Порядок расчета массы двигательной установки

Исходные данные

Тяга двигательной установки

Расход топлива двигательной установки

Число камер сгорания

Давление в камере сгорания

Давление на срезе сопла

Диаметр критического сечения

Площадь критического сечения

Диаметр камеры сгорания

Площадь поперечного сечения КС

Диаметр среза сопла

Топливо Марка

Параметры топлива

Удельный импульс тяги

Плотность окислителя

Плотность горючего

Соотношение компонентов топлива

Показатель адиабаты

Давление насыщенных паров окислителя

 

Расчет массы КС ЖРД

Проверка соотношений

Проверка условий, определяющих диапазон режимных и других параметров проектируемого двигателя, на соответствие их рекомендациям методики расчета.

1. Проверка соотношения .

Результат должен попадать в интервал статистических значений

.

2. Проверка соотношения .

Результат должен попадать в интервал статистических значений

.

В завершение делается вывод о полученных результатах проверки.

Расчет удельных масс

Удельная масса камеры сгорания

.

Удельная масса сопла

Расчет относительной расходонапряженности и расходного комплекса

Расход топлива через отдельную камеру сгорания многокамерной ДУ

.

Относительная расходонапряженность камеры сгорания

.

Проверка расчетного значения на соответствие данным статистики.

По данным статистики, с/м.

Вывод по полученному результату на соответствие данным статистики.

Расходный комплекс .

По данным статистики, м/с. Полученный результат проверяется на соответствие данным статистики, делается вывод.

Расчет относительных боковых поверхностей

Расчет относительных боковых поверхностей отдельных частей КС производится по эмпирическим формулам:

;

;

;

где ;

;

.

.

 

Расчет массы камеры сгорания

Массу камеры сгорания вычисляют по формуле

.

Расчет массы ТНА

 

Исходные данные (рис. 13)

Длина бака горючего

Длина бака окислителя

Длина межбакового отсека

Высота воздушной подушки бака горючего

Высота воздушной подушки бака окислителя

Расстояние от бака горючего до оси ротора ТНА

Кавитационный коэффициент быстроходности

Давление наддува топливных баков

Перепад давления на форсунках

Гидравлические потери в магистрали горючего

Высота столба жидкости от зеркала жидкости

до входа в насос горючего (оси ротора ТНА)

Высота столба жидкости от зеркала жидкости

до входа в насос окислителя (оси ротора ТНА)

 

Расчет допустимого кавитационного падения давления на входе в насос окислителя

Давление на входе в насос горючего

.

Давление на входе в насос окислителя

.

Давление на выходе насоса горючего

.

Давление на выходе насоса окислителя (в первом приближении)

.

Перепад давления в насосе горючего

.

Перепад давления в насосе окислителя

.

Допустимое кавитационное падение полного давления на входе в насос окислителя

.

 

Расчет расходов компонентов топлива

Полный расход горючего многокамерной ДУ

.

Полный расход окислителя многокамерной ДУ

.

Расчет частоты вращения ротора ТНА

При расчете частоты вращения ротора ТНА необходимо учитывать конструкцию колеса насоса окислителя, по которой определяется частота вращения ротора ТНА. Так, для первых ступеней ракет насос окислителя выполняется с двухсторонним входом. В этом случае расчет частоты вращения ротора ТНА ведется по формуле

Для вторых ступеней ракет насос окислителя обычно имеет односторонний вход, поэтому расчет частоты вращения проводится по формуле

.

 

Расчет весовых коэффициентов насосов горючего и окислителя

Сумма весовых коэффициентов насосов горючего и окислителя равна

где ; .

Выбор формулы для определения массы ТНА и расчет массы

Выбор формулы для определения массы ТНА производим по параметру согласно рекомендациям

1) для ;

2) для .

Расчет массы двигателя

Выбор формулы для вычисления массы двигателя

Выбор формулы для определения массы двигателя без дожигания генераторного газа производится по параметру Р – тяге двигательной установки. Для этого используются соотношения:

1) при ;

2) при .

Для многокамерного двигателя () при расчете массы следует также учитывать количество камер сгорания двигательной установки . Например, при тяге двигателя, отвечающей первому соотношению, формула массы многокамерной ДУ имеет вид

.