Энергетические характеристики твердых и гибридных топлив и определение основных параметров ракетных двигателей

 

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

В.О. Вашурин, Б.Б. Петрикевич, Д.А. Чумаев 
 
 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 
ТВЕРДЫХ И ГИБРИДНЫХ ТОПЛИВ  
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 
РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 
 
Рекомендовано Научно-методическим советом  
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 1 0  

 

УДК 662.62(075.8) 
ББК 31.35 
В23 
Рецензенты: И.В. Никитина, А.А. Тихонов 

 
Вашурин В.О. 
  
 
        Энергетические характеристики твердых и гибридных топлив и определение основных параметров ракетных двигателей: 
Учеб. пособие / В.О. Вашурин, Б.Б. Петрикевич, Д.А. Чумаев. 
— М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. — 36, [4] с. : ил.  
 
Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного 
комплекса и показателя процесса расширения продуктов сгорания 
ряда твердых и гибридных топлив. 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 для различных вариантов задания на проектирование ракетного 
двигателя. 
Для студентов старших курсов, выполняющих курсовые и дипломные проекты. 
 
УДК 662.62(075.8) 
ББК 31.35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 

В23 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 

 P — тяга ракетного двигателя, Н 
 p — давление, Па 

0
m
K′  — мольное стехиометрическое соотношение компонентов 
топлива в камере 
Km0 — массовое стехиометрическое соотношение компонентов 
топлива в камере 
Km — массовое действительное соотношение компонентов  
топлива в камере 
α — коэффициент избытка окислителя 
α′ — содержание окислительных элементов в топливе 
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 — горючесвязующее 
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 
ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). Однако в целом 
ряде случаев требуется с небольшими затратами времени провести 
некоторое количество расчетов для определения энергетических 
характеристик двигателя, габаритно-массовых характеристик ступеней РДТТ. Для этого необходимо использовать соответствующие достаточно простые аналитические зависимости. 
При получении аппроксимирующих формул для показателя 
изоэнтропического процесса расширения продуктов сгорания n и 
расходного комплекса β вводится диапазон изменения содержания 
металла (Al): 
Al
0
40
g
≤
≤
%. Давление в камере изменяется в диа
пазоне 
6
6
к
4 10
10 10 Па,
p
⋅
≤
≤
⋅
 давление на срезе сопла — в диа
пазоне 
4
5
1 10
1 10  Па.
а
p
⋅
≤
≤ ⋅
 
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 изме
няется в диапазоне 
6
6
к
4 10
15 10  Па,
p
⋅
≤
≤
⋅
 давление на срезе со
пла — в диапазоне 
3
5
5 10
2 10  Па.
а
p
⋅
≤
≤
⋅
 
Для проведения термодинамических расчетов использовался 
программный комплекс «Tеrrа», вычисления осуществляются в 
системе СИ.