Коэффициент тяги

Задается соотношением

.

Коэффициент тяги показывает увеличение тяги двигателя вследствие наличия сопла. Иногда К_Т называют безразмерной тягой. Теоретическое значение К_Т рассчитывается по полученному из формулы тяги выражению

. (2.9)

Условно коэффициент тяги можно представить в виде

,
где - коэффициент прироста тяги за счет дозвуковой части сопла; - коэффициент прироста тяги за счет сверхзвуковой части сопла. При γ=1.15 и = 1 (сопло без сверхзвуковой части) К_Т имеет значение К_Т = 1.235. При наличии сверхзвуковой части сопла со степенью расширения = 6.5 (стандартные условия: р_к =4МПа, р_а =0.1МПа) К_Т имеет значение К_Т = 1.709, что означает увеличение тяги на 70.9%, из которых на сверхзвуковую часть сопла приходится 47.4%. В пределе, когда →∞, получается K_TMAX = 2,9 для =1,1.

Для анализа удобнее использовать коэффициент тяги в пустоте

.

Расчетное выражение для К_ТП получается из (2.9) при p_н =0

(2.10)

Очевидно, что К_ТП не зависит ни от работы камеры сгорания, ни от внешних условий (р_н) и является характеристикой, определяющей только работу сопла камеры.

Коэффициенты К_Т и К_ТП связаны между собой зависимостью

В заключение следует отметить, что для определения и , можно использовать следующие выражения:

.

Также:

2.2.5. Геометрическая степень расширения сопла

Эта величина не только определяет размеры сопла, но и характеризует основные параметры работы сопла: (или скорость ). Связь между основными параметрами определяется известными из газовой динамики соотношениями:

Таким образом, РД имеет 5 основных показателей, нужных для создания ракеты:

тяга , импульс тяги , удельный импульс тяги , расходный комплекс , коэффициент тяги .

2.2.6. Удельная масса ракетного двигателя

Также существует такой важный для любой подсистемы ЛА показатель, как масса конструкции РД. Удельной массой двигателя называют отношение его массы в рабочем состоянии к развиваемой наибольшей тяге на основном режиме работы. Это определение справедливо только для ЖРД, так как массу РДТТ трудно отделить от массы ракеты.

Рабочим считают состояние ЖРД, при котором магистрали и агрегаты двигателя заполнены компонентами топлива, и масса двигателя составляет М_Д. По определению ,кг/Н. У лучших ЖРД с тягой Р > 1000 кН значение удельной массы может составлять 0,8 кг/кН - на 1 кг массы РД развивается усилие более 1000 Н! Массовое совершенство РДДТ характеризуют коэффициентом качества , показывающим отношение массы конструкции двигателя к массе топлива. Для лучших РДТТ значение коэффициента массового совершенства не превышает 0.07, а коэффициент объемного заполнения корпуса двигателя .

2. Генерация рабочего тела

ЛЕКЦИЯ 3