火箭发动机原理大作业
火箭发动机原理
2015年推力室基本性能计算大作业报告
学 号 12151171
学 生 姓 名 段 毓
2015年4月11日
1. 理论方法与公式推导
推力系数公式:
2?????? C??=Γ 1? ??
推力公式:
??=C??????????
比冲与推力系数的关系:
????=???????
??现已知燃气比热比k，可通过查表求得Γ和????????也是已知的;要求??和????的???????1???????????? + ? ????????
值，则要求压强比????和大气压强????。 ????
压强比????可由气动函数 ????
?????12??π ?? ==(1???)???1 得出。则需要求速度因数??的值。
由流量函数:
??+1q λ = 1???121??(1???)可通过解方程求得速度因数??的值，还需要知道q λ 的值。 根据连续方程: ???????? ?? ????=?? 可得: ———————————————————————————————————————————————
?????? ???? = ??????随高度?变化的关系:
????=1.01325×105×2.71828?1000?/7924
2. 程序设计 #include<stdio.h>
#include<math.h>
void main()
{
//计算速度因数λ float x;
} float g; for(x=2.00;x<2.7;x=x+0.0001) { } printf("速度因数
x=%f\n",x); //由λ计算压强比Pe/Pc float pi=pow((1-3*x*x/43) ,23/3); printf("压强比pi=%f\n",pi); printf("h F Is"); //高度-出口
压强 关系 int h=0; for(h=0;h<81;h++) { printf("\n%d ",h); float Pa=1.01325E5*pow(2.71828,0.0-h*1000/7924.0); //printf("\n出口压强
Pa=%fpa\n",Pa); //求推力系数Cf float //printf("\n推力系数
Cf=%f\n",Cf); //求推力F float
F=Cf*6.98*1e6*3.14159*0.278*0.278/4; printf("%f ",F); //求比冲Is
float Is=Cf*sqrt(380*3200)/0.6386; printf("%f",Is); } system("pause");
g=1.6195*x*pow((1.0000-0.0698*x*x),6.667)-1/12.69; if(g<0.0001) break;
Cf=0.6386*sqrt(15.333*(1-pow(pi,0.13043)))+12.69*(pi-Pa/(6980000));
3. 计算的原始数据
燃烧室压力????=6.98MPa, 喷管面积比????=12.69, 喷管喉部直
径 ????=278mm, 燃烧温度????= 3200K, 燃气比热比k=1.15, 燃气气
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体常数R=380J/kg.K
4. 结果与分析
????、
比冲是发动机的重要质量指标之一。它与火箭发动机工作过程的完善程度有关。比冲????=???????，而推力系数 C??=Γ ???1 1? ?? ??2?????????1 +???? ?????????。随着????????????工作高度?的增加，外界大气压强????减少，推力系数C??增加，比冲????不断增加。
5. 结论
对于一个已设计好的不变喷管来说，发动机的推力F和比冲????随工作高度?的增加而增加。
当发动机在地面工作时????=1.01325×105????，推力F和比冲????最小。 当发动机在真空条件下工作时????=0，推力F和比冲????达到最大值。
6. 参考
资料
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[1]王新月，气体动力学基础，西北工业大学出版社，2006
[2]李宜敏，张中钦，张远君，固体火箭发动机原理，北京航空航天大学宇航学院
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浙公网安备 33021202002483