Стр. 1 - С.Ф. Максимов, Е.Я. Петерс, А.Н. Бобров - Повышение энергетической эффективности комбинированных ракетных двигателей на гибридных разнофазных топливах

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

19

УДК 621.499

С. Ф. Ма к с и м о в, Е.

Я. П е т е р с, А.

Н. Б о б р о в

ПОВЫШЕНИЕ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

КОМБИНИРОВАННЫХ РАКЕТНЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ НА ГИБРИДНЫХ

РАЗНОФАЗНЫХ ТОПЛИВАХ

Рассмотрены энергетические характеристики комбинированных

ракетных двигателей (КРД) на гибридных разнофазных топливах

(ГРТ); приведена система уравнений, описывающая их внутреннюю

баллистику. Представлены результаты теоретического определе-

ния внутрибаллистических и энергетических характеристик этих

двигателей. Проведен анализ полученных результатов. Теоретиче-

ски показана возможность повышения на 3…12 % удельного им-

пульса КРД на ГРТ.

E-mail:

macsimov.s@mail.ru;

petra-physik@mail.ru

Ключевые слова

:

двигатель комбинированный ракетный, реактивный

(средный), топливо разнофазное гибридное, горючее твердое (металлизи-

рованное), камера сгорания двухзонная, импульс удельный, комплекс рас-

ходный, комплекс тяговый, соотношение компонентов оптимальное, эф-

фективность энергетическая.

В настоящее время в России и за рубежом ведутся работы по со-

зданию комбинированных ракетных (реактивных) двигателей (КРД),

использующих в качестве компонентов топлива высокоэнергетиче-

ские твердотопливные составы в совокупности с жидкими или газо-

образными компонентами, которые классифицируют как гибридные

разнофазные топлива, сокращенно ГРТ [1]. Актуальность примене-

ния ГРТ связана с перспективой повышения энергетики топлива,

снижения массы конструкции, технологичностью, улучшенными

эксплуатационными показателями и надежностью, а также простотой

создания регулируемых двигателей благодаря наличию жидкого

компонента, что позволяет избежать сложностей регулирования по-

дачи твердых компонентов [2–4].

С целью повышения энергетических показателей КРД в состав их

твердотопливных композиций могут вводить металлические горю-

чие, что позволяет обеспечить устойчивый рабочий процесс в камере

сгорания при компактном размещении топлива в составе КРД. В ка-

честве жидких окислителей можно использовать азотную кислоту,

кислород, азотный тетроксид.

Использование окружающей среды, например воздуха [5], воды

или метана из атмосфер планет типа Юпитер в качестве жидких (га-

зообразных) компонентов топлива, позволяет существенно повысить

удельный импульс за счет сокращения массы топлива на борту лета-