Проектирование ракетного двигателя первой ступени двухступенчатой баллистической ракеты (стр. 3 из 10)
температура продуктов сгорания …….2500…3200 К
плотность …………………………………1600…1700
адиабата продуктов сгорания …………………1,2…1,25
допустимые рабочие давления …не менее
Паполное теплосодержание ……………...
Дж/кгВажным шагом в развитии ракетной техники явилось создание смесевых топлив. Они представляют собой механические смеси из минеральных окислителей и органических горюче-связующих веществ. В качестве окислителя в современных ТРТ наибольшее применение получил перхлорат аммония
. В качестве горюче-связующих веществ – полиэфирные, фенольные, эпоксидные смолы, пластмассы, синтетические каучуки. Большинство смесевых ТРТ разработано на основе полиуретанового каучука.Смесевые топлива хорошо отливаются. Формирование заряда производится непосредственно в корпусе двигателя или в специальной изложнице методом свободного литья или литьем под давлением.
Смесевые топлива позволяют создавать весьма большие по размерам двигатели, причем, их снаряжение возможно непосредственно на стартовой позиции.
Основные характеристики смесевых топлив:
удельный импульс ………………………….2500…3200 м/с
температура продуктов сгорания ………….2800…3800 К
плотность ………………..…………………1600…1950
адиабата продуктов сгорания ……………..1,05…1,20
допустимые рабочие давления ………….…не менее
Паполное теплосодержание …………………...
Дж/кгскорость горения ……………..……………
м/сТ.к. для выбранного типа заряда – скрепленного – применяются только смесевые топлива, выбираем именно его.
Параметры выбранного топлива:
Удельный импульс
;Потери удельного импульса
;Плотность топлива
;Температура горения топлива
;Газовая постоянная
;Модуль упругости
;Коэффициент Пуассона
;Показатель адиабаты
;Предел прочности
.1.4 Выбор давления в камере сгорания и на срезе сопла
Давление
в камере сгорания является наиважнейшим параметром РДТТ, определяющим устойчивость его работы и основные характеристики, связанные с эффективностью ЛА. Как показывает статистика, рациональные значения давления лежат в диапазоне 4 … 15 МПа.Увеличение давления в камере сгорания при постоянном давлении на срезе сопла ведет к увеличению тяги и удельного импульса. Масса конструкции РДТТ также зависит от давления в камере сгорания – чем выше давление
, тем больше масса конструкции двигателя.Минимальное давление, гарантирующее устойчивое горение топлива, составляет
и задается характеристиками топлива.Согласно рекомендациям давление в камере сгорания:
- для первой ступени; 
- для второй ступени; 
- для третьей ступени.Окончательно принимаем для первой ступени баллистической ракеты
.При полете ракеты с работающим двигателем высота полета сильно изменяется и, следовательно, в широких пределах изменяется атмосферное давление.
Правильный выбор давления на срезе сопла заключается в том, чтобы при этом давлении ракета получила наибольшую скорость в конце активного участка траектории и, следовательно, максимальную дальность при всех равных прочих условиях.
Согласно рекомендациям давление на срезе сопла:
- для первой ступени; 
- для второй ступени; 
- для третьей ступени.Окончательно принимаем:
. 2. Расчет РДТТ
2.1 Проектирование сопла
Сопло является очень важным элементом любого ракетного двигателя. Оно во многом определяет все характеристики ракеты, поскольку именно в нем потенциальная энергия горячих газов превращается в кинетическую энергию истекающей струи газов, которая и создает тягу.
Исходные данные:
Давление в камере
;Давление на срезе сопла
;Длина образующих конических участков сопла
;Угол раскрытия сопла
;Угол на срезе сопла
;Время работы РДТТ
;Тяга РДТТ
;Удельный импульс топлива
;Потери удельного импульса
;Газовая постоянная
;Температура горения топлива
;Показатель адиабаты продуктов сгорания
.Порядок расчета:
Безразмерная скорость газа на срезе идеального сопла
,где
коэффициент межфазового энергообмена продуктов сгорания при их движении по сопловому тракту 
; 
показатель изоэнтропы расширения для смесевого топлива с металлическими добавками 
; 
отношение температуры твердых частиц к статической температуре продуктовсгорания. Принимаем
;