Відмінності між версіями «Реактивне сопло»
Taras (обговорення • внесок) |
Taras (обговорення • внесок) (→Принцип дії) |
||
| Рядок 23: | Рядок 23: | ||
* Вісь симетрії сопла є просторовою координатою '''<math>\, x </math>'''. | * Вісь симетрії сопла є просторовою координатою '''<math>\, x </math>'''. | ||
| − | Відношення локальної швидкості '''<math>\, v </math>''' до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''': | + | Відношення локальної швидкості '''<math>\,v</math>''' до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''': |
Версія за 15:37, 24 листопада 2012
Сопло Лаваля - технічне пристосування, яке розганяє газовий потік до надзвукових швидкостей. Широко використовується на деяких типах парових турбін і є важливою частиною сучасних ракетних двигунів і надзвукових реактивних авіаційних двигунів. Сопло являє собою канал, звужений в середині. У простому випадку таке сопло може складатися з пари усічених конусів, сполучених вузькими кінцями. Ефективні сопла сучасних ракетних двигунів профілюються на підставі газодинамічних розрахунків. Пріоритет Годдарда на застосування сопла Лаваля для ракет підтверджується малюнком в описі винаходу в патенті США "US Patet 1102653" від 7 липня 1914 р., на двоступеневу твердопаливну ракету, заявленому в жовтні 1913 р. У Росії в ракетному двигуні сопло Лаваля вперше було використано генералом М. М. Поморцевим в 1915 р.. У листопаді 1915 року в Аеродинамічний інститут звернувся генерал М. М. Поморцев з проектом бойової пневматичної ракети. Ракета Поморцева приводилася в рух стисненим повітрям, що істотно обмежувало її дальність, але зате робило її безшумною. Ракета призначалася для стрільби з окопів по ворожих позиціях. Боєголовка оснащувалася тротилом. У ракеті Поморцева було застосовано два цікавих конструктивних рішення: в двигуні використовувалось сопло Лаваля, а з корпусом був зв'язаний кільцевий стабілізатор. У реактивному двигуні застосовують:
- звужуюче реактивне сопло для створення дозвукових швидкостей;
- звужуюче-розширяюче реактивне сопло (сопло Лаваля) - для отримання надзвукових швидкостей .
- косе сопло - для отримання надзвукових швидкостей при постійному профілі і широкому діапазоні робочих швидкостей.
Принцип дії
Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.
При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:
- Газ вважається ідеальним.
- Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
- Газовий протік є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
- Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
- Вплив всіх зовнішніх сил і полів (в тому числі гравітаційного) дуже мале.
- Вісь симетрії сопла є просторовою координатою [math]\, x[/math].
Відношення локальної швидкості [math]\,v[/math] до локальної швидкості звуку [math]\, C[/math] позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати [math]\, x[/math]:
