Основной энергетической характеристикой топлива принято считать удельный им. пульс, т. е. величину тяги, развиваемую.

Таким образом, расчет теоретической величины удельного импульса для заданного топлива сводится к определению теплосодержания продуктов сгорания в камере двигателя и на срезе сопла.

С этой целью проводят специальные термодинамические расчеты, B основе которых лежит равенство полного теплосодержания топлива полному теплосодержанию продуктов реакции при данном давлении, а также принцип полного термодинамического равновесия В продуктах сгорания при данной температуре и давлении [3; 7; 77]. При этом принимается во внимание теплота образования компонентов топлива, изменение термодинамических характеристик продуктов сгорания с изменением температуры;

Учитывается диссоциация продуктов сгорания при высокой температуре [86].

В результате таких расчетов определяют температуру продуктов сгорания топлива при различных давлениях, состав и характеристики продуктов сгорания, удельный импульс при заданном давлении в камере.

Полученные результаты являются исходными для последующих расчетов двигателя и различных процессов, протекающих в двигателе при горении топлива, а именно, расчета сопла, геометрии заряда твердого топлива, условий течения продуктов сгорания по камере двигателя или по каналу заряда, расчетов теплоизоляции двигателя и тепловых потерь.

Превращение энергии у различных реактивных двигателей происходит по-разному.

1. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на твердом топливе развивает тягу в полете за счет изменения количества движения струи воздуха, протекающей сквозь двигатель. Схема этого двигателя представлена на рис. 18.1.

Увеличение количества движения происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива.

Воздух, поступающий в двигатель через специальный воздухозаборник (диффузор), является в данном случае и окислителем и рабочим телом.

Повышенное давление в камере сгорания, необходимое для работы двигателя, получается за счет торможения воздуха, поступающего в воздухозаборник со скоростью полета. Чем выше скорость полета, тем выше давление в камере и эффективность двигателя. Напротив, при низких скоростях полета снаряда ПВРД не эффективен. Поэтому ооычно требуется предварительный разгон за счет стартового двигателя до сверхзвуковой скорости полета, после чего включается ПВРД в качестве маршевого двигателя. Эффективность ПВРД характеризуется удельной тягой и коэффициентом тяги. Удельный импульс / определяет

Рис. 18.1. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя на твердом топливе:

/—сверхзвукоьая часть диффузора; 2—дозвуковая часть диффузора; 3— Заряд твердого топлива; 4—Камера сгорания; 5—выходное сопло

Экономичность двигателя, а коэффициент тяги Сд — максимальную величину тяги, которая может быть получена на данном топливе в определенном двигателе.

И’з теории ПВРД известно, что величина удельного импульса / и коэффициента тяги Сд зависит от скорости и высоты полета

Относительный подогрев 9 при работе двигателя на твердом топливе зависит от теплотворной способности топлива Ни