Общие особенности ЖРД

1. Независимость от окружающей среды.

Рис. 1.6

Высотная характеристика R=f(H)

Скоростная характеристика у ракетного двигателя R=f(v)= const (двигатели позволяют получить безграничные скорости полета).

Активная или конечная скорость, которая может быть достигнута в момент окончания работы двигателя, определяется формулой, полученной К. Э. Циолковским:

(1.1)

где W_а – скорость истечения газов из сопла двигателя. Это в случае, если отсутствует сила тяжести и аэродинамическое сопротивление; m_o – начальная (стартовая) масса ракетного аппарата;

m _кон – масса аппарата в момент окончания работы двигателя.

(1.2)

где - масса топлива в баках ракеты.

Нужно стремиться к увеличению W_а и при минимальной массе аппарата (m_кон) нужно стремиться к увеличению .

Следовательно, ракетные двигатели это двигатели больших скоростей и высот.

Достоинство ракетных двигателей: при небольших габаритах и массе эти двигатели развивают очень большие мощности (например, у двигателя ФАУ-2 мощность равна мощности Днепровской ГЭС, а у ракеты «Восток» - несколько млн. л.с.).

Недостатки:

1. Очень большой удельный расход топлива, например, у газотурбинных двигателей ~ 1 кг топл./кг тяги, а у ракетных двигателей ~ 15…20 кг топл./кг тяги – это за счет окислителя в некоторой степени.

2. Высокие температуры (>3000^оС), высокие давления в камере (>10 МПа) и высокая активность применяемого топлива. Поэтому мал ресурс работы двигателя, который измеряется минутами, иногда часами. Пути повышения ресурса: применение более жаростойких материалов и улучшение охлаждения.

Охлаждение имеет регенеративный характер (идея К. Э. Циолковского). Это не единственная система, есть и другие.

Рис.1.7