Энергетические характеристики жидких топлив и определение основных параметров камеры ЖРД

 

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

В.О. Вашурин, Б.Б. Петрикевич, Д.А. Чумаев 
 
 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 
ЖИДКИХ ТОПЛИВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ  
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАМЕРЫ ЖРД 
 
Рекомендовано редсоветом МГТУ им. Н.Э. Баумана  
в качестве учебного пособия по дисциплинам  
«Двигательные установки летательных аппаратов»,  
«Двигательные установки космических аппаратов»,  
«Основы устройств летательных аппаратов»,  
«Проектирование летательных аппаратов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

М о с к в а  

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 8  

 

УДК 621.454(075.8) 
ББК 39.65 
В234 
Рецензенты: Е.Н. Колкин, В.А. Гостев 

 
Вашурин В.О., Петрикевич Б.Б., Чумаев Д.А. 
  
 
      Энергетические характеристики жидких топлив и определение основных параметров камеры ЖРД: Учеб. пособие. — 
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. — 32 с.: ил.  
 
Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного 
комплекса ряда жидких топлив и показателя процесса расширения 
продуктов сгорания в сопле. В виде таблиц приведены результаты 
расчетов коэффициента тяги в пустоте и геометрической степени 
расширения сопла. Полученные данные позволяют оперативно определять основные параметры и характеристики ракетного двигателя 
(удельный импульс двигателя, расход топлива, размеры камеры ЖРД) 
для различных вариантов задания на проектирование ракетного двигателя. 
Для студентов старших курсов, выполняющих курсовые и дип- 
ломные проекты. 
УДК 621.454(075.8) 
ББК 39.65 
 
Учебное издание 

Вашурин Вадим Олегович 
Петрикевич Борис Борисович 
Чумаев Дмитрий Александрович  

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ  
ЖИДКИХ ТОПЛИВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ  
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАМЕРЫ ЖРД 
 
Редактор С.А. Серебрякова 
Корректор М.А. ВАсилевская 
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой 

Подписано в печать 09.09.2008. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. 
Усл. печ. л. 1,86. Уч.-изд. л. 1,42.  
Изд. № 95. Тираж 100 экз. Заказ        . 
 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5 
 
 
 
 
 
 
 
 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008 

В234 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 

P — тяга двигателя, Н 
p — давление, Па 
Km0 — массовое стехиометрическое соотношение компонентов 
топлива в камере 
Km — массовое действительное соотношение компонентов топ- 
лива в камере 
α — коэффициент избытка окислителя 
F — площадь, м2 
Iп — полная энтальпия, Дж/кг 
β — расходный комплекс камеры ЖРД, м/с 
γ — показатель изоэнтропического процесса расширения продуктов сгорания 
m— секундный массовый расход, кг/с 
KТ — коэффициент тяги 

ИНДЕКСЫ 

г — горючее 
ок — окислитель 
к — камера сгорания 
кр — критический 
п — пустотный 
у — удельный 
а — выходное сечение сопла 
 

ВВЕДЕНИЕ 

При курсовом и дипломном проектировании двигательных установок жидкостных ракет и летательных аппаратов необходимо 
рассчитать целый ряд параметров, используя сложные математические модели и зависимости из разделов термодинамики и теории 
жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Однако в целом ряде 
случаев требуется с небольшими затратами времени провести определенное количество расчетов для нахождения энергетических 
характеристик двигателя, габаритно-массовых характеристик двигательной установки, двигательного и бакового отсеков проектируемой ракеты. Для этого необходимо использовать соответствующие достаточно простые аналитические зависимости. 
С этой целью был проведен анализ целого ряда термодинамических расчетов по определению параметров продуктов сгорания 
жидких топлив. При получении аппроксимирующих формул для 
показателя изоэнтропического процесса расширения  продуктов 
сгорания γ и расходного комплекса β вводится диапазон изменения коэффициента избытка окислителя α: 0,5
0,9
≤ α ≤
. Давление 

в камере сгорания изменяется в диапазоне 
6
6
к
6 10
20 10
p
⋅
≤
≤
⋅
Па, 

давление на срезе сопла — в диапазоне 
3
5
2 10
3 10
а
p
⋅
≤
≤ ⋅
Па. Для 
проведения термодинамических расчетов использовался программный комплекс «Tеrrа».