Теория и проектирование ракетных двигателей

Условные обозначения, индексы и сокращения
Условные обозначения
Индексы
Сокращения
Введение
Глава 1 Принцип действия реактивных двигателей
1.1. Классификация реактивных двигателей
1.2. Источники энергии для ракетных двигателей
1.3. Химические ракетные топлива
1.4. Термодинамические циклы воздушно-реактивных и ракетных двигателей
Глава 2 Основные характеристики РДТТ. Тяга двигателя
2.1. Режимы работы сопла
2.2. Удельный импульс тяги
2.3. Расходный комплекс и характеристическая скорость
2.4. Тяговый комплекс и коэффициент тяги
2.5. Использование газодинамических функций для определения тяги, удельного импульса тяги и тягового комплекса
2.6. Коэффициенты полезного действия двигателя
2.7. Полный импульс тяги и его связь с удельным импульсом и расходом топлива
2.8. Мощность
2.9. Удельная масса. Коэффициент массового совершенства РДТТ
Глава 3 Конструкционные, теплозащитные и теплоэрозионностойкие материалы и методы расчета массовых и геометрических характеристик
3.1. Требования к материалам
3.2. Конструкционные материалы
3.3. Теплозащитные материалы и методы расчета уноса массы
3.4. Материалы для соплового аппарата
3.5. Работоспособность вкладыша критического сечения соплового аппарата
3.6. Схемно-конструктивные и массовые характеристики систем и подсистем двигателя
Глава 4 Твердые топлива и заряды ТТ
4.1. Общие положения
4.2. Требования, предъявляемые к твердым топливам
4.3. Химический состав и энергетические характеристики твердых топлив
4.4. Типы твердых топлив
4.5. Способы формования зарядов ТТ
4.6. Технические требования к заряду ТТ
4.7. Типы зарядов ТТ
4.8. Выбор формы заряда ТТ из условия минимизации тепловых потоков и трения на заднем днище
4.9. Расчет поверхности горения, геометрических характеристик и массы зарядов твердого топлива
Глава 5 Термодинамический расчет состава гомогенных и гетерогенных продуктов горения и энергетических характеристик топлив
5.1. Общие положения
5.2. Внутренняя энергия, энтальпия и теплота
5.3. Теплота сгорания и теплота образования
5.4. Термодинамические функции
5.5. Основные исходные данные и допущения для термодинамического расчета
5.6. Термодинамический расчет состава продуктов сгорания и температуры при постоянном давлении. Термодинамическая диссоциация
5.7. Термодинамический расчет продуктов горения при истечении из соплового аппарата
5.8. Термодинамический и теплофизический методы определения состава и свойств гетерогенных систем
Глава 6 Энергетические характеристики. Потери удельного импульса тяги
6.1. Соотношения для тягово-энергетических характеристик с учетом потерь
6.2. Потери удельного импульса тяги в камере сгорания и сопловом блоке
6.3. Потери удельного импульса тяги в камере сгорания
6.4. Потери удельного импульса тяги в сопловом блоке
6.5. Потери, связанные с использованием ТЗП и разгаром критического сечения сопла
6.6. Принципы профилирования сопел из условия минимизации потерь
Глава 7 Ламинарное и турбулентное течения продуктов сгорания
7.1. Общая система уравнений, описывающая течение вязкого газа
7.2. Двумерное ламинарное течение продуктов сгорания
7.3. Одномерное ламинарное течение продуктов сгорания
7.4. Турбулентное течение продуктов сгорания в камере
Глава 8 Процессы горения твердых топлив в камере сгорания
8.1. Механизм стационарного горения твердых топлив
8.2. Законы скорости стационарного горения
8.3. Нестационарная скорость горения ТТ
8.4. Возникновение турбулентного горения заряда твердого топлива в камере сгорания
8.5. Экспериментальное определение коэффициента турбулентного горения и пороговой скорости
8.6. Нестабильное горение заряда ТТ
8.7. Процессы горения металлических частиц в камере сгорания
Глава 9 Предельные условия работы РДТТ
9.1. Выбор предельного давления в камере сгорания
