0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое дюза двигателя

Форсунка — Propelling nozzle

Метательное сопло является соплом , которое преобразует внутреннюю энергию рабочего газа в пропульсивную силу; именно сопло, образующее струю, отделяет газовую турбину , являющуюся газогенератором , от реактивного двигателя .

Форсунки ускоряют доступный газ до дозвуковых , околозвуковых или сверхзвуковых скоростей в зависимости от настройки мощности двигателя, их внутренней формы и давления на входе в сопло и выходе из него. Внутренняя форма может быть сходящейся или сходящейся-расходящейся (CD). Сопла CD могут ускорять струю до сверхзвуковых скоростей в расширяющейся части, тогда как конвергентное сопло не может ускорять струю сверх звуковой скорости.

Форсунки могут иметь фиксированную геометрию или изменяемую геометрию для обеспечения различных зон выхода для управления работой двигателя, когда он оборудован форсажной камерой или системой повторного нагрева. При оснащении форсажных двигателей соплом КД площадь горловины может изменяться. Сопла для сверхзвуковых скоростей полета, при которых создаются высокие отношения давления сопла, также имеют расходящиеся секции с изменяемой площадью. Турбореактивные двухконтурные двигатели могут иметь дополнительную и отдельную форсунку, которая дополнительно ускоряет перепускной воздух.

Форсунки также действуют как ограничители потока, последствия которых составляют важный аспект конструкции двигателя.

Важные нюансы

Нет способов изготовления любого оборудования, которые бы не подразумевали наличия некоторых нюансов. Из-за особенностей строительной промышленности сборка своими руками устройств для изготовления стройматериалов имеет особую специфику. Специалисты выделяют такие требования:

  • размер центрального отверстия — 10 мм;
  • соотношение 3:1 подходит для пропорциональных размеров глубины сопла и диаметра на выходе из него;
  • глубина сопла и его входной диаметр должны быть не больше 30 мм и находиться в соотношении 1:1.

Чтобы изготовить пенопатрон, необходимо подобрать проволочную, а не спиралевидную сетку Лучше всего отдавать предпочтение сеткам, сделанным из нержавейки. Их, как и фильтр выхода пены из устройства, можно приобрести в магазине.

Корпус пенопатрона необходимо наполнить сетками, а на выходе закрепить ершик. Ершик можно и не ставить, но в этом случае не получится избежать разбрызгивания пены на выходе из сопла. Изготовление пеногенератора с условием предварительной подготовки не составит больших сложностей, а полученное устройство качественно прослужит в течение продолжительного времени.

>Пеноблоки своими руками на самодельном оборудовании – как сделать?

Расчёт сопел современных ракетных двигателей

Введение

Сопло ракетного двигателя- техническое приспособление, которое служит для ускорения газового потока, проходящего по нему до скоростей, превышающих скорость звука. Основные виды профилей сопел приведены на рисунке:

По причине высокой эффективности ускорения газового потока, нашли практическое применение сопла Лаваля. Сопло представляет собой канал, суженный в середине. В простейшем случае такое сопло может состоять из пары усечённых конусов, сопряжённых узкими концами:

В ракетном двигателе сопло Лаваля впервые было использовано генералом М. М. Поморцевым в 1915 году. В ноябре 1915 года в Аэродинамический институт обратился генерал М. М. Поморцев с проектом боевой пневматической ракеты.

Ракета Поморцева приводилась в движение сжатым воздухом, что существенно ограничивало ее дальность, но зато делало ее бесшумной. Ракета предназначалась для стрельбы из окопов по вражеским позициям. Боеголовка оснащалась тротилом.

В ракете Поморцева было применено два интересных конструктивных решения: в двигателе имелось сопло Лаваля, а с корпусом был связан кольцевой стабилизатор. Подобные конструкции используются и в настоящее время, но уже с твёрдотопливным двигателем и системой автоматического наведения:

Однако проблемы остались старые, но уже в современном исполнении: ограниченная дальность до 3 км., наведение и удержание цели в условиях хорошей видимости, что для настоящего боя не реально, не защищённость от электромагнитных заградительных помех и, наконец, но не в последнюю очередь, высокая стоимость.

Теоретические основы

Эффективные сопла современных ракетных двигателей профилируются на основании специальных газодинамических расчётов. Основное уравнение, связывающее градиент площади сечения, градиент скорости и число Маха, следующее:

где: S – площадь сечения сопла; v – скорость газа; M – число Маха (отношение скорости газа в какой-либо точке потока к скорости звука в этой же точке).

Анализируя это соотношение, получаем, что в сопле Лаваля могут осуществляться следующие режимы течения:

1) M 0 (из уравнения). Дозвуковой поток в сужающемся канале ускоряется.
б) >0, тогда 1 – поток на входе сверхзвуковой:
а) 0, тогда >0. Сверхзвуковой поток в расширяющемся канале ускоряется.
3) = 0 – самое узкое место сопла, минимальное сечение.
Тогда возможно либо М = 1 (поток переходит через скорость звука), либо = 0 (экстремум скорости).

Какой из режимов реализуется на практике, зависит от перепада давлений между входом в сопло и окружающей средой.

Если давление, достигаемое в критическом сечении, превышает наружное давление, то поток на выходе из сопла будет сверхзвуковым. В противном случае он остается дозвуковым. [2]

— условие сверхзвукового истечения.

где: p* – давление торможения (давление в камере); pкр – давление в критическом сечении сопла; pнар – давление в окружающей среде; k – показатель адиабаты.

Если известны параметры в камере сгорания, то параметры в любом сечении сопла можно узнать по следующим соотношениям:

или ;

температуру:

или ;

или ;

или .

В этих формулах – λ – приведенная скорость, отношение скорости газа в данном сечении сопла к скорости звука в критическом сечении, R – удельная газовая постоянная. Индексом «*» обозначены параметры торможения (в данном случае – параметры в камере сгорания).

Постановка задачи

1. Рассчитать параметры течения потока газов в сопле Лаваля: для этого профиль сопла Лаваля разбивается на 150 контрольных точек – . Разбиение осуществляем таким образом, чтобы минимальное сечение располагалось в точке . Определяются значения газодинамических функций давления, плотности и температуры в каждом сечении.

2. Расчёты выполнить средствами высокоуровневого свободно распространяемого языка программирования Python по следующей расчётной схеме и исходным данным:

Рисунок 1-Профиль сопла Лаваля

Таблица 1-Исходные данные

Приведенные исходные данные носят демонстрационный характер.

Расчёт сопла Лаваля средствами Python

Для продолжения решения задачи на Python, нужно связать λ – приведенную скорость газа с координатой x вдоль продольной оси. Для этого я воспользовался функцией fsolve из библиотеки SciPy со следующей инструкцией:

fsolve( , ,xtol=1.5 · 10^8)

Привожу фрагмент программы для управления решателем с одной стартовой точкой:

Это единственно возможное на Python решение сложного алгебраического уравнения со степенной функцией от показателя адиабаты k. Например, даже для упрощённого уравнения с использованием библиотеки SymPy, получим недопустимое время расчёта только одной точки:

Время работы решателя: 195.675
0.16
1.95

Время работы программы: 0.222

Полученная эпюра распределения скоростей газового потока полностью соответствует изложенной выше теории. При этом, по предложенному алгоритму и библиотеке, время расчёта в 150 точках в 1000 раз меньше, чем для одной точки с использованием solve sympy.

Читать еще:  1hz двигатель сколько лошадей

Время работы программы: 0.203

Вывод

Температура на выходе из сопла уменьшается по приведенному в листинге уравнению газодинамики. Время выполнения программы приемлемое —0.203.

Время работы программы: 0.203

Вывод

Давление на выходе из сопла уменьшается по приведенному в листинге уравнению газодинамики. Время выполнения программы приемлемое -0.203.

Возникновение силы тяги от действия давления газа схематично показано на рисунке:

Время работы программы: 0.203

Вывод

Плотность газа на выходе из сопла уменьшается по приведенному в листинге уравнению газодинамики. Время выполнения программы приемлемое.

