В.С. Егорычев
Теория, расчѐт и проектирование
ракетных двигателей
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
УДК 629.7.036(075.8)
ББК 39.65
Е 307
Автор Егорычев Виталий Сергеевич. <...> Теория, расчѐт и проектирование ракетных
двигателей: [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / В.С.
Егорычев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. <...> Конспективно изложены теория, современные методы расчѐта и
проектирования различных типов химических ракетных двигателей. <...> Представлен термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД. <...> Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические характеристики идеального ракетного двигателя. <...> Рассмотрены термодинамические и газодинамические процессы в камере сгорания и сопле реального ракетного двигателя. <...> Принцип работы ХРД и характерные сечения камеры, изменение
параметров рабочего тела по длине проточной части камеры ......... 29 <...> Егорычев, В.С. Термодинамический расчѐт и проектирование камер ЖРД:
учеб. пособие / В.С. Егорычев, В.С. Кондрусев. <...> 6
Основные сокращения, условные обозначения и индексы
Сокращения
БД – база данных;
ГГ – газогенератор;
ДУ – двигательная установка;
ЖРД – жидкостный ракетный двигатель;
ЖРДУ – жидкостная ракетная двигательная установка;
КС – камера сгорания;
ЛА – летательный аппарат;
РД – ракетный двигатель;
РТ – рабочее тело;
ТНА – турбонасосный агрегат. <...> Условные обозначения
A – геометрическая характеристика центробежной форсунки;
D, d – диаметр;
F – площадь;
f удельная площадь;
F относительная площадь сечения камеры;
H шаг между форсунками;
I у удельный импульс тяги;
K m массовое действительное соотношение компонентов;
K mo – массовое стехиометрическое соотношение компонентов;
L , l длина;
m масса;
m массовый расход;
N мощность;
n – средний показатель изоэнтропы расширения, число форсунок;
P – тяга;
p – давление;
7
Ro , R – универсальная и удельная газовые постоянные соответственно;
r радиус;
T – температура;
коэффициент <...>
Теория,_расчет_и_проектирование_ракетных_двигателей_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЁВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
В.С. Егорычев
Теория, расчѐт и проектирование
ракетных двигателей
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
Стр.1
УДК 629.7.036(075.8)
ББК 39.65
Е 307
Автор Егорычев Виталий Сергеевич.
Рецензенты: главный конструктор ПФ ОАО «НПО ЭНЕРГОМАШ им.
академика В.П. Глушко» И.А. Ганин,
канд. техн. наук, доц. В.А. Борисов
Компьютерная вѐрстка В.С. Егорычев
Довѐрстка В.С. Егорычев
Егорычев В.С. Теория, расчѐт и проектирование ракетных
двигателей: [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / В.С.
Егорычев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П.
Королева (нац. исслед. ун-т). – Электрон. текст. и граф. дан.
(3,25 Мбайт). – Самара, 2011. ‒ 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
Конспективно изложены теория, современные методы расчѐта и
проектирования различных типов химических ракетных двигателей.
Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД. Представлен
термодинамический расчет процессов горения и течения в камере
РД. Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические
характеристики идеального ракетного двигателя. Рассмотрены
термодинамические и газодинамические процессы в камере сгорания
и сопле реального ракетного двигателя.
Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными
материалами.
Предназначено для студентов факультета двигателей летательных
аппаратов, обучающихся по специальности 160700.65 – Проектирование
авиационных и ракетных двигателей для изучения специальной
учебной дисциплине «Теория, расчѐт и проектирование ракетных двигателей»
(6 семестр), необходимо для выполнения курсовой работы и
дипломного проектирования.
Учебное пособие разработано на кафедре ТДЛА.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2011
Стр.2
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Рекомендуемый библиографический список ................................................... 6
Основные сокращения, условные обозначения и индексы ............................. 7
ЛЕКЦИЯ № 1 ................................................................................................... 10
ХАРАКТЕРИСТИКА, ПРЕДМЕТ, МЕТОД, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕОРИЯ РАСЧЕТ И
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ» ................................... 10
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ, ФИЗИЧЕСКИЕ
ПРИНЦИПЫ ИХ РАБОТЫ .............................................................................. 13
1.1. Краткая история развития ракетных двигателей ................................ 13
ЛЕКЦИЯ № 2 ................................................................................................... 22
1.2. Ракетные двигатели их функции и принципиальная схема,
ракетные двигательные установки ..................................................... 22
1.3. Классификация ракетных двигателей и виды используемой
энергии .................................................................................................. 25
ЛЕКЦИЯ № 3 ................................................................................................... 29
1.4. Принцип работы ХРД и характерные сечения камеры, изменение
параметров рабочего тела по длине проточной части камеры ......... 29
1.4. Характерные отличительные особенности и области применения
ракетных двигателей ............................................................................ 33
ЛЕКЦИЯ № 4 ................................................................................................... 36
2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАМЕРЫ И ДВИГАТЕЛЯ ......................... 36
2.1. Тяга камеры ракетного двигателя, вывод уравнения тяги................. 36
2.2. Анализ уравнения тяги камеры ракетного двигателя.
Эффективная скорость истечения ....................................................... 39
2.3. Тяга и аэродинамическое сопротивление ........................................... 40
ЛЕКЦИЯ № 5 ................................................................................................... 42
2.4. Режимы работы сопла и тяга камеры на этих режимах ..................... 42
ЛЕКЦИЯ № 6 ................................................................................................... 46
2.5. Удельные параметры камеры ............................................................... 46
2.5.1. Удельный импульс тяги............................................................. 46
2.5.2. Удельный расход топлива ......................................................... 48
2.5.3. Расходный комплекс и характеристическая скорость ............ 49
2.5. Тяговый комплекс и коэффициент тяги ...................................... 50
ЛЕКЦИЯ № 7 ................................................................................................... 51
2.6. Составляющие тяги и тягового комплекса ......................................... 51
2.7. Основные параметры двигателя .......................................................... 57
2.7.1. Тяга, суммарный импульс и мощность .................................... 57
2.7.2. Удельный импульс тяги и удельная масса ............................... 58
ЛЕКЦИЯ № 8 ................................................................................................... 60
3. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ РАКЕТЫ ДВИГАТЕЛЯ И
ТОПЛИВА ......................................................................................................... 60
3.1. Формула Циолковского, идеальная, характеристическая и
конечная скорости аппарата ................................................................ 60
3
Стр.3