Возможность увеличения удельного импульса жидкостного ракетного двигателя…
УДК 621.45.02
Возможность увеличения удельного импульса
жидкостного ракетного двигателя
при добавлении в камеру сгорания гелия
© С.А. Орлин
МГТУ им. <...> Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Представлены результаты расчетов на удельный импульс жидкостных ракетных
двигателей (ЖРД) добавок гелия в топливные пары: N2O4 + НДМГ, жидкий O2 +
+ керосин, жидкий O2 + жидкий Н2 , жидкий F2 + жидкий Н2. <...> Показано, что для
первых двух топливных пар (N2O4 + НДМГ, жидкий O2 + керосин) добавка гелия
при определенных условиях приводит к увеличению удельного импульса. <...> Ключевые слова: жидкостный ракетный двигатель, добавки гелия в контур ЖРД,
увеличение удельного импульса, топливо кислород — керосин, гелий. <...> Основным показателем, характеризующим эффективность ракетных топлив с энергетической точки зрения, является удельный импульс тяги, т. е. тяга двигателя, приходящаяся на 1 кг топлива, расходуемого в 1 с. <...> Для иллюстрации влияния состава топлива на его энергетические
показатели приемлемо следующее уравнение, применяемое при расчете удельного импульса тяги Iуд:
I уд = 2 RT
( k −1)/ k <...> где R — газовая постоянная (удельная); Т — температура продуктов
сгорания в камере сгорания; k — показатель адиабаты расширения,
зависящий от состава продуктов сгорания и температуры газов; рс и
рк — давление на срезе сопла и давление в камере сгорания соответственно. <...> Из уравнения следует, что удельный импульс тяги зависит от
температуры и газовой постоянной продуктов сгорания, а также от
степени их расширения при истечении из сопла двигателя. <...> Последняя
величина определяется конструкцией ЖРД и условиями его применения. <...> Тяга двигателя повышается с уменьшением отношения рс /рк,
поэтому энергетические показатели топлив сравнивают при одинаковых условиях. <...> Величинами, характеризующими энергетические возможности
используемых топлив, как следует из уравнения для определения Iуд,
1 <...> С.А. Орлин <...>