Синез комплексов

ЭНЕРГОБАЛЛИСТИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Лекция 11

РДТТ, основные энергетические характеристики

Для большинства классов ракет РДТТ является основным видом бортовой энергетартиллерийских снарядов РДТТ используют как дополнительный источник энергии с целью увеличения дальности полета.

Для большинства классов ракет РДТТ является основным видом бортовой энергетики. Для различных видов артиллерийских снарядов РДТТ используют как дополнительный источник энергии с целью увеличения

дальности полета.

Если в технической документации для двигателей на химическом топливе удельный импульс указан в сотнях единиц, значит, речь идет об удельном импульсе, измеренном в сек. Если же он указан в тысячах, то это - удельный импульс тяги, выраженный в м/сек. Это является следствием того, что в первом случае тягу относят к секундному весовому расходу топлива, а во втором – к секундному массовому расходу.

в таблицах топлив для сравнительной характеристики последних приводятся значения iТ при cтандартном отношении давления в камере двигателя к давлению окружающей среды (100/1 или 40/1) и степени расширения сопла ( ). Удельный (единичный) импульс современных твердых топлив iТ лежит в пределах 2000…3000 (Н∙с/кг) или (м/с).

Конструктивное совершенство РДТТ

Наряду с удельной тягой ракетный двигатель может характеризоваться удельным расходом топлива, то есть массовым секундным расходом топлива , отнесенным к единице силы тяги Р, представляющим собой величину, обратную удельной тяге.

Важными параметрами РДТТ являются коэффициент массового совершенства двигателя α, который равен отношению массы конструкции двигателя mк к массе топливного заряда mТ, и коэффициент качества двигателя β, который определяется отношением массы снаряженного двигателя к массе

Чем меньше α, тем совершеннее двигатель. В современных двигателях с вкладным зарядом всестороннего горения α = 0,85...1,25, для двигателей со скрепленным зарядом α = 0,1...0,5; для крупногабаритных ДУ со стеклопластиковым корпусом α может достигать 0,08. Для снижения коэффициента α необходимо при изготовлении двигателя применять высокопрочные материалы, снижать уровень давления в камере ДУ, использовать скрепленные заряды, повышать плотность топлива.

Важными величинами, показывающими степень загрузки камеры сгорания ДУ топливом, являются коэффициент заполнения внутрикамерного объема двигателя

εW=Wз/Wк, -

представляющий собой отношение объема топливного заряда Wз к объёму камеры двигателя Wк, коэффициент заполнения поперечного сечения камеры

εF = Fз/Fк,

. Характеризуемый отношение м площади поперечного сечения топливного заряда Fз к площади поперечного сечения камеры Fк.

Параметр εF применяется в случае неизменности поперечного сечения топливного заряда по длине камеры РДТТ. Параметры εW и εF используются только для оценки РДТТ и лежат в пределах 0,80…0,98.

Использование РДТТ в составе УАС

Разместить РДТТ с хорошими энергетическими характеристиками в составе УАС представляет часто непреодолимые трудности, особенно для УАС, выполненного в штатных габаритах Ситуация усугубляется наличием больших стартовых перегрузок, что существенно утяжеляет конструкцию двигателя за счет большой толщины элементов его конструкции Это объективно не позволяет создать РДТТ хорошего конструктивного качества.

Эффективность задержки запуска РДТТ

Баллистические исследования показали , что наиболее целесообразно применять разгонный двигатель для УАС с временной задержкой включения на траектории в определенный момент времени, т.к. более выгодно проходить плотные слои атмосферы при меньшей скорости снаряда и, следовательно, при меньшем импульсе сил аэродинамического сопротивления .

Вкачестве объекта исследования рассмотрим УАС с полной массой 51 кг, дульной скоростью 650 м/с

имассой топлива 2,8 кг. Проанализируем влияние момента включения РДТТ на дальность стрельбы Задержка включения РДТТ позволяет уменьшить необратимые потери энергии на преодоление силы

лобового сопротивления. Однако при слишком продолжительной задержке уменьшается потенциальная энергия в наивысшей точке траектории, что в конечном итоге приводит к уменьшению дальности полета.

В случае полета по баллистической траекториизадержка включения РДТТ в 20 секунд обеспечивает прирост дальности на 8% по сравнению с его включением сразу после выхода из канала ствола. Продолжительность работы двигателя неизменном полном импульсе незначительно (порядка 1%) влияет на дальность стрельбы.При движении по комбинированной траектории, с участком планирования с постоянным углом тангажа, так же рациональна задержка включения двигателя на величину порядка 20 с, которая позволяет повысить дальность полета на 10 % по сравнению с включением двигателя сразу после выхода из канала ствола

Использование донного газогенератора в составе УАС

Совместное использование РДТТ и ДГГ в составе УАС

Дальнейшие перспективы увеличения дальности полета УАС их разработчики связывают с рациональным сочетанием РДТТ с ДГГ. При этом предполагается последовательная работа сначала ДГГ, а за тем – РДТТ. Одна из проектных задач в данном случае состоит в оптимизации соотношения масс топливных зарядов ДГГ и РДТТ, которое для каждых полетных условий будет иметь свое значение

Результаты численного моделирования полета УАС типа «Excalibur» при разных соотношениях масс топлива РДТТ и пиротехнического состава ДГГ приведены в таблице. При этом общая масса топливных зарядов равнялась 2,8 кг и составляла 0,06 от общей масс снаряда. Из таблицы видно, что оптимальным с позиций достижения максимальной дальности полета оказалось соотношение масс зарядов 1,4/1,4, что справедливо только для указанной их общей массе топлива РДТТ и пиротехнического состава ДГГ.

Показано, что применение только ДГГ более эффективно, чем применение одного РДТТ, если отношение массы топливного заряда к массе самого снаряда не превышает 0,06.

Синтез комплексов

Перспективы применения ПВРД в рассматриваемом классе ЛА

Лекция 12