Цветовая маркировка

Внимание! Все приведённые далее рекомендации Graco даны для американского рынка с американскими материалами, которые отличаются высоким качеством и стабильностью. Напрямую применять рекомендации к материалам, произведенным в странах СНГ не представляется возможным по причине заметно отличающего не в лучшую сторону качества данных материалов.

Зеленые и синие сопла:
██████████████████████████████
██████████████████████████████

Финишные декоративные краски008 — 010
Лаки010 — 014
Морилка, политура, протрава012 — 014
Масляные краски, эмали012 — 015
Латексные краски015 — 019
Акриловые краски015 — 019
Силикатные краски015 — 019
Эмульсии017 — 021
Силиконовые краски021 — 025
Мультиколор (мозаичные краски)023 — 025
Блок-филлеры023 — 025
Для масштабных проектов025 — 031

Коричневые сопла:
██████████████████████████████

Блок-филлеры027 — 031
Огнезащитные материалы029 — 035
Шпатлевки полимерные029 — 041
Эластомеры027 — 033
Мастики041 — 047
Эпоксидные материалы043 — 061
Битум с волокнами047 — 053
Битум031 — 071
Минеральные краски027 — 033

Желтые сопла:
██████████████████████████████

Краска для дорожной разметки013 — 055
Высококачественная краска
для наружных работ
015 — 021

Черные сопла:
██████████████████████████████

Универсальные сопла первого поколения,
совместимость: оранжевый соплодержатель

Серые сопла:
██████████████████████████████

Материалы для промышленной окраски007 — 081

Числовая маркировка

Обозначение сопла трехзначным числом: первая цифра обозначает угол раскрытия факела (данную цифру надо умножить на 10).

Последующие две цифры означают средний диаметр проходного отверстия сопла в тысячных долях дюйма (если это число мы умножим на 0.025 — получим диаметр отверстия в мм).

Чтобы понять, какой ширины будет факел краски, можно умножить первую цифру на 5.
К примеру, для серии сопел LP3xx: 3 х 5 = 15. Ширина факела составит приблизительно 15 см на стандартном расстоянии 30 см от окрашиваемой поверхности.

1) синие сопла серии WR, у них четыре цифры, первые две отвечают за угол распыления.

2) желтые разметочные сопла, в их маркировке четыре цифры 5xxx. Первую пятёрку здесь не учитываем — это часть серии сопла.

Артикул каждого сопла начинается с обозначения серии.

Пример: серое сопло XHD511.
Расшифровка: XHD — промышленная серия сопел для тяжелых условий эксплуатации — вязких материалов и высокого давления.
угол раскрытия факела: 50° (5х10)
диаметр сопла: 0,011″.

Выбор сопла

Graco рекомендует следующий порядок определения подходящего сопла:

1. Материал
Хорошие производители ЛКМ в паспорте каждого материала явно указывают, соплами какого диаметра данный материал рекомендуется наносить.
В отсутствии таких данных руководствуйтесь вышеприведённой таблицей .

2. Ширина факела
Зависит от размеров окрашиваемой конструкции и от требуемого качества покрытия. Более узкий факел легче контролировать — дает экономию материала и высокое качество покрытия. Более широкий факел повышает скорость работ, но может снижать качество (могут появляться брызги).

3. Распылитель — подтвердите совместимость
Каждый аппарат имеет свои ограничения по применяемым соплам. Например, аппарат GX21 полностью раскрывает факел сопел в диапазоне x13-x19.

4. Протестируйте сопло на материале
Полностью соберите окрасочную систему и выполните тестовый выкрас на ровной поверхности. Если по краям факела (даже при давлении на аппарате, установленном на максимальное значение) образуются полосы — данное сопло не подходит для данной системы аппарат-материал. Возьмите сопло с меньшим отверстием.
Если сопло часто забивается — возьмите сопло с большим отверстием.
Если не помогает ни то ни другое — подготовьте материал, предварительно его отфильтровав, либо возьмите более производительный аппарат.

На выбор сопла влияет множество параметров, такие как тип и вязкость материала; тип, линейные размеры, общую площадь окрашиваемых конструкций, максимальное давление, создаваемое аппаратом; скорость нанесения; баланс качества нанесения / частоты забивания сопла; необходимая толщина мокрого слоя; температура окружающей среды, температура материала и другие. Предсказать заранее все эти параметры не представляется возможным, поэтому у профессионального маляра в арсенале обычно есть определенный набор сопел, которые меняются в зависимости от текущих условий работ.

В таблицах Graco приводится расход сопла (производительность или поток) на чистой воде при давлении в 138 бар. Это скорее теоретический предел сопла. Реальная производительность будет тем ниже, чем более вязкий применяется материал.

Введение

Сопло Лаваля – техническое приспособление, которое служит для ускорения газового потока проходящего по нему до скоростей, превышающих скорость звука. Широко используется на некоторых типах паровых турбин и является важной частью современных ракетных двигателей и сверхзвуковых реактивных авиационных двигателей.

Сопло представляет собой канал, суженный в середине. В простейшем случае такое сопло может состоять из пары усечённых конусов, сопряжённых узкими концами. Эффективные сопла современных ракетных двигателей профилируются на основании специальных газодинамических расчётов.

Сопло было предложено в 1890 г. шведским изобретателем Густафом де Лавалем для паровых турбин. В ракетном двигателе сопло Лаваля впервые было использовано генералом М. М. Поморцевым в 1915 г.

Феномен ускорения газа до сверхзвуковых скоростей в сопле Лаваля был обнаружен в конце XIX в. экспериментальным путём. Позже это явление нашло теоретическое объяснение в рамках газовой динамики.

Принцип работы устройства

Выбирая инструмент для бытового или профессионального использования, важно иметь хотя-бы поверхностное представление о принципе его работы. Понимая, как работает устройство и из каких компонентов состоит, можно сделать более оптимальный выбор и выявить возможные дефекты, прежде чем совершить покупку.

Первое и самое банальное, о чем необходимо знать, что работает пневматический краскопульт с компрессором, который непрерывно подает сжатый воздух в устройство, по герметичному шлангу. Сперва воздух попадает в рукоять пистолета, где упирается в заслонку, отодвигаемую нажатием курка. Следом поток проходит по стволу, попадает в каналы, потом в дюзу и воздушную головку. Лакокрасочный материал подается чуть позднее, когда на курок происходит более сильный нажим. Краска подается из центрального отверстия дюзы, когда конус иглы отодвигается назад. Подхваченный напором, идущем из отверстий воздушной головки, материал разбивается на мельчайшие капли и стремительно вырывается вперед.Приведенная выше последовательность – это лишь краткое описание того, как работает воздушный краскопульт. Ознакомится с более детальным разбором компонентов и устройства в целом, Вы можете в отдельной, специально подготовленной статье на нашем сайте (Как работает пневматический краскопульт).

Читать еще:  Щелчки при запуске двигателя лада калина

Плюсы и минусы пневматических краскопультов

Одним из самых главных и достойных конкурентов пневматического краскопульта, особенно в бытовом применении, является его электрический аналог. Инструменты подобного типа, работают по принципу безвоздушного распыления, выплевывая поток краски из сопла под большим давлением.

Электрические краскопульты достаточно эффективны и имеют заслуженную популярность, но в некоторых моментах значительно уступают воздушным устройствам. Давайте рассмотрим, какими достоинствами и недостатками обладает пневматический краскопульт, относительно безвоздушного распылителя.Плюсы

  1. Качество покрасочного слоя, созданного пневматическим краскопультом, не имеет равных и значительно превосходит возможности безвоздушного способа.
  2. Надежность деталей и инструмента в целом, весьма высока. Так как пневмокраскопульт состоит из металлических деталей, стойких к износу и коррозии, вывести его из строя достаточно сложно. Про электроинструмент из пластика такое сказать сложно.
  3. Универсальность аппарата, добавляемая возможностью смены сопел, позволяет использовать краскопульт для распыления материалов различной степени вязкости. Электрокраскопульты, хоть и могут иметь в комплекте сменные сопла, все-же достаточно требовательны к консистенции смеси (слишком жидкая подтекает, а густая разбрызгивается с трудом).
  1. Требуется компрессор для бесперебойной подачи сжатого воздуха. Данный пункт не считается недостатком, если необходимое оборудование уже имеется в Вашем хозяйстве. Если же источника воздуха нет, то его покупка, вместе с окрасочным пистолетом, редуктором и шлангом, будет стоит в 3-5 раз дороже электрокраскопульта.
  2. Качественное покрытие требует опыта и настройки инструмента. На пистолете может быть 2-3 регулятора (подачи воздуха, материала и ширины факела). Для правильной калибровки инструмента необходимо знать его требования к объему подаваемого воздуха и иметь редуктор с манометром. Лишь настроив инструмент правильно, можно получить максимально равномерное распыление.
  3. Чистота подаваемого воздуха играет важную роль при создании идеально ровной поверхности (покраски авто). Если в воздухе будет присутствовать влага, масла или грязь, на поверхности обязательно образуются дефекты в виде кратеров, пятен или выпуклостей. Для самых ответственных заданий, между компрессором и пистолетом подключается влагоотделитель или целый блок подготовки воздуха. В защиту пневматического инструмента, можно сказать, что электрические краскопульты для подобных целей, планку качества не проходят вовсе.

Если Ваши требования к краскопульту сводятся к получению абсолютно ровного слоя, то пневмокраскопульт будет самым лучшим выбором. Если же задача ограничивается бытовой покраской стен, потолка или забора, и мельчайшие неровности допустимы, электрический инструмент вполне с этим справиться.

Типы распыления

Принцип действия пневматического краскопульта един для всех моделей, независимо от года выпуска или положения бачка. Однако, справедливо будет выделить особенность распыления материала, разбивающую класс устройства на несколько подгрупп. Самые популярные и основополагающие типы распыления, несут наименования HP, HVLP и LVLP.

Для внесения ясности, расскажем о каждом в двух словах.HP (High pressure – Высокое давление) – первая система распыления вышедшая в массы в начале XX века. Долгое время считалась передовой, выдавая высокое качество окрашивания. Не была лишена и недостатков, выражавшихся в высоком потреблении воздуха (до 300 л/мин) и низкой переносимостью ЛКМ на поверхность. Причем вторая проблема вытекала из первой, так как мощность воздушного потока слишком сильно распыляла краску, превращая порядка 60% материала в туман, и донося до поверхности лишь оставшиеся 40%. На сегодняшний день является пережитком прошлого и все реже встречается в продаже.HVLP (High volume, low pressure – Высокий объем, низкое давление) – более эффективный и экологичный тип распыления, увидевший свет в 80-х годах прошлого столетия. Имеет более высокие требования к объему подаваемого воздуха (350 л/мин), но благодаря особой конструкции, снижает выходное давление почти в 2.5 раза, значительно уменьшая образование тумана. Подобные краскопульты переносят до 70% материала на поверхность и широко используются по сей день.LVLP (Low volume, low pressure – Низкий объем, низкое давление) – передовой тип распыления, который успешно используют все современные профессиональные пневматические краскопульты. Был разработан с целью оптимизации процесса покраски, и уменьшения требований к компрессору. Совершенная система требует минимального объема воздуха на входе (150 л/мин), перенося на поверхность более 70% материала. На сегодняшний день, краскопульты подобного типа, считаются наиболее актуальными, как в профессиональном применении, так и в бытовых делах.

Правила выбора инструмента

Совершить оптимальный выбор краскопульта, можно лишь четко осознавая поставленные перед ним задачи. Следует знать приблизительную вязкость материала и подбирать инструмент, укомплектованный дюзой соответствующего диаметра.

Проверить ручной пневматический краскораспылитель на качество сборки и распыления, можно нехитрой последовательностью действий:

  • Первое, на что стоит обратить внимание – это надежность конструкции устройства. Детали должны плотно прилегать друг к другу, без зазоров и люфтов. Полностью соберите инструмент, возьмите за рукоять и слегка потрясите. Если подозрительные колебания и дребезжания отсутствуют, то проверку на выявление явного брака, можно считать пройденной.
  • К сожалению, проверить контур окрасочного факела получиться далеко не на каждой точке продаж, но сделать это необходимо в первую очередь. Придя домой, в гараж или на ближайшую шиномонтажку, подключите краскопульт к компрессору и залейте в бачок растворитель, вместо краски. Таким образом, инструмент не запачкается, и его можно будет вернуть при выявлении проблем. Проверять форму окрасочного факела можно на куске картона, фанере или обычной газете большого формата. Если пятно распыления имеет ровную форму, без изгибов и неравномерного распыления, инструмент может использоваться для покраски.
  • Выбирая краскопульт под компрессор, необходимо точно знать возможности последнего по выработке сжатого воздуха. Слишком слабый не сможет эффективно разбивать струю краски, оставляя на поверхности заметные капли материала.

