Цикл ракетного двигателя

В жидкостных и твердотопливных ракетных двигателях химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию потока газов. Поток газов, истекая из сопла двигателя, создает реактивную тягу (рис. 13.36).

Рис. 1336. Схема твердотопливного двигателя.

В момент запуска двигателя давление в камере сгорания повышается от точки 1 до точки 2 (рис. 13.37).

Процесс горения протекает при постоянном давлении на участке 2—3. Далее на участке 3—4 происходит адиабатное расширение продуктов сгорания. В реальном двигателе отработанные газы выбрасываются в окружающую среду, однако для удобства термодинамического анализа цикл замыкают отрезком изобары 4—1, мысленно предполагая, что рабочее тело охлаждается при постоянном давлении.

Рис. 1337. p—v диаграмма цикла ракетного двигателя Цикл жидкостного ракетного двигателя аналогичен циклу твердотопливного двигателя.

Термический КПД ракетного двигателя можно рассчитать, зная энтальпию рабочего тела в точках 3 и 4, на входе и выходе сопла,.

В то же время, предполагая, что течение газа является изоэнтропным, можно записать.

поэтому где V — скорость продуктов сгорания на срезе сопла.