм, p_а = 0,7 атм) (пропорции не сохранены).

Рис. 9.3 – Геометрическая модель КС.

Диаметр критического сечения, длина сопла и диаметр среза сопла — параметры неизменяемые, т. к. от них зависит возможность разгона потока сначала до скорости звука, а затем сверхзвуковой скорости с учетом требований по давлению на срезе сопла.

Остальные размеры могут изменяться, особенно длина и радиус цилиндрической части КС. Эти изменения могут быть вызваны следующими причинами:

- недостатком объема КС для полноценного горения топлива с нужной полнотой сгорания;

- условиями размещения форсунок в форсуночной головки в небольшом диаметре КС;

- технологическими причинами, связанными с производством КС.

Увеличивать объем КС нескончаемо нельзя по причине ухудшения динамики при запуске и останове двигателя, увеличения массы конструкции и другим причинам.

Рис. 9.4. Геометрия сопловой части при различных углах входа и выхода.

При уменьшении объема КС возможно недогорание топлива, что само по себе ведет к невыполнению требований по тяге двигателя.

Таким образом, задача конструктора — выбрать такой объем (габариты цилиндрической части) КС, чтобы, с одной стороны, обеспечивалась необходимая полнота сгорания топлива, обеспечивался приемлемый тепловой режим, а с другой стороны, габариты и масса КС были бы минимальны. Окончательный выбор длины и диаметра КС определяется исходя из результатов огневых испытаний.