Зная основные принципы того, как выбрать пневматический краскопульт, Вы сможете приобрести надежный, оптимальный, аппарат для любительского, бытового применения. Подобный инструмент будет стоит в районе 2-х тысяч рублей и сможет вполне достойно справиться поставленными задачами.Если же Вы хотите заниматься аэрозольной покраской на уровне профессионала, посвятив этой деятельности часть своей жизни, обычные китайские распылители не смогут предоставить должного уровня качества. Для выполнения серьезной работы, необходимо ориентироваться на специализированный инструмент от зарекомендовавших себя брендов. Стоимость подобных краскопультов на порядок выше бытовых пневмораспылителей, но в умелых руках, результаты их работы близятся к идеалу.

Читать еще:  Шевроле лачетти не тянет двигатель причина

Рейтинг моделей

Представленные ниже краскопульты, используются преимущественно в профессиональных работах, при покраске мебели, авто и техники. Если в сфере покраски Вы ещё новичок, но решительно настроены стать экспертом в создании превосходного лакокрасочного покрытия, Вам потребуется надежный и качественный инструмент, способный прослужить долгую и верную службу.

На сегодняшний день, можно назвать 4-х передовых производителей пневматических краскопультов: Anest Iwata, Walcom, SATA и DeVILBISS. Продукция данных компаний нацелена на профессиональное использование и имеет достаточно высокую стоимость. В данный рейтинг пневматических краскопультов, мы постарались включить универсальные и сравнительно недорогие аппараты, прошедшие время и критику.

Devilbiss Flg 5 RP (8600 р.)Самая бюджетная модель краскопульта профессионального уровня. Требует для работы всего 270 литров воздуха в минуту и выдает факел, шириной 280 мм. Корпус инструмента выполнен из алюминия, а сопло с иглой из нержавеющей стали. Может работать со всеми типами ЛКМ, кроме красок на водной основе. Продается в картонной коробке без кейса.

Walcom ASTUROMEC 9011 HVLP 210 (10 900 р.)

Недорогой, но вполне достойный пистолет для качественного распыления краски. Несмотря на систему HVLP, требует довольно небольшого объема воздуха в 220 л/мин.

Поставляется в удобном пластиковом кейсе, в комплекте с редуктором, запасными частями (набором стопорных колец, пружинок, прокладок и штоком воздушного клапана), маслом для смазки трущихся частей и комплектом для чистки.

Подобрать сопло (форсунку) в нашем каталоге

Как устроены ракетные двигатели (3 минуты чтения и все понятно)

Двигатели космических ракет тема широко обсуждаемая. Но не все читатели и комментаторы, в общем-то, представляют, как они устроены. Небольшой и короткий ликбез, да еще и с примерами.

Отличие от авиационных, автомобильных и других.

Их много. Но для целей этой статьи важно одно. Ракетным двигателям для работы нужно не только горючее, но и окислитель.

Нам кажется привычным – залил бензин (горючее) в бензобак и поехал. С ракетой так не получится. Автомобильные, авиационные, судовые и другие двигатели работают в условиях плотной кислородсодержащей (окислитель) атмосферы Земли.

Кислород, как известно, необходим для поддержания горения. Ракета плотные слои атмосферы преодолевает в течение короткой стадии полета, сразу же после старта. Поэтому, взять кислород для работы своих двигателей из атмосферы ракета она не может. И поэтому ее заправляют не только горючим

, но и
окислителем
, как правило, кислородом.

