Параграф 3. Тяга Реактивного Двигателя. Тяга реактивных двигателей


Параграф 3. Тяга Реактивного Двигателя — МегаЛекции

Содержание

 

Введение3

Глава 1. Зарождение ракетной техники4

Параграф 1. Первые ракетные пороховые двигатели 4

Глава 2. Воздушные Реактивные Двигатели 5

Параграф 1. Понятие о реактивном двигателе 5

Параграф 2. Виды реактивных двигателей 5

Параграф 3. Тяга реактивного двигателя 7

Глава 3. Ракетный двигатель 8

Параграф 1. Понятие о ракетном двигателе 8

Параграф 2. Жидкостные ракетные двигатели 8

Параграф 3. Ракетные Двигатели Твердого Топлива 10

Параграф 4. Гибридные Ракетные Двигатели 11

Глава 4. Заряды Твердого Ракетного Топлива 11

Глава 5. Сорбитовое топливо 12

Параграф 1. Краткие характеристики топлива 12

Параграф 2. Виды сорбитового топлива 13

Параграф 3. Создание МРД на сорбитовом топливе 14

Глава 6. Применение МРД на сорбитовом топливе 15

Параграф 1. Гражданское применение 15

Параграф 2. Военное применение МРД на сорбитовом топливе 15

Заключение. 16

Приложение 17

Список литературы 25

 

 

Введение

Ракетомодельный спорт является оновоположником современной космонавтики. Еще в начале XX века Сергей Павлович Королев вместе с коллегами создавали новое поколение летательных аппаратов (далее ЛА). Для создания тяги в ракетах использовали пороховые двигатели. В последствии эти пороховые двигатели переродились в Твердотопливные Ракетные Двигатели (далее РДТТ). Как спорт ракетомоделизм стал популярен в конце 50-ых начало 60-ых гг. То, что зарождалось как спорт постепенно начало проявлять актуальность в сфере метеорологи. Модели ракет притерпели изменения и на даннсй момент могут использоваться как сверх-легкие ракето-носители.

Целью данной работы является изучение строения и работы реактивных двигателей, ракетных двигателей на твердом топливе, жидкостных ракетных двигателей, а так же их особенностей, для проектирования нового Малого (Модельного) Ракетного Двигателя. В работе приведены схемы и иллюстрации к Двигательным Установкам, а так же схемы их классификаций.

 

Глава 1. Зарождение ракетной техники

Параграф 1. Первые ракетные пороховые двигатели.

 

Первые эксперименты с аппаратами, приводившиеся в движение за счет реактивной тяги проводились в еще ХIХ веке. Так, Андрей Дмитриевич Засядько, проводил опыты с «ракетной мельницей» - его изобретением, для расчета долей компонентов порохового топлива для первых ракет. К 1810-ым годам, ракетные системы Засядько превзошли ракетные системы Конгрева по дальности полета.

Сама ракета состояла из:

1) Разрывной части (гранаты)

2) Гильзы из листового железа

3) Хвостовых стабилизаторов полета

4) Движительного заряда пороха

5) Воспламенителя разрывной части

 

(См Схема 1 в Приложении)

На поле боя, данные ракеты стали особо эффективны, т.к дальность полета составляла порядка 6000 метров, а так же траектория полета была баллистической, что позволяло наносить урон противнику, находящемуся за укреплениями.

Данный тип ракет станет основоположником отечественной ракетной техники, как для гражданского применения, так и для нужд армии. Именно с этого и началось развитие ракетостроения как науки.

 

 

Глава 2. Воздушные Реактивные Двигатели

Параграф 1. Понятие о реактивном двигателе

Реактивным Двигателем называют двигатель, если он выполняет свои функции без использования движителя.

Воздушным Реактивным Двигателем называется двигатель, если в качестве рабочего тела используется воздух. Принцип действия ВРД: поток воздуха попадает в диффузор, где он сжимается, а скорость уменьшается. Затем, сжатый и нагретый воздух попадает в камеру сгорания (КС), перемешиваясь с впрыснутым через форсунки топливом. Далее, смесь воспламеняется от искры и устремляется через сопло, где поток покидает двигатель вместе с продуктами сгорания.

 

Параграф 2. Виды ВРД

 

Существует несколько видов ВРД (см Схема 2 в Приложении). Один из низ - Прямоточный Воздушно-Реактивный Двигатель (ПВРД). В нем располагается входной диффузор, в котором кинетическая энергия потока переходит в энергию давления в камеру сгорания, где химическая энергия переходит в тепловую энергию продуктов сгорания; сопло, в котором частицы продуктов сгорания ускоряются; коллектор горючего – устройство для подачи горючего в камеру сгорания; и стабилизатор горения – система инициирования и поддержания горения в КС.

 

У данного двигателя есть особенность – зависимость его характеристик от скорости полета. Характерные недостатки данного двигателя – отсутствие стартовой тяги. Это обусловлено низким давлением в КС, не превышающим полного давления входящего потока.

Вторым типом ВРД является Пульсирующий ВРД (ПуВРД). Его строение схоже с обычным ВРД, за тем исключением, что в нем присутствуют дополнительные агрегаты – обратный клапан, открывающийся при поступлении потока воздуха в КС и закрывается, когда давление внутри КС превышает давление набегающего потока. Так же модернизировано сопло – к нему добавлена резонаторная труба, где продукты горения выполняют роль газового поршня. По инерции, поршень проходит положение равновесия и приводит к понижению давления в КС.

ПуВРД обеспечивает тягу за счет истечения продуктов сгорания. Она создается только при истечении продуктов сгорания. Данный двигатель имеет малую экономичность, т.к большую часть работы, двигатель выполняет функцию аэродинамического сопротивления, тормозящего движение объекта.

 

Помимо ПуВРД и ПВРД, существуют частные варианты ВРД. Таким вариантом является Пульсирующий Прямоточный ВРД (см Схема 3 в Приложении). У данного двигателя циклический рабочий процесс , при котором скорость перемещения горящей смеси в КС превышает скорость звука. Это происходит из-за детонации смеси и ее дальнейшее смещение. При таком высоком давлении возможно использование КС без сопла.

Для повышения тяги Двигательной Установки (ДУ) можно применять компрессор для нагнетания набегающего потока. По данному принципу работают Турбореактивные двигатели - ТРД (см Схема 4 в Приложении)

Воздух, поступая в двигатель сжимается компрессором, после чего попадает в КС. Далее поток попадает на лопасти газовой турбины приводя в действие компрессор.