9.2. Предельные условия заряжания РДТТ
9.3. Гидродинамические потери в предсопловом объеме РДТТ
9.4. Определение максимального давления в камере сгорания в начальный период работы двигателя
9.5. Влияние деформирования заряда ТТ на объемную плотность заряжания камеры сгорания
Глава 10 Тепломассообмен в камере сгорания и сопловом аппарате
10.1. Общие положения
10.2. Конвективный теплообмен. Характер течения и теплообмена в пограничном слое
10.3. Радиационный теплообмен
10.4. Тепловое состояние элементов конструкции энергетической системы
10.5. Взаимодействие продуктов горения ТТ с поверхностью стенки энергетической системы
Глава 11 Математическая модель движения многофазной среды при наличии процессов горения, испарения и конденсации частиц
11.1. Общие положения
11.2. Физические предпосылки
11.3. Математическая постановка
11.4. Взаимодействие частиц с газовым потоком
11.5. Разностные методы
Глава 12 Нестационарное движение двухфазных продуктов горения в одномерной постановке
12.1. Механизм взаимодействия двухфазных продуктов сгорания
12.2. Нестационарное течение двухфазных продуктов сгорания в камере сгорания
12.3. Математическая модель движения двухфазной реагирующей среды в канале заряда ТТ в квазиодномерном приближении
12.4. Методы расчета параметров и характеристик двухфазных реагирующих продуктов горения
12.5. Основные уравнения одномерного течения двухфазных продуктов сгорания в сопле
Глава 13 Двумерное течение гомогенных продуктов горения в камере сгорания
13.1. О подобии продольной и радиальной составляющих вектора скоростей
13.2. Система уравнений и граничные условия
13.3. Преобразование дифференциального уравнения в интегральное и определение составляющих профиля скоростей
13.4. Профили скоростей в осесимметричном канале заряда ТТ
Глава 14 Математическое описание нестационарного процесса движения гомогенных продуктов горения в каналах заряда ТТ различной формы
14.1. Обоснование принятых допущений
14.2. Система интегрально-дифференциальных уравнений течения гомогенных продуктов горения в камере сгорания
14.3. Преобразование системы интегрально-дифференциальных уравнений к системе дифференциальных уравнений
14.4. Система уравнений для различных случаев течения гомогенных продуктов горения
14.5. Система уравнений для нестационарного периода функционирования РДТТ в нульмерной постановке
Глава 15 Механизм воспламенения заряда ТТ и выход двигателя на стационарный режим работы
15.1. Основные требования к воспламенительным устройствам
15.2. Типы воспламенительных устройств
15.3. Пиротехнические составы
15.4. Конструкции воспламенительных устройств
15.5. Физическая модель процесса воспламенения
15.6. Механизм зажигания твердых топлив и условия воспламенения
15.7. Виды теплоотдачи от продуктов сгорания ВС к поверхности заряда ТТ
15.8. Скорость газообразования воспламенительного состава
15.9. Принципы построения математических моделей процесса воспламенения
15.10. Уравнения, описывающие нестационарный процесс для воспламенительного периода
15.11. Одномерная нестационарная модель выхода двигателя на стационарный режим работы
15.12. Методы расчета параметров рабочего процесса для воспламенительного периода в нульмерной постановке
15.13. Нульмерная нестационарная модель выхода двигателя на стационарный режим с дожиганием продуктов горения
15.14. Приближенный метод определения временных характеристик двигателя
15.15. Воспламенение заряда ТТ с торцевой поверхностью горения
Глава 16 Методы расчета газодинамических параметров рабочего процесса в камере сгорания для квазистационарного режима работы РДТТ
16.1. Изменение характера течения продуктов сгорания в зависимости от объемной плотности заряжания
16.2. Численные методы расчета газодинамических параметров рабочего процесса
