Возможность увеличения удельного импульса жидкостного ракетного двигателя…
3
Так как необходимо иметь наибольшее значение
R
смеси, из пе-
речисленных газов был выбран гелий:
к
смеси
.
R R
=
μ
Необходимо отметить, что при добавке гелия в топливо некото-
рое количество теплоты будет идти на его (гелия) нагрев. Это приво-
дит к уменьшению температуры в зависимости от количества добав-
ляемого гелия. При использовании гелия происходят два явления:
1) увеличение газовой постоянной смеси продуктов сгорания
R
к
;
2) уменьшение температуры продуктов сгорания вследствие до-
полнительных затрат на нагрев нейтрального газа, не участвующего в
процессе горения.
Необходимо отметить, что уменьшение температуры в камере
сгорания не только несет отрицательный эффект, но и приводит к
уменьшению затрат на охлаждение камеры, что является положи-
тельным моментом. Оба фактора зависят от количества добавленного
гелия, хотя их влияние противоположно.
Необходимо иметь в виду, что на борту летательного аппарата
всегда находится гелий, используемый для наддува баков, продувки
магистралей подачи и элементов двигательной установки, а также
привода пневмоавтоматики. Это исключает необходимость исполь-
зовать в ряде случаев специальные системы, резко ухудшающие мас-
совые характеристики двигательной установки.
Для анализа влияния добавления гелия был выбран ракетный
двигатель, работающий на следующих топливных парах:
1) N
2
O
4
+ НДМГ;
2) жидкий O
2
+ керосин;
3) жидкий O
2
+ жидкий Н
2
;
4) жидкий F
2
+ жидкий Н
2
.
Параметры двигателя:
р
к
= 150 МПа;
р
а
= 0,8 МПа.
Количество нейтрального газа (гелия) в качестве примеси к топ-
ливу варьировалось в диапазоне 5…45 % по отношению к массе топ-
лива. Расчеты проводились на ЭВМ по программе «Астра».
На первом этапе подбиралось оптимальное значение
α
для каж-
дой топливной пары, соответствующее максимальному значению
удельного импульса (табл. 1).
На втором этапе непосредственно рассчитывался удельный им-
пульс при добавлении в топливо нейтрального газа гелия. Результаты
расчетов для каждой топливной пары представлены в табл. 2–5, а
также на рис. 1– 4.