 

 

 

Параграф 3. Тяга Реактивного Двигателя

Для выражения тяги (P), для данного двигателя применимо уравнение сохранения импульса за некоторое время, допуская, что давление на наружной поверхности двигателя и во входном и выходном сечениях равно атмосферному:

Δt P = (Δm+Δmг)Wa-ΔmWвх

Где Δm – некоторая малая масса воздуха, поступившая за время Δt; Wвх – скорость поступления (входа) воздуха, равная скорости полета; Wа – скорость истечения продуктов сгорания.

Разделив на Δt и выполнив предельный переход, мы получаем формулу:

P = m(Wa-Wвх)

Данное уравнение является окончательно упрощенным и позволяет высчитывать тягу Двигательной установки.

 

Для всех ВРД есть общее свойство — зависимость тяги от скорости и высоты полета, так как атмосфера используется и как топливо, и как рабочее тело.(см Схема 5 в Приложении). Если все компоненты топлива и рабочее тело поместить на самом аппарате, то можно создать двигатель с меньшей зависимостью от среды.

 

megalektsii.ru

Реактивная тяга — Википедия РУ

Направление реактивной тяги в реактивном двигателе показано красной стрелкой

Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия реактивной двигательной установки с истекающей из сопла струёй расширяющейся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией[1].

В основу возникновения реактивной тяги положен закон сохранения импульса. Реактивная тяга обычно рассматривается как сила реакции отделяющихся частиц. Точкой приложения её считают центр истечения — центр среза сопла двигателя, а направление — противоположное вектору скорости истечения продуктов сгорания (или рабочего тела, в случае не химического двигателя). То есть, реактивная тяга:

  • приложена непосредственно к корпусу реактивного двигателя;
  • обеспечивает передвижение реактивного двигателя и связанного с ним объекта в сторону, противоположную направлению реактивной струи[2].

Формула при отсутствии внешних сил

Если нет внешних сил, то ракета вместе с выброшенным веществом является замкнутой системой. Импульс такой системы не может меняться во времени.

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}} , где

mp{\displaystyle m_{p}}  — масса ракеты a→{\displaystyle {\vec {a}}}  — её ускорение u→{\displaystyle {\vec {u}}}  — скорость истечения газов ΔmtΔt{\displaystyle {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}}  — расход массы топлива в единицу времени

Поскольку скорость истечения продуктов сгорания (рабочего тела) определяется физико-химическими свойствами компонентов топлива и конструктивными особенностями двигателя, являясь постоянной величиной при не очень больших изменениях режима работы реактивного двигателя, то величина реактивной силы определяется в основном массовым секундным расходом топлива[1].

Доказательство

До начала работы двигателей импульс ракеты и горючего был равен нулю, следовательно, и после включения сумма изменений векторов импульса ракеты и импульса истекающих газов равна нулю: mp⋅Δv→+Δmt⋅u→=0{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}+\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}=0} , где

Δv→{\displaystyle \Delta {\vec {v}}}  — изменение скорости ракеты

mp⋅Δv→=−Δmt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}=-\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}} 

Разделим обе части равенства на интервал времени t, в течение которого работали двигатели ракеты:

mp⋅Δv→Δt=−ΔmtΔt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}=-{\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}\cdot {\vec {u}}} 

Произведение массы ракеты m на ускорение её движения a по определению равно силе, вызывающей это ускорение:

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}} 

Уравнение Мещерского

Если же на ракету, кроме реактивной силы F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}} , действует внешняя сила F→{\displaystyle {\vec {F}}} , то уравнение динамики движения примет вид:

mp⋅Δv→Δt=F→+F→p⇔{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+{\vec {F}}_{p}\Leftrightarrow }  mp⋅Δv→Δt=F→+(−u→⋅ΔmtΔt){\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+(-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}})} 

Формула Мещерского представляет собой обобщение второго закона Ньютона для движения тел переменной массы. Ускорение тела переменной массы определяется не только внешними силами F→{\displaystyle {\vec {F}}} , действующими на тело, но и реактивной силой F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}} , обусловленной изменением массы движущегося тела:

a→=F→p+F→mp{\displaystyle {\vec {a}}={\frac {{\vec {F}}_{p}+{\vec {F}}}{m_{p}}}} 

Формула Циолковского

Применив уравнение Мещерского к движению ракеты, на которую не действуют внешние силы, и проинтегрировав уравнение, получим формулу Циолковского[4]:

mtm=ev→u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=e^{\frac {\vec {v}}{\vec {u}}}} 

Релятивистское обобщение этой формулы имеет вид:

mtm=(c→+v→c→−v→)c→2u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=\left({\frac {{\vec {c}}+{\vec {v}}}{{\vec {c}}-{\vec {v}}}}\right)^{\frac {\vec {c}}{2{\vec {u}}}}}  , где c→{\displaystyle {\vec {c}}}  — скорость света.

http-wikipediya.ru

Реактивная тяга — википедия фото

Направление реактивной тяги в реактивном двигателе показано красной стрелкой

Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия реактивной двигательной установки с истекающей из сопла струёй расширяющейся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией[1].

В основу возникновения реактивной тяги положен закон сохранения импульса. Реактивная тяга обычно рассматривается как сила реакции отделяющихся частиц. Точкой приложения её считают центр истечения — центр среза сопла двигателя, а направление — противоположное вектору скорости истечения продуктов сгорания (или рабочего тела, в случае не химического двигателя). То есть, реактивная тяга:

  • приложена непосредственно к корпусу реактивного двигателя;
  • обеспечивает передвижение реактивного двигателя и связанного с ним объекта в сторону, противоположную направлению реактивной струи[2].

Формула при отсутствии внешних сил

Если нет внешних сил, то ракета вместе с выброшенным веществом является замкнутой системой. Импульс такой системы не может меняться во времени.

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}} , где

mp{\displaystyle m_{p}}  — масса ракеты a→{\displaystyle {\vec {a}}}  — её ускорение u→{\displaystyle {\vec {u}}}  — скорость истечения газов ΔmtΔt{\displaystyle {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}}  — расход массы топлива в единицу времени

Поскольку скорость истечения продуктов сгорания (рабочего тела) определяется физико-химическими свойствами компонентов топлива и конструктивными особенностями двигателя, являясь постоянной величиной при не очень больших изменениях режима работы реактивного двигателя, то величина реактивной силы определяется в основном массовым секундным расходом топлива[1].