Итак, ракетное топливо двухкомпонентное

Само горючее

, как правило это:

Почему «окислитель»? Потому что горение, это и есть химическая реакция окисления, сопровождающаяся высокой скоростью реакций и выделением теплоты и света. (Кстати, образование ржавчины, тление и многие другие процессы также являются окислением, только не столь быстрым)

Есть топливные пары без кислорода. Например, гептил (горючее) – тетраоксид диазота (окислитель). Такая пара используется в двигателях ракет семейства «Протон». Гептил очень токсичен.

Виды движения в атмосфере

Может показаться, что с этого следовало начать статью. Может быть.

Чтобы добраться до космоса, «нужно пролететь атмосферу». Итак, есть несколько видов движения в атмосфере:

Это движение тела в пространстве под действием внешних сил. Снаряды и пушечные ядра, боеголовки баллистических ракет и так далее – все это баллистическое движение. «Вагон-снаряд» отправленный на Луну французским писателем Жюлем Верном в научно-фантастическом романе «Из пушки на Луну», также.

Для создания подъемной силы используется заключенный в оболочке газ (или нагретый воздух) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха.

Воздушные шары, аэростаты, дирижабли — все это летательные аппараты легче воздуха. Американская компания World View собиралась отправлять таким образом туристов в «ближний космос» (какой хороший маркетинговый термин), то есть на высоту 30 километров.

Подъемная сила создается крылом самолета благодаря поступательному движению летательного аппарата, которое сообщает ему силовая установка — авиационный двигатель.

И наконец,
Реактивное движение
Ракетные двигатели — это реактивные двигатели.

Под реактивным движением тела понимают такое движение, которое возникает при отделении от тела (ракеты) некоторой его части (горячие газы из сопла двигателя под высоким давлением) с определенной скоростью относительно него.

Таким образом, ракетный двигатель выбрасывает массу (горящее топливо) в одном направлении, а сам движется в противоположном. Процесс горения ускоряет массы топлива так, что они выходят из сопла ракеты на высокой скорости.

Это были принципы, теперь к устройству.

Начнем с простого

В жидкостных ракетных двигателях топливо и окислитель находятся в жидком состоянии в двух раздельных резервуарах. По трубопроводам они попадают в камеру сгорания. Здесь они перемешиваются и сгорают, создавая поток горячих газов с высокой скоростью и давлением. Эти газы проходят через сопло, которое еще больше их ускоряет, а после выходят, образуя реактивную тягу.

Кажется все просто? На самом деле нет!

Первая инженерная задача

Здесь и далее последовательность задач дана только для упрощения объяснения.

Ввиду высокой температуры горения, и значительного количества выделяемого тепла, даже малой его части достаточно для термического разрушения двигателя. Стенки камеры двигателя и сопло нужно охлаждать.

Но чем? Нужно максимально простое решение, чтобы не усложнять двигатель и не увеличивать его вес.

Самое распространенное: охлаждать одним из компонентов топлива, как правило, это горючее. В стенке камеры сгорания и верхней, наиболее нагреваемой части сопла создаются полости («рубашка охлаждения»), через которые перед поступлением в форсуночную головку камеры сгорания проходит горючее. Таким образом, холодная жидкость сначала циркулирует вокруг перегретых частей двигателя, чтобы охладить их, а затем попадает в камеру сгорания.

Компоненты топлива во многих случаях охлаждаются до более низких температур. Это позволяет повысить их плотность и поместить большее количество топлива в топливные баки. Даже керосин. Например, в Falcon 9 керосин охлаждается с 21 °C до −7 °C. Пр этом его плотность увеличивается на 2,5 %.

Вторая инженерная задача

Компоненты топлива сами в камеру сгорания не будут поступать. Нужны насосы. Они будут создавать высокое давление, чтобы преодолеть давление, которое создает в камере сгорания сжигаемое топливо.

Но нам снова, нужно чтобы двигатель и ракета были максимально простыми и легкими (насколько это можно). Решение нашлось. Часть топлива

используется для работы насосов. Оно подается в небольшую камеру «предварительного» сгорания – газогенератор. Горячий газ из нее приводит в действие турбину, она – приводит в действие топливные насосы. Турбина одна. Насосов два – на одном валу.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector