Данное выражение может быть существенно упрощено, если ввести соотношения для геометрических параметров. Анализ различных конструктивных схем показал, что для проектного анализа можно пользоваться следующими соотношениями: / - 1,5<кр; г l,5i4p; геф 24ф (г) > 45°); 0,5с1; Acer - OaSd; - 0,55; геф (о < 45°); г^х 1,Ыжр (р < 45°).

В этом случае выражение (4.13) примет вид

16,97,1 (o>45°); М^ 11,44ук2 (<45°),

где Мкь Ук1 - соответственно масса корпуса и средняя удельная плотность его материалов при о > 45°; М^а, Ук2 - при о < 45°.

Анализ различных конструктивных схем ВУС, основными элементами узла подвеса которого являются торцевое уплотнение и специальный упорно-радиальный подшипник, позволил сделать вывод, что с достаточной для предварительной оценки точностью масса подвеса может быть определена зависимостью

А/под = 2,6. 104 (кг).

На рис. 4.19 приведена зависимость массы ВУС с углом г) = 45° от диаметра его критического сечения, здесь же приведены аналогичные зависимости для РУС и ПУС.

Как видно из рис. 4.19, ВУС, РУС и ПУС по массовым характеристикам при <кр < 60 мм примерно равноценны, однако, когда > 60 мм, ВУС уступает РУС и ПУС. Это объясняется тем, что с ростом габаритных размеров обеспечение работоспособности ВУС становится сложным, при этом для уменьшения скорости движения газового потока требуется увеличение габаритных размеров места разъема узла вращения, что, естественно, влечет за собой увеличение массы конструкции сопла.

Глава 5

ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

5.1. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СХЕМ

Строго говоря, не существует в чистом виде РДТТ, управляемого изменением только поверхности горения или F, Скорость горения твердого топлива зависит от давления в камере сгорания, поэтому, изменяя поверхность горения или Fp, мы тем самым воздействуем посредством изменения давления и на скорость горения. Теоретически возможна ситуация, когда поверхность горения заряда меняется, а давление в камере, за счет синхронного изменения Fkp, не изменяется. Скорость горения топлива при этом неизменна, и регулирование тяги осуществляется только за счет изменения поверхности горения. С практической точки зрения этот случай весьма интересен и требует специального рассмотрения.

Чувствительность давления при переменных SnF представляется как

при .5 = const, при = const.

(5.1)

Изменение расхода газа после дифференцирования уравнения баланса

При 5 = const.

при F = const.

(5.2)

Интегралы этих уравнений запишутся в виде

Г

т

т

крО

крО

(5.3)

(5.4)

(5.5)

(5.6)

Анализ уравнений (5.5) и (5.6) показывает, что при использовании традиционных топлив (v 0,5) регулирование расхода (тяги) при помощи изменения поверхности горения более эффективно, чем регулирование изменением площади критического сечения сопла.

Комбинированное регулирование, осуществляемое при одновременном изменении поверхности горения и площади критического сечения сопла, позволяет использовать любое топливо с любым V при пропорциональном изменении S и кр.

Реализация комбинированного способа управления может бьггь осуществлена на РДТТ, имеющем сопло с регулируемым критическим сечением и какие-либо устройства, воздействующие на площадь поверхности горения.

На рис. 5.1 показаны изменения давления и расхода продуктов сгорания, рассчитанные для топлив с положительным показателем в законе скорости горения. Анализ показывает, что для топлива с V = 0,5 при десятикратном изменении расхода давление меняется в 100 раз, а при V = 0,2 - в 10 раз.