- •1. Техническое задание
- •2. Анализ технического задания
- •3. Алгоритм расчёта параметров рабочего тела в рпд
- •3.1. Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным данным
- •3.2. Определение параметров во входном сечении диффузора
- •3.3. Определение параметров по тракту диффузора
- •3.4. Параметры высокоскоростной струи продуктов первичного разложения топлива
- •3.5. Определение параметров в выходном сечении камеры рпд
- •3.6. Определение параметров реактивного сопла
- •4. Определение параметров двигателя с учётом режима максимальной экономичности
- •5. Определение реальных геометрических размеров и характеристик двигателя
- •7. Профилирование обечайки диффузора r l0
- •8. Графики изменения параметров по тракту ду
- •Заключение
1. Техническое задание
Рассчитать ракетно-прямоточный двигатель при следующих исходных данных: Таблица 1.
Скорость полёта |
Мн=0,9 |
|
|
Высота полёта |
Н=7 км |
Топливо |
ТТ - 1 |
Режим функционирования |
Максимальная экономичность |
Площадь КС |
2. Анализ технического задания
Скорость полёта ЛА с ракетно–прямоточным двигателем (РПД) Мн=0,9, следовательно, данный двигатель должен функционировать на относительно небольшой высоте полёта. Заданная высота удовлетворяет этому требованию (Н=7 км).
Режим максимальной экономичности характеризуется максимальной удельной тягой при некотором значении коэффициента избытка воздуха.
Так как задана площадь камеры сгорания (сечение 2), необходимо перевести геометрические размеры получившегося гипотетического двигателя с помощью данного значения.
1
2
3
4
1
2
3
4
2’
Рис. 1. Расчётная схема РПД.
3. Алгоритм расчёта параметров рабочего тела в рпд
3.1. Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным данным
Исходя из заданной высоты полёта, определяем термодинамические параметры невозмущённого потока:
;
С помощью газодинамических функций определим параметры торможения невозмущенного потока. Для этого определим значения приведённой скорости невозмущённого потока и соответствующих газодинамических функций:
.
По таблице газодинамических функций находим:
3.2. Определение параметров во входном сечении диффузора
Будем считать, что диффузор работает в расчетном режиме. При этом параметры потока во входном сечении диффузора (сечение 1) будут равны параметрам невозмущённого потока:
3.3. Определение параметров по тракту диффузора
Так как скорость данного РПД Мн=0,9, диффузор рассматриваемого двигателя должен обеспечивать величину коэффициента восстановления давления . Примем .
Также принимаем площадь входного сечения диффузора и скорость потока во втором сечении
Определим параметры торможения на выходе из диффузора (сечение 2):
;
;
Определим значение относительной скорости в выходном сечении диффузора:
Площадь выходного сечения диффузора при принятой площади F1=1 м2.
3.4. Параметры высокоскоростной струи продуктов первичного разложения топлива
где: - температура первичного разложения топлива;
– стехиометрический коэффициент;
- показатель адиабаты смеси воздуха и продуктов сгорания топлива;
- газовая постоянная продуктов сгорания твёрдого топлива.
Скорость продуктов сгорания на выходе из ракетного двигателя (сечение 2'):
Секундный расход твёрдого топлива:
где: - коэффициент избытка воздуха.