Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования (3100,00 руб.)

Стр.5

Стр.460

Стр.461

УДК 629.7(075.8) ББК 39.65 Д56 Издание доступно в электронном виде по адресу https://bmstu.press/catalog/item/6551/ Рецензенты: д-р техн. наук, профессор А. А. Козлов; д-р техн. наук, профессор Б. А. Соколов Д56 Добровольский, М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования : учебник / М. В. Добровольский ; под ред. Д. А. Ягодникова. — 4-е изд., испр. — ISBN 978-5-7038-5359-7 Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 460, [12] с. : ил. Изложены основы проектирования жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Даются основные положения теории, методы расчета и описание узлов и агрегатов двигательных установок с ЖРД. Рассмотрены процессы расширения газов в соплах, смесеобразования и теплообмена, а также методы профилирования сопел, расчета форсунок, определения форм и объема камеры сгорания. Приведены системы подачи с турбонасосными агрегатами и вытеснительные системы подачи с газовым, пороховым и жидкостным аккумуляторами давления. Изложены методики и примеры расчетов элементов конструкции и ЖРД в целом. Третье издание учебника (2016 г.) было дополнено параметрами, элементами конструкций и пневмогидравлическими схемами отечественных и зарубежных ЖРД конца XX в. В четвертом издании исправлены опечатки и приведены параметры разработанных после выхода в свет третьего издания ЖРД. Соответствует курсам лекций, читаемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для студентов и магистрантов высших технических учебных заведений. Может быть полезен также инженерам и аспирантам, специализирующимся в области ракетной техники. УДК 629.7(075.8) ББК 39.65 © Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, 2016 © Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, 2020, с изменениями ISBN 978-5-7038-5359-7 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Стр.5

Оглавление Предисловие председателя редакционного совета .......................................................5 Из предисловия к первому изданию ................................................................................7 Предисловие ко второму изданию ...................................................................................8 Глава 1. Общие сведения о ЖРД ..................................................................................10 1.1. Классификация ЖРД. Топлива ...............................................................10 1.2. Основные параметры ЖРД .....................................................................15 1.3. Системы коэффициентов потерь удельного импульса. Расход топлива и основные размеры сопла ...........................................22 Глава 2. Сопла ЖРД .......................................................................................................27 2.1. Типы сопел и основные требования к ним ............................................27 2.2. Потери удельного импульса в сопле ЖРД .............................................29 2.3. Проектирование конических сопел ........................................................37 2.4. Основные исходные положения при построении профилированного сопла ..........................................................................................................38 2.5. Укороченные и оптимальные сопла .......................................................41 2.6. Приближенный метод построения контура оптимального сопла .......45 2.7. Работа сопла на нерасчетных режимах при больших противодавлениях .......................................................................................................49 2.8. Работа и характеристики сопел с центральным телом .........................52 2.9. Расчет сопел с центральным телом ........................................................58 Глава 3. Смесеобразование и смесительная головка камеры ЖРД ......................68 3.1. Основные стадии процессов смесеобразования и горения топлив ....68 3.2. Струйные форсунки .................................................................................79 3.3. Центробежные форсунки ........................................................................86 3.4. Двухкомпонентные форсунки ...............................................................102 3.5. Головки камер ЖРД ...............................................................................106 3.6. Влияние конструкции головки на смесеобразование и удельный импульс ............................................................................... 112 Глава 4. Охлаждение ЖРД ..........................................................................................128 4.1. Теплообмен в ЖРД .................................................................................128 4.2. Способы охлаждения ЖРД ...................................................................134 4.3. Процесс конвективной теплоотдачи от газа к стенке .........................143 4.4. Интегральные соотношения энергии и импульсов для пограничного слоя ..........................................................................................................150 4.5. Решение интегрального соотношения энергии ...................................162 4.6. Расчет конвективного теплообмена в ЖРД .........................................168 4.7. Пересчет конвективных тепловых потоков .........................................178 4.8. Определение лучистых тепловых потоков ..........................................180 4.9. Определение теплоотдачи от стенки к охлаждающей жидкости ......187 4.10. Формы охлаждающих трактов камер ЖРД .........................................190 4.11. Расчет теплоотдачи в оребренном охлаждающем тракте ..................197 4.12. Расчет охлаждения ЖРД ......................................................................206 4.13. Некоторые специальные случаи охлаждения ЖРД ............................ 211 Глава 5. Камеры сгорания ЖРД ................................................................................222 5.1. Формы и примеры выполненных камер сгорания ЖРД .....................222 5.2. Определение объема камеры сгорания ................................................229

Стр.460

460 Оглавление 5.3. Неустойчивое горение ...........................................................................231 5.4. Запуск и останов двигателя ..................................................................237 5.5. Импульс последействия ........................................................................243 5.6. Расчет камеры двигателя на прочность ...............................................248 5.7. Дополнительные замечания ..................................................................251 Глава 6. Двигательные установки.............................................................................254 6.1. Системы подачи .....................................................................................254 6.2. Двигательные установки с турбонасосной системой подачи ............256 6.3. Тяга и удельный импульс двигательной установки ............................263 6.4. Топливные баки......................................................................................266 6.5. Арматура системы подачи .....................................................................272 6.6. Определение давления подачи и гидравлических характеристик системы подачи ......................................................................................287 6.7. Системы управления и регулирования ЖРД .......................................293 6.8. Примеры выполненных двигателей без дожигания с турбонасосной подачей ....................................................................................................301 Глава 7. Турбонасосные агрегаты .............................................................................312 7.1. Насосы для подачи компонентов в ЖРД..............................................312 7.2. Расчет и характеристики насосов ЖРД ...............................................325 7.3. Турбины ТНА .........................................................................................333 7.4. Совместная работа турбины и насосов................................................346 7.5. Газогенераторы ......................................................................................358 Глава 8. Двигательные установки с дожиганием ...................................................370 8.1. Замкнутая схема «газ + жидкость».......................................................371 8.2. Двигатель с дожиганием без ЖГГ ........................................................387 8.3. Схема «газ + газ»....................................................................................392 8.4. Основные параметры ЖРД с дожиганием ...........................................396 Глава 9. Двигательные установки с вытеснительной системой подачи ...........397 9.1. Газобаллонная система подачи .............................................................398 9.2. Примеры двигательных установок с газобаллонной подачей ...........405 9.3. Редукторы давления газа .......................................................................409 9.4. Характеристики редукторов .................................................................414 9.5. Расчет редуктора ....................................................................................427 9.6. Вытеснительные системы подач с пороховым и жидкостным аккумуляторами давления .....................................................................433 9.7. Двигательные установки с предварительной заправкой ....................445 Список литературы ........................................................................................................447 Информация по ракетным двигателям в сети Интернет ........................................449 Предметный указатель ..................................................................................................450 Приложение ......................................................................................................................455

Стр.461