Доказательство

До начала работы двигателей импульс ракеты и горючего был равен нулю, следовательно, и после включения сумма изменений векторов импульса ракеты и импульса истекающих газов равна нулю: mp⋅Δv→+Δmt⋅u→=0{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}+\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}=0} , где

Δv→{\displaystyle \Delta {\vec {v}}}  — изменение скорости ракеты

mp⋅Δv→=−Δmt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}=-\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}} 

Разделим обе части равенства на интервал времени t, в течение которого работали двигатели ракеты:

mp⋅Δv→Δt=−ΔmtΔt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}=-{\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}\cdot {\vec {u}}} 

Произведение массы ракеты m на ускорение её движения a по определению равно силе, вызывающей это ускорение:

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}} 

Уравнение Мещерского

Если же на ракету, кроме реактивной силы F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}} , действует внешняя сила F→{\displaystyle {\vec {F}}} , то уравнение динамики движения примет вид:

mp⋅Δv→Δt=F→+F→p⇔{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+{\vec {F}}_{p}\Leftrightarrow }  mp⋅Δv→Δt=F→+(−u→⋅ΔmtΔt){\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+(-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}})} 

Формула Мещерского представляет собой обобщение второго закона Ньютона для движения тел переменной массы. Ускорение тела переменной массы определяется не только внешними силами F→{\displaystyle {\vec {F}}} , действующими на тело, но и реактивной силой F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}} , обусловленной изменением массы движущегося тела:

a→=F→p+F→mp{\displaystyle {\vec {a}}={\frac {{\vec {F}}_{p}+{\vec {F}}}{m_{p}}}} 

Формула Циолковского

Применив уравнение Мещерского к движению ракеты, на которую не действуют внешние силы, и проинтегрировав уравнение, получим формулу Циолковского[4]:

mtm=ev→u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=e^{\frac {\vec {v}}{\vec {u}}}} 

Релятивистское обобщение этой формулы имеет вид:

mtm=(c→+v→c→−v→)c→2u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=\left({\frac {{\vec {c}}+{\vec {v}}}{{\vec {c}}-{\vec {v}}}}\right)^{\frac {\vec {c}}{2{\vec {u}}}}}  , где c→{\displaystyle {\vec {c}}}  — скорость света.

org-wikipediya.ru

Способ создания реактивной тяги и реактивный двигатель

 

Изобретение относится к области создания реактивной тяги или получения механической энергии. Способ создания реактивной тяги осуществляют путем создания мощной ударной волны, увлекающей за собой корпус, причем мощность ударной волны реагируют за счет роста электростатических колебаний при амплитудной модуляции объемного заряда в плазме, поддерживаемой разрядными электродами на резонаторе. Тепловой излучатель реактивного двигателя выполнен в виде инфракрасного излучателя, расположенного в носовой части корпуса, электромагнитный излучатель - в виде рентгеновского излучателя, установленного в центре инфракрасного излучателя. В задней части корпуса установлен резонатор, выполненный в виде зеркала сферической формы, в площади которого вмонтированы плазменные инжекторы и выносные электроды. Изобретение позволяет создать подъемную силу за счет получения мощной ударной волны. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к созданию реактивной тяги или получению механической энергии.

