Коротко о файле:МГТУ им. Баумана / Кафедра Э-1 / по дисциплине "Общая теория ракетных двигателей" / Изучение строения и работы ПГС РД-105, построение высотных и дроссельных характеристик двигателя и характеристик течения по трем различным теориям, оценка и анализ полученных зависимостей. / Состав: 3 листа чертежи (ПГС двигателя, дроссельные и высотные характеристики и распределение параметров по длине сопла)+ ПЗ (102 страницы в pdf)
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Задание на проектирование. Исходные данные.
2 Выбор прототипа проектируемого двигателя
2.1 Описание прототипа.
2.2 Технические характеристики двигателя прототипа
2.3 Описание работы ПГС.
3 Условная оптимизация соотношения компонентов по максимальному удельному импульсу.
3.1 Расчет стехиометрического соотношения компонентов.
3.2 Подготовка данных, расчет и построение графиков R, Tк, β, Iу.п в зависимости от α и Km при разных допущениях о равновесности процесса.
3.3 Построение графиков R, Tк, β, Iу. п. в зависимости от α и Km при разных допущениях о равновесности процесса.
3.4 Объяснение смещения экстремумов Iу.п в сторону α<1.
4 Проектирование проточнои части сопла.
4.1 Сопло с коническои сверхзвуковои частью с оптимальным углом раскрытия.
4.2 Сопло с профилированнои сверхзвуковои частью.
5 Расчет основных параметров и размеров камеры двигателя с учетом потерь.
6 Расчет и построение характеристик камеры
6.1 Дроссельная характеристика единичнои камеры.
6.2 Высотные характеристики в функции от ph
6.3 Высотные характеристики в функции от высоты полета (глубины хода).
7 Расчет и построение графика распределения массовых концентрации основных составляющих рабочего тела по длине сопла.
8 Математическое моделирование предельного влияния скорости химических реакции в рабочем теле.
8.1 Подготовка данных,расчет и построение распределения параметров по длине сопла при различных допущениях.
8.2 Анализ особенностеи распределения параметров по длине проточнои части камеры при различных моделях течения и объяснение причин их появления с учетом измененного состава рабочего тела.
8.3 Оценка возможных потерь на неравновесность течения в сопле двигателя
Заключение.
Список используемых источников.
Литература
Программные средства.
Приложение А Условная оптимизация соотношения компонентов для трех моделеи течения.
Приложение Б Распределения параметров потока по длине сопла для равновеснои модели течения.
Приложение В Распределение параметров потока по длине сопла для частично равновеснои модели течения («приближение Брея»).
Приложение Г Распределение параметров потока по длине сопла для химически – замороженнои модели течения.
Исходные данные:
Окислитель - Жидкии кислород, O2
Горючее - Дициклобутан(боктан), C8H14
Пустотная тяга, Pп, кН - 627,80
Давление в камере, pк, МПа - 5,8900
Давление на срезе, pa, МПа - 0,0590
Давление окр. cреды , ph, МПа - 0,1000
Относительная площадь насадка, Fотн -2,500
Количество двигателеи, N - 1
Цели и задачи курсового проекта:
1. Разработать пневмогидравлическую схему (ПГС).
2. Рассчитать условно-оптимальное соотношение компонентов.
3. Рассчитать основные параметры камеры сгорания с учетом потерь.
4. Выполнить оптимизацию угла раскрытия конического сопла.
5. Построить коническии профиль камеры и газодинамическии профиль камеры с профилированным соплом.
6. Построить высотные характеристики (в зависимости от давления окружающеи среды и от высоты полета/глубины хода).
7. Построить дроссельные характеристики.
8. Построить распределения характеристик по длине сопла.
9. Проанализировать и объяснить полученные результаты.
10. Сравнить результаты проектирования с параметрами двигателя прототипа.
Двигатель РД-105 имеет высокие энергетические показатели: тяга двигателя у земли составляет 55 тонн, удельная тяга их равна 260 секунд. Такие показатели оказались достижимы благодаря решению ряда проблем, к основным из которых относятся разрабо- тка принципиально новои конструкции камеры сгорания, обеспечивающеи высокую эф- фективность рабочего процесса; для изготовления горячеи стенки были применены высо- котеплопроводные и жаропрочные материалы из хромистои бронзы, разработана новая система смесеобразования, применены цилиндрическая форма камеры сгорания с плоскои форсуночнои головкои и сопло большои высотности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сравнение результатов проектирования с параметрами двигателя прототипа приведено в таблице...
Причины отсутствия совпадений:
• Применение различных видов горючего. В проектируемом двигателе применялось горючее УВГ типа боктан, а у прототипа УВГ типа керосин. Боктан по своим физико-химическим своиствам близок к керосину, что позволяет использовать его вместо керосина без существенных изменении в конструкции кислород- керосиновых ЖРД. Пара компонентов боктан + жидкии кислород может обеспечить увеличение удельного импульса примерно на 2% при прочих равных условиях.
• Неточность профилирования сопла.
• Не учитывалось внутреннее завесное охлаждение.
• Разница между коэффициентом избытка окислителя в
спроектированном двигателе и двигателе прототипе и др.
По результатам работы доказана принципиальная возможность создания ракетного двигателя, удовлетворяющего заданным требованиям.