Физика и авиация

Таблица 2

Параметр

Газ

Водо-

род

Гелий

Ам-

миак

Азот

Воз-

дух

Аргон

Ксе-

нон

Хим. формула

Н2

Не2

NН3

N2

 

Ar

Xe

Молекулярная масса, кг/моль

2

4

17

28

29

40

131

Газовая постоянная, Дж/(кг К)

4157

2078,5

489,06

296,93

286,69

207,85

63,466

Показатель адиабаты

1,4

1,66

1,29

1,4

1,4

1,66

1,66

Удельный импульс, с

5197,4

3191,5

1949

1388,8

1365,9

1010,6

567,06

Масса РТ, кг

9,6203

15,66

25,65

36

36,607

48,05

80,76

Масса СХП, кг

212,64

181,02

89,512

90,623

90,339

101,75

115,86

Масса всей системы, кг

222,26

196,68

115,16

126,62

126,94

149,8

196,62

Из анализа этого графика следует, что по критерию минимальной массы системы хранения и рабочего тела наилучшим рабочим телом является аммиак. Однако следует принять во внимание тот факт, что в случае применения в качестве СХП водорода такой системы хранения как, например, хранение водорода в металлогидридах или в связанном состоянии, суммарная масса такой СХП рабочего тела водорода может быть снижена и станет ниже массы газобаллонной СХП других рабочих тел. Необходимо учитывать тот факт, что в отличие от аммиака, который является химически активным и, соответственно, требует для своих СХП использования дорогих конструкционных материалов и систем предотвращения утечки, и имеет достаточно низкий удельный импульс, не токсичный и не химически активный водород позволяет упростить структуру СХП.

Рисунок 4. Зависимости удельного импульса РД, массы необходимого рабочего тела, массы СХП этого рабочего тела, и суммарной массы СХП и рабочего тела от рода рабочего тела.

При использовании водорода в качестве рабочего тела мы можем достичь больших значений скоростей истечения (т.е. большего удельного импульса) и получить более безопасную систему с точки зрения хранения рабочего тела и эксплуатации двигательной установки. Кроме того при рассмотрении в качестве варианта нагрева рабочего тела в камере РД способа ВЧ нагрева следует учитывать тот факт, что для достижения наибольшего КПД процесса передачи энергии от ВЧ разряда к рабочему телу необходима полная или частичная ионизация, или активация последнего, что в случае аммиака представляет собой достаточно серьезную проблему.

Подпись: Список литературы:

1. Арлазаров М.С. “Гражданская реактивная техника создавалась так…”. Москва, 1976.

2. Баев Л.К. “Реактивные самолеты”. Москва, 1958.

3. Новиков А.А. “Реактивная техника в транспортной авиации”. Ленинград, 1963.

4. Безэлектродный разряд высокого давления. ЖТФ, №36, т.5, 1966г., с.913-919

5. Особенности развития импульсных СВЧ разрядов в различных газах. ЖТФ, №4, т.68, 1998г, с.33-36

6. Получение атомарного водорода в высокочастотном газовом разряде и масс-спектрометрическая диагностика процесса. ЖТФ, №5, т.67, 1997г., с.140-142

7. K.H. Groh, H.J. Letter. RIT 15 – a medium range radio-frequency ion thruster.

8. А.Н.Пономарев "Советские авиационные конструкторы"

МОСКВА . Воениздат . 1990 г.

9. А.Н.Пономарев "Авиация на пороге в космос"

МОСКВА . Воениздат . 1971 г.

10. И.К.Костенко " Летающие крылья "

МОСКВА . Машиностроение . 1988 г

11. Г.Ф.Байдуков " Первые перелеты через Ледовитый океан . Из воспоминаний летчика ". МОСКВА . 1977 г.


Страница: