Системы катапультирования ракет

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»


Во всех трех узлах газы ГГ смешиваются с находящимся там до запуска ГГ воздухом и продуктами сгорания воспламенителя, химический состав которых отличается от химического состава продуктов сгорания основного топлива. Также во всех узлах происходит интенсивный нагрев конструкции горячими газами.


При составлении уравнений будем использовать нульмерную схему, рассматривая параметры в каждом из объемов как постоянные автомодельные (однозначно определяющиеся интегральными характеристиками). В ГГ и цилиндрах будем пренебрегать кинетической энергией газа по сравнению с тепловой, в трубопроводе, наоборот, будем ее учитывать. Для определения расхода газа из объема в объем воспользуемся зависимостями для стационарного истечения [1].


Определенную проблему представляет выбор модели, описывающей термодинамику газовой среды. В данном случае в объемах смешиваются и взаимодействуют три газа: воздух, который заполнял их до начала работы, продукты сгорания заряда воспламенителя, который используется для повышения давления в ГГ и поджига основного заряда, и продукты сгорания основного заряда. Строго говоря, необходимо учитывать сложную зависимость термодинамических характеристик, во-первых, от температуры и, во-вторых, от массовой концентрации каждого из компонентов.


Непосредственное использование модели идеального газа позволяет существенно упростить расчеты, но может и привести к ошибкам. Так, в рабочих диапазонах температур для низкокалорийных (низкотемпературных) топлив (800-2300 К) теплоемкость пороховых газов и теплоемкость воздуха изменяются в 1,4 раза. Соответственно изменяются и значения текущих коэффициентов адиабаты: от 1,32 до 1,20 для пороховых газов и от 1,4 до 1,26 для воздуха. При повышенных температурах изменяется и состав равновесного газа: происходит диссоциация, вследствие которой для высококалорийных (высокотемпературных) топлив удельная теплоемкость при постоянном давлении может возрасти в два и более раз.


В значительно меньшей степени изменяется газовая постоянная. Для низкотемпературных топлив при проведении расчетов ее величину можно считать неизменной (среднее значение близко к 360 Дж/кг/К). Для высокотемпературных топлив она меньше и изменяется в диапазоне 290-310 Дж/кг/К (большие значения относятся к повышенным температурам). В табл. 1 приведены данные по зависимости коэффициента адиабаты воздуха и продуктов сгорания низкотемпературного топлива от температуры, а также по динамической вязкости ц и теплопроводности X. Температура горения низкокалорийных топлив не превышает 2300 К.

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»