16.3. Течение продуктов сгорания с постоянным тепловыделением по длине канала заряда ТТ
16.4. Течение продуктов сгорания с постоянным тепловыделениеми малоизменяющейся площадью поперечного сечения канала
16.5. Методы решения задачи на компьютере
16.6. Аналитический метод расчета газодинамических параметров рабочего процесса
Глава 17 Режимы работы РДТТ для периода спада давления в камере сгорания
17.1. Способы прекращения работы двигателя
17.2. Физические процессы, протекающие в камере сгорания РДТТ при вскрытии дополнительных отверстий
17.3. Критические условия прекращения работы двигателя
17.4. Методы расчета давления и температуры продуктов сгорания после вскрытия дополнительных отверстий
17.5. Приближенный метод определения площади дополнительных отверстий, обеспечивающих гашение заряда ТТ
17.6. Физические основы процесса гашения заряда ТТ посредством впрыска жидкого хладагента в камеру сгорания
17.7. Математическое описание процесса в камере сгорания при гашении заряда ТТ впрыском охлаждающей жидкости
17.8. Метод расчета скорости снижения давления при гашении заряда ТТ комбинированным способом
Глава 18 Методы расчета разбросов основных параметров рабочего процесса
18.1. Выходные и внутренние параметры
18.2. Математическое ожидание, дисперсия, корреляционный момент
18.3. Теоретический метод определения разбросов параметров и характеристик рабочего процесса
18.4. Определение разбросов основных параметров рабочего процесса РДТТ методом статистических испытаний
Глава 19 Особенности протекания внутрикамерных процессов во вращающихся РДТТ
19.1. Постановка вопроса
19.2. Физико-математическая модель течения продуктов горения во вращающихся РДТТ
19.3. Массовый расход продуктов сгорания через сопло
19.4. Метод расчета давления в камере сгорания
Глава 20 Динамо-реактивные системы
20.1. Принципы действия
20.2. Система уравнений внутрикамерных процессов в заснарядном объеме
20.3. Тепловые потери в заснарядном объеме динамо-реактивной системы
20.4. Расчет давления в ракетном двигателе в период его движения в стволе
Глава 21 Ракетно-прямоточный воздушно-реактивный двигатель и его модификации
21.1. Принципы действия и схемно-конструктивные модификации ПВРД
21.2. Тягово-энергетические параметры ракетно-прямоточного двигателя и их связь с динамикой полета летательного аппарата
21.3. Физико-математическое описание рабочего процесса ракетно-прямоточного двигателя на гибридном топливе
21.4. Схемно-конструктивные решения и методы расчета параметров рабочего процесса ГРД (газогенератора)
21.5. Выбор стартовой ступени летательного аппарата с РПВРД
Глава 22 Система управления вектором тяги
22.1. Потребные управляющие силы
22.2. Типы систем управления вектором тяги и основные требования к ним
22.3. Шарнирный момент
22.4. Качающееся управляющее сопло (КУС)
22.5. Разрезное управляющее сопло (РУС)
22.6. Газовые рули
22.7. Сопло со сферическим дефлектором
22.8. Сопло с уравляющими щитками (триммерами)
22.9. Вдув рабочего вещества в расширяющуюся часть сопла
22.10. Впрыск управляющей жидкости в расширяющуюся часть сопла
Глава 23 Методы проектной оптимизации параметров РДТТ
23.1. Общие методические положения
23.2. Комплексные показатели качества
23.3. Критерии эффективности
23.4. Численный эксперимент проектной оптимизации РДТТ
23.5. Основные требования к технологичности конструкций
Глава 24 Способы повышения работоспособности композиционных материалов и элементов из них в сопловых аппаратах двигателей
24.1. Постановка вопроса
24.2. Анализ опытных данных и выбор формы входного участка сопла
24.3. Выбор материалов для проточного тракта сопла
24.4. Влияние начального напряженного состояния композиционных материалов на работоспособность элементов сопла
24.5. Технологические способы повышения стойкости и термопрочности элементов двигателя
Литература
Предметный указатель