Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
КАФЕДРА «РАКЕТОСТРОЕНИЕ»
ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА
Методические указания
по выполнению практической работы
“Приближенный расчет процесса в камере РДТТ”
Направление подготовки: 160100 «Авиа- и ракетостроение»
Специальность подготовки: 160701«Баллистика»
Форма обучения очная
Тула 2005
Разработала Н.П. Юрманова, проф., д.т.н.
Цель практической работы
Работа выполняется с целью освоения методики приближенного аналитического расчета процесса и оценки его результатов в сопоставлении с результатами расчета, полученными с использованием численных методов при выполнении курсовой работы (модель процесса термодинамическая).
План практического занятия
На выполнение указанной выше работы отводится 6 аудиторных часов.
В процессе аудиторных занятий следует:
– повторить лекционный материал;
– произвести расчеты основных параметров процесса в переходный, основной периоды и период последействия;
– изобразить графики давлений p(t), полученные с использованием аналитических зависимостей и численных методов расчета;
– сделать анализ результатов расчетов.
Теоретические сведения
Допущения и уравнения для расчета продолжительности переходного периода и толщины сгоревшего слоя топливного элемента за переходный период
Основное допущение: воспламенительный состав сгорает мгновенно, создавая давление pв, при котором воспламеняется основной заряд (
).
Дополнительные допущения:
– заряд горит в соответствии с геометрической гипотезой горения;
– свободный объем камеры не меняется и остается равным свободному начальному объему (W = WD);
– температура газа постоянна и равна температуре в основной (стационарный) период (Т = Тст);
– параметр k (k = сp / сv) равен kТ, т.е. отношению теплоемкостей для газа топлива основного заряда;
– теплоотдача от газа стенкам камеры учитывается введением множителя c (c < 1) перед членом, выражающим приход энергии с газом, образующимся от сгорания основного заряда;
– мембрана вскрывается при давлении pв.
Для определения продолжительности переходного периода (tпер), в качестве исходных используются уравнения:
– энергетическое
;
– состояния
.
Уравнение баланса массы изымается из рассмотрения в связи с допущением о постоянстве температуры газа в камере двигателя.
Система должна быть дополнена зависимостями для 
и 
.
Исходные уравнения сводятся к одному, а именно:
,
которое для двух зависимостей скорости горения от давления – степенной и двучленной линейной приводится к виду:
или
; (1)
или
, (2)
где
; (3)
; (4)
; (5)
. (6)
С целью получения зависимости для tпер уравнения (1) и (2) следовало бы интегрировать в пределах от 0 до tпер и от pв до pст. Но, так как 
и 
, то tпер оказывается равным ¥. Во избежание такого результата допускаем, что переходный период заканчивается тогда, когда p = 0,95 pст.
С учетом этого допущения из уравнений (1) и (2) будем иметь соответственно для степенной и двучленной линейной зависимостей скорости горения от давления
; (7)
. (8)
В качестве исходных условий для определения толщины сгоревшего слоя топливного элемента (епер) используется уравнение скорости горения
(9)
и принимается прямолинейный характер изменения давления за переходный период (рис.1).
Рис.1. График давления в переходный период
В соответствии с рис.1
. (10)
В результате интегрирования выражения (9) получаем
для 
; (11)
для 
, (12)
где
. (13)