В настоящее время известны плазменные двигатели, среди которых наибольшее практическое использование получили электрические ракетные двигатели ЭРД [1] . В этих двигателях через рабочее тело (РТ) пропускается электрический ток от бортового источника энергии, в результате чего образуется плазма с температурой в десятки тысяч градусов. Эта плазма затем ускоряется либо газодинамически, либо за счет силы Ампера, возникающей при воздействии тока с магнитным полем. Достоинство ЭРД в их удельном импульсе (удельной тяги) благодаря большой скорости истечения рабочего тела (РТ), достигающей 10-100 км/с. По принципу действия ЭРД подразделяются на электротермические, электростатические (ионные, коллоидные) и электромагнитные (плазменные). Электротермические РД состоят из камеры нагрева и сопла. Внутри камеры смонтирована опора нагревающего элемента, на котором намотана вольфрамовая проволока в качестве нагревающего элемента. Сопла выполняются из вольфрама. В этом двигателе РТ нагревается до температуры 1000-5000К, газ, истекая из сопла, создает тягу. Известна схема электротермического двигателя с нагревом при помощи дугового разряда. В электростатическом (ионном) РД вначале производится ионизация рабочего тела, после чего ионы и электроны раздельно ускоряются в электростатическом поле (при помощи системы электродов), а затем вновь перемешиваются для нейтрализации объемного заряда и, истекая, создают тягу. Известны электростатические РД с поверхностной ионизацией и объемной ионизацией (электронным ударом). В качестве рабочего тела, вo-первых, используется легко ионизируемый цезий, во-вторых - любые вещества с большой атомной массой (например, висмут). Вместо ионов в электростатическом поле РД могут ускоряться заряженные (например, за счет контактной разности потенциалов при отрыве капли от поверхности электрода) микроскопические капли. Такие ЭРД называются коллоидными. Значение ускоряющего потенциала составляет для них около 10-20 кB (для ионных РД 2-7 кB) при плотности тока в несколько мA/см-2. Удельный импульс 15-1000 кHс/кг, плотность тяги 30-50 H/м2, время работы - 1 год и более. Схема электростатического (ионного) РД представлена ионизатором, фокусирующим электродом и нейтрализатором. В электромагнитном РД рабочим телом является плазма любого вещества, ускоряемая за счет силы Ампера в скрещенных электрических и магнитных полях. Различают ЭРД с внешним и собственным магнитным полем. К первым относятся классические ЕН ускорители плазмы с замкнутым дрейфом электронов, а во-вторых, магнитное поле создается током, протекающим в ускоряемой плазме. Они подразделяются на импульсные и квазистационарные ЭРД. Рабочий цикл импульсного ЭРД соответствует периоду электрического пробоя РТ (обычно фторопласта), при котором создается плазма, начало потенциального пробоя - несколько кВ, удельный импульс 40-100 кHс/кг, плотность тяги 10-9-10-8 H/м2, число циклов ЭРД достигает 1 млн. В квазистационарном ЭРД с целью создания сильного магнитного поля через РТ пропускают ток силой в десятки кА и напряжение в десятки В. Удельный импульс составляет 30-50 кHс/кг. Плотность тяги несколько кH/м2. Время работы десятки часов. Ограниченное применение ЭРД связано с необходимостью большого расхода электроэнергии (10-100 кВт на 1 тягу). Из-за наличия бортовой энергоустановки и из-за малости ускорения ЭРД могут быть использованы только в космических летательных аппаратах, совершающих полет либо в условиях слабых гравитационных полей, либо на околопланетных орбитах. Известны ядерные реактивные двигатели [2] , разрабатываемые в США по программе "Орион", и конструкция ядерного ракетного двигателя с твердофазным реактором, в котором тяга создается за счет энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде или ядерной реакции. В ядерном реакторе рабочее тело превращается в высокотемпературный газ, при истечении которого создается тяга. Достоинство ЯРД в их удельном импульсе благодаря большой скорости истечения рабочего тела, достигающей 50 км/с и более. В стадии технической разработки в 1977 г. экспериментальный американский ЯРД "Нерва-1" при массе 11 т развивает тягу 300 кН. Основным недостатком ЯРД является наличие биологического экрана, что значительно увеличивает вес космического обитаемого корабля. В настоящее время исследуются возможности создания плазменного двигателя на других принципах. Так, существуют модели плазменного двигателя, в которых действующей силой является реактивная сила отдачи, возникающая при распаде и разлете продуктов разложения и испарения поверхности твердых тел, облучаемых мощными импульсами лазерного излучения или импульсными электронными пучками. Все упомянутые выше двигатели в основе своей работают на принципе создания реактивной силы отдачи и зачастую требуют больших запасов топлива и энергии. Известно устройство (см. патент RU 2110137 C1, H 02 N 3/00, H 05 H 1/02 от 27 апреля 1998 г. "Плазменный ионизационнотурбулентный аккумулятор"), которое в сущности своей представляет собой бризерную установку [4]. Комплексный излучатель данного устройства определяет в любой газовой или жидкой среде при нормальном или повышенном давлении ее ионизацию и образование ударной волны за счет самосжимающегося температурного поля, причем за счет размерной анизотропии при увеличении температуропроводности определяет топологическую устойчивость в форме индукционных токов ионной компоненты конической конфигурации, образованныx токами самой плазмы. Такая топологическая устойчивость обладает следующими свойствами: - определяет осциллирующий диполь, - обладает эффектом насыщения неоднородностей, т.е. определяет динамический процесс: насыщенная неоднородность захватывает новый приходящий солитон, но при этом выпускает захваченный ранее. Из известных способов создания реактивной тяги и реактивных двигателей наиболее близкими являются способ и устройство по патенту США 4866929, F 02 К 11/00, НКИ 60-202 от 19.09.1989 г. В конструкции двигателя образование и разгон плазмы осуществляют в коаксиальных трубках с центральным электродом, вторым электродом является сам корпус, в котором прорезаны трубки. При выходе плазменных потоков из трубок в расширенную часть корпуса под действием заряда корпуса плазма отклоняется, определяя радиальные токи смещения и дополнительный импульс за счет МГД-сил. Способ создания реактивной тяги характеризуется созданием теплового излучения и обеспечением свободного распространения через него остронаправленного электромагнитного излучения по оси с ионизацией среды окружающего пространства. Реактивный двигатель для осуществления способа характеризуется содержанием размещенных в корпусе теплового и электромагнитного излучателей. Целью изобретения является создание подъемной силы за счет получения мощной ударной волны в среде (газообразной или жидкой) в поле действия комплексного излучателя (по материалам патента RU 2110137), усиленной за счет роста электростатических колебаний при амплитудной модуляции объемного заряда и поляризации индукционных токов при прохождении выпущенного солитона, оторвавшегося от насыщенной неоднородности - тороидальной конфигурации, сформировавшейся перед комплексным излучателем. Поставленная цель достигается тем, что в способе создания реактивной тяги создают мощную ударную волну, увлекающую за собой корпус, причем мощность ударной волны регулируют за счет роста электростатических колебаний при амплитудной модуляции объемного заряда в плазме, поддерживаемой разрядными электродами на резонаторе. Поставленная цель достигается тем, что в реактивном двигателе тепловой излучатель выполнен в виде инфракрасного излучателя, расположенного в носовой части корпуса, электромагнитный излучатель - в виде рентгеновского излучателя, установленного в центре инфракрасного излучателя, а в задней части корпуса установлен резонатор, выполненный в виде зеркала сферической формы, в площади которого вмонтированы плазменные инжекторы и выносные электроды. На представленных чертежах: фиг. 1 изображает принципиальную схему реактивного двигателя; фиг. 2 изображает один из вариантов выполнения резонатора, где 1 - корпус космического аппарата, 2 - инфракрасный излучатель (далее по тексту ИК-излучатель), 3 - рентгеновский излучатель (далее по тексту Р-излучатель), 4 - рупорная антенна СВЧ-излучения, 5 - зеркало резонатора, 6 - плазменные инжекторы, 7 - электрод, 8 - структура с разрядниками, 9 - изоляторы, 10 - импульсный высокочастотный генератор для возбуждения дугового разряда на электродах 7 и 5, 11 - высокочастотный генератор для получения СВЧ в многорупорной антенне, 12 - высокочастотный генератор для возбуждения искровых разрядов на структуре 8. Реактивный двигатель представляет собой комплекс, выполненный на корпусе 1 космического аппарата и состоит из: носовой излучательной установки, представленной ИК-излучателем 2, осевым Р-излучателем 3, антенны СВЧ-4; задней резонаторной установки, состоящей из зеркала 5, на которой смонтированы плазменные инжекторы 6, ультрафиолетовые излучатели, которые могут быть представлены структурой разрядников 8, электродов 7, причем зеркало 5 является вторым электродом для электродов 7. ИК-излучатель 2 может быть представлен металлической сферой, с внутренней стороны которой смонтированы нагревательные спирали (не показаны) для предварительного разогрева, а для быстрого нагрева используются рупорные антенны 4. Антенна СВЧ-4 представлена многорупорной антенной секториальной формы. Структура с множеством разрядников может быть представлена кольцевыми электропроводными шинами, которые изолированы от зеркала 5 и соединены обычными искровыми устройствами. Основное назначение разрядников - поддерживать плазменное образование возле зеркала. Не исключена возможность замены структуры разрядников другими источниками ультрафиолетового излучения устройствами типа ртутных или кварцевых ламп, т.к. применение того или иного устройства определено параметрами реактивного двигателя и его назначением. Способ создания реактивной тяги осуществляется устройством следующим образом. Включают в работу инфракрасный излучатель 2, выполненный из металла (сталь, медь и др.). С целью быстрого разогрева поверхности инфракрасного излучателя 2 включают СВЧ-антенну 4. Одновременно включают рентгеновский излучатель 3, обеспечивая ионизацию среды и увеличение температуропроводности среды. В среде возникает тепловая волна, а вслед пойдет ударная волна, обеспечивающая ударную ионизацию среды. Распространение ударной волны обеспечивает смещение частиц среды от поверхности инфракрасного излучателя 2 к оси излучателя в луч рентгеновского излучения 3. Ионы, сжимаясь к оси, под действием рентгеновского излучения охлаждаются, сбрасывая электроны, разделяя низкотемпературную плазму на ионную и электронную компоненты среды. В луче ударной волны на оси образуется концентрация ионов, а на периферии концентрация электронов. При ионизации среды и разделении зарядов возникает ударная волна плазмы. Ударная акустическая волна определяет возникновение токов в электронной составляющей в поле действия ударной волны, одновременно распространение ударной волны определяет образование флуктуаций плотностей электронов, и на периферии от оси образуются токовые вихри [5]. За счет процессов термодиффузии токовые вихри стягиваются к оси, т.е. к более холодной части, и, отдавая часть своей энергии ионному газу, также за счет флуктуации плотностей в ионной компоненте, и в среде образуются индукционные токи, следующая ударная волна в поле смещает вихри от инфракрасного излучателя. За счет амбиполярной диффузии заряженных частиц образуется ионная турбулентность. Индукционные токи ионной компоненты как бы навинчиваются на ось по спирали, сужаясь от инфракрасного излучателя к оси. Индукционные токи электронной компоненты определяют образование сфероидальных полей тороидальной конфигурации, определяя электронную топологическую устойчивость. Индукционные токи ионной компоненты определяют образование ионной топологической устойчивости конической конфигурации. Образование ионизационной турбулентности определяет образование волн с отрицательной энергией, увеличивая амплитуду теплового излучения, ударной волны и электростатических колебаний (см. явление взрывной неустойчивости). С возникновением магнитного поля индукционного тока ионной составляющей среды в поле ударной волны и амбиполярной диффузии при взрывной неустойчивости идет быстрая перестройка токов электронной составляющей, определяя образование азимутального поля тороидальной конфигурации электронной компоненты. Все это поддерживается и усиливается за счет солитонных процессов в плазме среды [4]. Так как импульс большой амплитуды догоняет импульс малой амплитуды, амплитуда последнего возрастает, а амплитуда первого уменьшается. Возрастающая амплитуда ударной волны определяется разряжением среды перед устройством - определяя подъемную силу. Чтобы управлять процессом усиления или ослабления амплитуды ударной волны, одновременно включают в работу резонатор. Включение в работу резонатора определяет также процесс насыщения топологической электронной устойчивости. На зеркало резонатора 5 впрыскивается плазма из плазменных инжекторов 6, плазменное состояние которого поддерживается ультрафиолетовым излучением (за счет разрядников 8), обеспечивая условия нарушения квазинейтральности плазмы. При включении электрода объемный заряд плазменного облака меняется за счет возбуждения в плазме ионнозвуковых колебаний. Возникновением этого заряда определено воздействие на ударную волну в плазме, электростатические колебания усиливаются, взрывная неустойчивость еще ярче выражается. Амплитудная модуляция объемного заряда плазменного облака в свою очередь увеличивает частотную модуляцию комплексного излучателя в носовой части устройства, частота ударной волны увеличивается. При подъеме устройства в среде будут формироваться новые солитоны. При насыщении неоднородностей неоднородности захватывают вновь образованный солитон и выпускают захваченный ранее, который, проходя через плазму резонатора, поляризуется, определяя образование токовых замкнутых вихревых токов в плазменном облаке, удерживающих плазменное облако возле зеркала резонатора 6, не давая плазме расползаться. Регулируя полярность на электроде 7 и зеркале 5, определяют закрутку вращения индукционных токов ионной составляющей от действия инфракрасного и рентгеновского излучения, т. е. воздействуя на тороидальную конфигурацию, взаимосогласованную с конической конфигурацией через амбиполярную диффузию либо увеличивая ее степень насыщенности, либо увеличивая размеры тора. Согласно закону сохранения массы, энергии вся энергия переносится солитонами, что и определено из физики солитонов [4]. Наличие резонатора в устройстве за счет вращения токов дополнительно создает импульс для создания подъемной силы при взаимодействии с магнитным полем Земли или других планет. Изобретение позволяет создать подъемную силу за счет получения мощной ударной волны в поле действия комплексного излучателя, усиленной за счет роста электростатических колебаний при амплитудной модуляции объемного заряда в плазме, поддерживаемой разрядными электродами на резонаторе. Источники информации 1. Большая Советская Энциклопедия.- М.: Советская энциклопедия, 1978, 3-е изд., т. 30, с. 42; т. 19, с. 610. 2. Дж. Гарднер. Атомы сегодня и завтра.- M.: Знание, 1979, с. 131. 3. Патент RU 2110137, МКИ H 05 H 1/02, 27.04.1998. "Плазменный ионизационно-турбулентный аккумулятор". 4. Солитоны в действии/Под редакцией К. Лонрена и Э. Скотта, перевод с английского под редакцией академика А.В. Гапонова-Грехова и доктора ф.-м.наук проф. Л.А. Островского.- M.: Мир, 1981 г. 5. Явление ионизационной турбулентности низкотемпературной плазмы. Oткрытие N 260 от 22.07.1982 г.

Формула изобретения

1. Способ создания реактивной тяги, включающий в себя создание теплового излучения и обеспечение свободного распространения через него остронаправленного электромагнитного излучения по оси с ионизацией среды окружающего пространства, отличающийся тем, что создают мощную ударную волну, увлекающую за собой корпус, причем мощность ударной волны регулируют за счет роста электростатических колебаний при амплитудной модуляции объемного заряда в плазме, поддерживаемой разрядными электродами на резонаторе. 2. Реактивный двигатель, содержащий размещенные в корпусе тепловой и электромагнитные излучатели, отличающийся тем, что тепловой излучатель выполнен в виде инфракрасного излучателя, расположенного в носовой части, корпуса, электромагнитный излучатель - в виде рентгеновского излучателя, установленного в центре инфракрасного излучателя, а в задней части корпуса установлен резонатор, выполненный в виде зеркала сферической формы, в площади которого вмонтированы плазменные инжекторы и выносные электроды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Тяга реактивного двигателя - Энциклопедия по машиностроению XXL

Тяга реактивного двигателя определяется формулой Яд =-  [c.333]

Значит, системы отсчета, которые мы свяжем с одним и тем же телом отсчета, в этих двух случаях (когда на тело отсчета действуют только силы тяготения или кроме силы тяготения еще какие-либо силы, например, сила тяги реактивного двигателя) будут обладать разными свойствами. Поэтому, если мы хотим правильно определять свойства систем отсчета, связанных с тем или другим телом отсчета,  [c.112]

Подобрав тягу реактивного двигателя так, чтобы он сообщал второму космическому кораблю такое же по величине и направлению ускорение g, с которым движется первый космический корабль, мы достигнем того, что оба космических корабля будут двигаться с одинаковым ускорением относительно коперниковой системы отсчета.  [c.355]

Но зато ускорения, сообщаемые космическому кораблю другими силами (тягой реактивного двигателя ракеты-носителя и сопротивлением воздуха на участках выхода на орбиту и спуска на Землю), резко возрастают и соответственно возрастают силы инерции. Ускорения, сообщаемые тягой реактивного двигателя при запуске космического корабля и выводе его на орбиту спутника Земли, достигают десятка g. Такой же величины достигают и те ускорения (отрицательные), которые создает сопротивление воздуха при входе космического корабля в плотные слои атмосферы.  [c.358]

Силу тяги реактивного двигателя определяют на основании закона сохранения количества движения.  [c.565]

Контрольный контур для определения тяги реактивного двигателя  [c.275]

На рис. 14 показана схема эжектора, включающая сопло а высоконапорного (эжектирующего) газа, сопло б низконапорного (эжектируемого) газа, приемную трубку в ( смесительную камеру). Внутренняя поверхность приемной трубки профилируется в зависимости от назначения эжектора и режима его работы. Это особенно характерно для случая использования эжекторного сопла для увеличения тяги реактивных двигателей летательных аппаратов [3]. Обычно приемная трубка выполняется цилиндрической или, как это рекомендуется в работе [17], конической для компенсации роста толщины пограничного слоя по длине капала. В данной работе ограничимся исследованием двух последних вариантов исполнения эжектора, работающего в звуковом и дозвуковом режимах течения газа.  [c.247]

Упоры для установки изделий при подаче их к машинам или станкам В 65 Н 9/(04, 06) Управление [F 02 (воздухозаборниками газотурбинных установок или реактивных двигательных установок С 7/057 нагнетателями В 37/(12-14) ракетными двигательными установками К 1/76, 9/(00, 26, 56-58, 80) реверсами тяги реактивных двигателей К 1/76, 9/92 соплами или сопловыми насадками реактивных двигателей К 1/15) движением транспортных средств G 05 D 1/00-1/12 движителями транспортных средств на воздушной подушке V 1/14-1/15 коробками передач на транспортных средствах К 20/00, 23/00) В 60 В 61  [c.200]

Если обозначить через М,, массу газа, истекающего из сопла реактивного двигателя за некоторый промежуток времени Д т, через Шр — скорость истечения этого газа относительно летательного аппарата (реактивного самолета или ракеты), а через F — силу тяги реактивного двигателя, то в соответствии со вторым законом Ньютона  [c.346]

Как известно, сила тяги реактивного двигателя на расчетном режиме определяется из [1]  [c.99]

Реактивными двигателями называют такие двигатели, в которых энергия первичного источника (химическая, ядерная, электрическая) идет на создание или приращение кинетической энергии газовой струи, вытекающей из двигателя, а получающаяся при этом сила реакции непосредственно используется как движущая сила летательного аппарата—сила тяги. В отличие от поршневого авиационного двигателя, в котором химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу на валу воздушного винта, являющегося движителем (устройством, создающим тягу), реактивный двигатель представляет собой тепловую машину, органически совмещающую в себе тепловой двигатель и движитель.  [c.9]

Общее выражение для определения величины силы тяги реактивного двигателя, выведенное на основании закона об изменении количества движения струи газа, проходящего через двигатель, имеет вид  [c.214]

Очень часто при исследовании динамических процессов, возникающих, например, в механических системах, приходится сталкиваться с анализом возможных воздействий, природа которых нам полностью не ясна. Эти воздействия могут вызываться как внешними неконтролируемыми (случайными) возмущениями, так и неконтролируемыми изменениями геометрии и параметров системы например, неровности дороги (рис. В.1, а) или аэродромного покрытия (рис. В.1, 6), вызывающие вибрации движущихся по ним объектов (рис. В.1), газодинамические и технологические эксцентриситеты тяги реактивного двигателя, разбросы параметров систем амортизации (рис. В.2).  [c.6]

Программа изменения тяги тормозного двигателя должна обеспечить такие законы уменьшения скорости космической станции, при реализации которых в момент прилунения скорость станции была бы равна нулю (или достаточно мало отличалась от нуля). Здесь опять возникают задачи оптимизации тяги реактивного двигателя, обеспечивающего прилунение при минимальном расходе топлива.  [c.42]

Величину силы тяги можно оценить еще и так ежесекундно масса воздуха [Ац получает относительно Земли количество движения р-в (с — V) под действием сил со стороны самолета. Следовательно, по закону сохранения количества движения на такую же величину должно за секунду возрасти и количество движения самолета относительно Земли поэтому рз(с — у) равно импульсу силы тяги реактивного двигателя за секунду, а импульс силы за секунду равен самой силе.  [c.108]

Реактивную силу вытекающей струн можно определить опытным путем, если измерить силу, действующую на сосуд, при помощи динамометра, как это схематически показано на рис. 300. Примерно таким же способом измеряют силу тяги реактивных двигателей и ракет.  [c.374]

Совершенно ясен смысл этого выражения первый член дает радиальную составляюш ую реактивной силы (силы тяги реактивного двигателя), а второй член равен центробежной силе. Отсюда заключаем, что множитель Л равен ограничиваюш ей силе, которая должна быть приложена к точке (ракете), чтобы она двигалась по окружности заданного радиуса Я.  [c.74]

Следующий 4.2 посвящен точным методам решения экстремальных задач о вертикальном подъеме с помощью аппарата вариационного исчисления и решения соответствующих уравнений Эйлера. Подробно исследуются оптимальные режимы движения, обеспечивающие максимальную высоту подъема ракеты, оптимальный закон программирования тяги реактивного двигателя в однородной и неоднородной атмосфере для линейного и квадратического закона сопротивления среды.  [c.106]

Заключительный 4.3 главы состоит из двух частей. В каждой из них рассматривается задача об оптимальном программировании реактивного ускорения как результата действия силы тяги реактивного двигателя. В первой части эта задача анализируется в рамках классического вариационного исчисления, когда на минимизируемый функционал качества накладываются дополнительные дифференциальные (неголономные) и краевые условия. Большое внимание уделяется изучению свойств оптимального режима движения и выявлению его особенностей в критических точках траектории. Во второй части параграфа для решения аналогичной задачи предлагается воспользоваться методами теории оптимального управления, поскольку на управление (реактивное ускорение) дополнительно накладываются ограничения в виде неравенств. В качестве универсального средства синтеза оптимального управления выбран принцип максимума Понтрягина.  [c.106]

Ниже рассматриваются вариационные задачи об оптимальном программировании ускорения a(t), создаваемого тягой реактивного двигателя, помеш енного в точку с переменной массой M(t) (более подробное изложение см. в работе [101]). Движение точки осу-ш ествляется в поле одного гравитационного центра с ускорением g r,t) = -/ r/ rp, где к = к — гравитационная постоянная,  [c.126]

С учетом выполнения гипотезы Циолковского о постоянстве относительной скорости отбрасываемых частиц оптимальный закон изменения массы однозначно определяет оптимальную программу изменения тяги реактивного двигателя. Возникаюш ие отсюда задачи о нахождении этих оптимальных законов сводятся либо к простейшей задаче вариационного исчисления, либо к вариационной задаче на условный экстремум.  [c.139]

Найденные законы изменения скорости V и расстояния позволяют определить оптимальный удельный секундный расход массы (найти закон программирования тяги реактивного двигателя на активном участке полета), при котором полная высота подъема будет максимальной. Зная е, исключим из формул для Т, VI, Н время и выразим эти величины в функции параметра а.  [c.50]

Детали вычислений см. в статье Алексеев Б. А., Оптимальное программирование тяги реактивного двигателя при движении летательного аппарата по заданной траектории. Труды ВВИА имени Жуковского , Л Ь 961, 1962.  [c.171]

Вначале допустим также постоянство тяги реактивного двигателя и постоянство коэффициента трения. В простейшем случае будем считать, как это делают многие исследователи, что на всем участке разбега самолет движется так, что сила тяги двигателя направлена горизонтально. Уравнения движения центра масс самолета в проекциях на оси Ох (горизонталь) и Оу (вертикаль) можно записать в следующем виде (фиг. 36)  [c.184]

ТО МЫ Прежде всего должны разделить случай, когда тело отсчета испытывает ускорение под действием только силы тяготения, и случай, когда телу отсчета сооби ают ускорение еще какие-либо силы, возникшие в результате иепосредственного соприкоснонения с телом отсчета -других тел (например, силы тяги реактивного двигателя, соприкасающегося с ракетой-носителем космического корабля).  [c.113]

Состояние невесомости наступает в баллистических ракетах ) и космических кораблях после того, как прекратилась работа двигателей и ракета или космический корабль вышли из плотных слоев атмосферы. Вначале под действием силы тяги реактивных двигателей (см. 124), направленной вверх, ракета или корабль движутся с большим ускорением о и набирают вертикальную скорость. В это время на корабль и находящиеся в нем тела, помимо силы земного тяготения и силы тяги двигателей, действует сила сопротивления воздуха, направленная против скорости корабля, т. е. ВНИИ, и несколько уменьшающая ускорение корабля. Но все же это ускорение а по величине значительно превосходит ускорение свободного падения g (например, по данным иностранной печати а может достигать 9—10 ). В этом случае корпус корабля и все тела в кабине корабля будут находится в таком же состоянии, как тела, взвешиваемые в кабнне лифта, движущегося кверху с ускорением а.  [c.190]

Можно считать, что как при подъеме, так и при спуске корабля он испытывает направленные кверху ускорения, величина которых в десяток и больше раз превосходит ускорение, которое под действием сил тяготения Земли испытывает корабль при движении по орбите спутн1псилы тяги реактивного двигателя или силы сопротивления воздуха ускорение порядка lOg, то в системе отсчета, связанной с космическим кораблем, возникает поле сил инерции с той же напряженностью, по обратное по знаку. Ясно, что при возникновении этих больп их сил инерции состояние невесомости нарушается и движение тел внутри космического корабля определяется практически только действием сил инерции.  [c.359]

В непосредственной связи с работой Ф. А. Цандера Перелеты на другие планеты (1924) находится решение задачи о выведении искусственного спутника Земли на орбиту, которая стала предметом ряда исследований. Например, в работе Д. Е. Охоцимского и Т. М. Энеева Некоторые вариационные задачи, связанные с запуском искусственного спутника Земли (1957), рассмотрен вопрос о том, как должно изменяться во времени направление тяги реактивных двигателей, чтобы было обеспечено выведение спутника на заданную орбиту с минимальным расходом топлива. При этом предполагается, что выведение спутника на орбиту осуществляется при помощи ракетного ускорителя, состоящего из одной или нескольких ступеней. Исследование проводилось в предположении, что отсутствуют аэродинамические силы и поле земного тяготения является плоско-параллельным.  [c.308]

В работе 2 Д. Е. Охоцимского и Т. М. Энеева указывается метод нахождения закона изменения по времени направления тяги реактивного двигателя для обеспечения вывода спутника на заданную орбиту с минимальным расходом топлива, дается метод определения наивыгоднейшего режима расходования топлива. Эти же вопросы рассматриваются авторами для многоступенчатой ракеты.  [c.243]

Рассмотренный нами на рис. 1 реактивный двигатель находится в относительном потоке воздуха в состоянии покоя, и, следовательно, полная сила реакции, получающаяся как результат воздействия на РД проходящей через него струи, должна уравновеситься с одной стороны гидродинамическим давлением воздуха на внешнюю поверхность AB D двигателя, а с другой стороны — или сопротивлением самолета, к которому присоединен РД, или какой-нибудь внешней силой R. Сила R, которую мы назовем свободной тягой реактивного двигателя, будет, таким образом, равнодействующей сил давления воздуха как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхность РД.  [c.18]

Напомним, что R есть свободная сила тяги, т. е. та тяга, которую может дать реактивный аппарат, если принять во внимание давление воздуха (но не трение) на внешней поверхности AB D реактивного двигателя. Уравнение (16) для несжимаемой жидкости известно как уравнение Ранкина для случая сжимаемой, упругой среды выражение силы тяги реактивного двигателя как будто не было известно. Заметим, что  [c.20]

Возможность создания реактивного двигателя, используюш его внешнюю среду, обсуждалась и ранее. Однако Б. С. Стечкин дал формулу для определения силы тяги реактивного двигателя при движении его в сжимаемой среде. Кроме того, в статье впервые изложены понятия и выведены формулы основных к. п. д. воздушно-реактивных двигателей.  [c.408]

Общее исследование движения ракеты показывает, что конечная скорость ракеты может быть увеличена несколькими способами путем повышения удельной тяги реактивного двигателя, путем повышения отношения начального веса ракеты с топливом к весу полезного груза, путем снижения веса конструкции. Существует еще и гиперреактивный путь увеличения скоростных показателей — за счет придания процессу изменения массы динамического, т.е. ускорительного характера.  [c.85]

Для класса прямолинейных движений уравнение И. В. Мещерского содержит одну свободную (управляющую) функцию — закон изменения массы точки. Если принять дополнительную гипотезу о постоянстве относительной скорости отбрасываемых частиц (гипотеза Циолковского), тогда закон изменения массы точки однозначно определяет программу изменения тяги реактивного двигателя. Задача определения законов изменения массы точк№, при которых некоторые интегральные характеристики движения становятся оптимальными, есть по существу задача оптимального программирования величины тяги двигателя. Как было показано в 2 этой главы, задачи программирования тяги ракетного двигателя, обеспечивающего Ящах, сводятся или к простейшей задаче вариационного исчисления, или к вариационным задачам на условный экстремум.  [c.171]

Определим закон изменения массы точки, т. е. вид функции f(v), так, чтобы точка переменной массы попадала из А в Е в кратчайшее время. Решение этой задачи определит программу изменения тяги реактивного двигателя, так как мы полагаем Vr= = onst. По условию задачи расстояние между точками Л и известно, т. е. интеграл (6) имеет заданную постоянную величину, и мы можем дать следующую математическую формулировку поставленной задаче.  [c.173]

В рассмотренных в пп. 1—2 случаях оптимального разбега самолета мы считали силу тяги реактивного двигателя постоянной и равной ее значению при у = 0 Для турбореактивных двигателей, особенно при больших скоростях отрыва, целесообразно учесть некоторое уменьшение силы Ф с увеличением скорости движения самолета. Рассмотрение характеристик современных турбореактивных двигателей показывает, что в диапазоне скоростей О—120 м1сек при Я = 0 тяга двигателя убывает по линейному закону, т. е. можно полагать  [c.194]

Из (61) ясно, что влияние уменьшения тяги реактивного двигателя с возрастанием скорости разбега будет практически несущественным и приближенные формулы (14) и (16) можно рекомендовать для использования. Если в разложении в ряд tghyp(pгi) удерживать слагаемые с (Р0 > то для многих классов современных самолетов получаемые результаты почти не отличаются от расчетов по формулам (14) и (16). Следовательно, если под рукой нет таблиц соответствующих функций, можно характеристики разбега исследовать по формулам  [c.196]

Мы можем, исходя из (13) и (14), формулировать различные вариационные задачи, относящиеся к исследованию динамических характеристик правильного виража. Так, например, можно искать законы изменения тяги реактивного двигателя ( программирование тяги), при которых время полета от точки В до точки Е будет экстремальным. Можно искать законы программирования тяги, обеспечивающие максимальный путь I при заданном расходе топлива. Можно формулировать две изопериметрические задачи, а именно 1) найти закон программирования тяги реактивного двигателя, при котором Т==Тех1т, а длина пройденного пути 1 = 1о, и 2) найти закон программирования тяги реактивного двигателя, при котором Ь = а время полета фиксировано, т. е. Т=То. Математически указанные выше вариационные задачи сводятся к определению функции f=f v), так как, зная f=f(v), мы можем из (13) найти 1 = р1 и), а затем, исключая V, определить f=iit). Реактивная сила определяется тогда соотношением  [c.226]

mash-xxl.info

Реактивный двигатель — Википедия РУ

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т. н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (см. ионный двигатель).

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

Особенности реактивных двигателей

  • Сила тяги реактивного двигателя не зависит от наличия окружающей среды[1].
  • Сила тяги реактивного двигателя не зависит от скорости движения ракеты[1].
  • Полезная мощность реактивного двигателя пропорциональна скорости ракеты[1].
  • При скорости ракеты, большей, чем половина скорости истечения газов двигателя, полезная мощность реактивного двигателя становится больше полной мощности (парадокс силы тяги реактивного двигателя)[1].

Классы реактивных двигателей

Существует два основных класса реактивных двигателей:

Составные части реактивного двигателя

Любой реактивный двигатель должен иметь, по крайней мере, две составные части:

Основные технические параметры реактивного двигателя

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга (иначе — сила тяги) — усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата.

Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов реактивных двигателей, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

ПуВРД — Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, ТРД — Турбореактивный двигатель, ПВРД — Прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ГПВРД — Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

История

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарёва А. В. Факультативный курс физики. 8 класс. — М.: Просвещение, 1985. — Тираж 143 500 экз. — С. 140 - 141

См. также

http-wikipediya.ru

Реактивный двигатель Вики

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т. н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (см. ионный двигатель).

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

Особенности реактивных двигателей[ | код]

  • Сила тяги реактивного двигателя не зависит от наличия окружающей среды[1].
  • Сила тяги реактивного двигателя не зависит от скорости движения ракеты[1].
  • Полезная мощность реактивного двигателя пропорциональна скорости ракеты[1].
  • При скорости ракеты, большей, чем половина скорости истечения газов двигателя, полезная мощность реактивного двигателя становится больше полной мощности (парадокс силы тяги реактивного двигателя)[1].

Классы реактивных двигателей[ | код]

Существует два основных класса реактивных двигателей:

Составные части реактивного двигателя[ | код]

Любой реактивный двигатель должен иметь, по крайней мере, две составные части:

Основные технические параметры реактивного двигателя[ | код]

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга (иначе — сила тяги) — усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата.

Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов реактивных двигателей, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

ПуВРД — Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, ТРД — Турбореактивный двигатель, ПВРД — Прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ГПВРД — Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

История[ | код]

Реактивный двигатель был изобретен Гансом фон Охайном (Dr. Hans von Ohain), выдающимся немецким инженером-конструктором и Фрэнком Уиттлом (Sir Frank Whittle).Первый патент на работающий газотурбинный двигатель был получен в 1930 году Фрэнком Уиттлом. Однако первую рабочую модель собрал именно Охайн.

2 августа 1939 года в Германии в небо поднялся первый реактивный самолёт — Хейнкель He 178, оснащённый двигателем HeS 3, разработанный Охайном.

Примечания[ | код]

  1. ↑ 1 2 3 4 Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарёва А. В. Факультативный курс физики. 8 класс. — М.: Просвещение, 1985. — Тираж 143 500 экз. — С. 140 - 141

См. также[ | код]

ru.wikibedia.ru