С целью надежного включения прямоточного двигателя должны быть обеспечены соответствующие запасы тяги двигателя и устойчивости работы воздухозаборника, исключено излишнее торможение. Поэтому время задержки включения воспламенительного устройства прямоточного двигателя ограничено снизу и сверху.

На переходный процесс с ракетного на прямоточный режим работы оказывают влияние следующие факторы:

1) догорание остатков стартового заряда твердого топлива и тепломассовыделение с поверхности тепловой защиты камеры дожигания;

2) дополнительные потери полного давления в камере дожигания, связанные с процессом срабатывания заглушек воздухозаборника;

3) высота (расход воздуха), на которой происходит запуск (запас устойчивости воздухозаборника уменьшается с ростом высоты).

Рис. 2.8 Режим работы двигательной установки ракеты РПД на твердом топливе:

а – стартовый режим; б – работа РПД; 1 – ГГ; 2 – стартовый заряд твердого ракетного топлива; 3 – стартовое сопло; 4 – заглушка в входа камеру дожигания; 5 – сопловой блок ГГ; 6 – заряд твердого топлива с избытком горючего.

Рис. 2.9, Изменение давления в осесимметричном бессопловом РДТТ (д) и расчет­ные газодинамические параметры в плоском бессопловом РДТТ (б, горение по цилиндрической части канала):

1 - давление у переднего торца заряда; 2 - давление в выходном сечении цилинд­рической части канала; 3 — линии постоянства числа М; 4 – изобары.

2.4. РЕГУЛИРОВАНИЕ РДТТ

Регулирование РДТТ (рис. 2.10) возможно путем изменения площади критического сечения сопла, скорости горения топлива, площади горящей поверхности, а также с помощью комбинированных схем [26, 35].

Перемещение регулятора. Известным методом регулирования является изменение площади критического сечения сопла с помощью различных механических задвижек и клапанов.

Для степенной зависимости скорости горения от давления справед-Ёливо соотношение вида

,

при этом m/m_H0M .

 Регулируемый двигатель может иметь несколько газоходов, и во всех или только в некоторых из них могут быть устройства для регулирования площади критического сечения сопла.

Вдув газа в критическое сечение сопла. Если вдувать вспомогательный газ по кольцу в критическое сечение сопла (или вблизи от него), то этот поток оттеснит внутрь основной поток и тем самым уменьшит площадь критического сечения на .

Проведя преобразования уравнения сохранения массы, получим

;

.

Газ для вдува в область критического сечения сопла с целью регулирования расхода может поступать либо из автономного источника, либо непосредственно из регулируемого двигателя. Этот способ мало эффек­тивен.

Вихревой клапан. Регулирование двигателя возможно с помощью вихревого клапана, включенного в газоход.

Такой клапан имеет периферийные каналы для ввода газа из газохо­да (оси каналов параллельны оси клапана), вихревую камеру с танген­циальными отверстиями для входа управляющего газа и центральное вы­ходное сопло.

При отсутствии управляющего потока газ проходит вихревую каме­ру без закрутки и истекает через выходное сопло. При этом давление
в РДТТ

,                                   

где  — коэффициент газодинамических потерь в дросселе на номи­нальном режиме.

Если регулирующий газ тангенциально поступает в вихревую камеру, то общий газовый поток закручивается, а образующаяся центробежная сила создает радиальный градиент давления в камере. При этом увеличи­вается давление на выходе из периферийных каналов и уменьшается при­ток газа из газохода.

Рис. 2.10. Управление горением заряда ТРТ в двигателе.

Экспериментальные расходные характеристики при постоянном дав­лении на входе в периферийные каналы (р_п = const) клапанов представлены в зависимости от относительного давления газа в канале управле­ния: р_у=р_у1р_п (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Характеристики вихревого клапана-сопла

Газ для регулирования может поступать либо из автономного источника (в том числе автономного твердотопливного ГГ), либо из этой же газогенераторной системы. В последнем случае в тракте, подводящем газ к периферийным каналам клапана, необходимо предусмотреть дроссель (местное сопротивление), с помощью которого обеспечивается избыток давления в управляющем потоке по сравнению с регулируемым

Ру>Рп.

При известном р имеем (к_и = 1)

,

где  — газодинамические потери на дросселе;  — газодинамические потери в электропневмопреобразователе.

При достаточно большом полном давлении управляющего газа (например р = 1,3) статическое давление на периферии вихревой камеры сравняется с давлением в регулируемом газе, и его течение прекратится; в этом случае через сопло клапана протекает только управляющий газ (m = m_y =0,25).

Сопло вихревого клапана может быть использовано в качестве регулируемого выходного устройства реактивной системы.

Четыре пары таких устройств (в каждой паре сопла направлены во взаимно противоположные стороны и работают по схеме тяга — противотяга) входят, например, в реактивную систему управления вектором

тяги ДУГЧ (рис. 2.11).

Многократное включение РДТТ возможно несколькими способами, одним из которых является применение многослойного заряда, состоящего из отдельных, изолированных прокладками секций; каждая секция имеет воспламенительное устройство; горение секции может проис­ходить по торцевой (как например, в РДТТ ракеты "воздух—земля" SRAM) либо по цилиндрической поверхности. Может быть и несколько импульсных РДТТ (например, для боковой коррекции полета боевого блока противоспутникового комплекса ASAT).

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..