8 / 18
Характеристики неравнотемпературных систем концентратор–приемник…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
73
температурности) нагрева газа в приемнике, концентрацию лучистой энергии и
потери энергии приемником, связанные с его обратным излучением. Для пре-
дельно-неравнотемпературного приемника запишем
2
эфф 0
0
эфф
0
sin (
)
0,1
r
B
.
(6)
Сравнивая зависимости (5) и (6) с результатами численного интегрирования,
можно отметить, что приближенные формулы дают хороший результат только для
достаточно точных зеркал и не слишком высоких температур приемника: погреш-
ность в определении КПД резко возрастает с увеличением температуры нагрева
свыше 2 800…3 000 K и точности концентратора
> 0,7…1
(приближенные
формулы дают сильно завышенный результат). Между тем именно такие характе-
ристики системы КП являются оптимальными по условию максимума массы ПН
при неоднородном нагреве газа, причем эти величины зависят от заданного време-
ни выполнения полетной задачи [10, 11].
На основании результатов численного интегрирования уравнения (1) мож-
но предложить регрессионные зависимости, позволяющие более точно, по
сравнению с [3] определить КПД приемника
пр
в зависимости от параметра
точности при различных температурах нагрева водорода
2
H
.
T
Формулы опреде-
ляются коэффициентами степенного ряда
a
i
=
f
(
2
H
T
) и имеют вид
пр 0 1
0
...
,
k
k
i
k
i
i
a a
a
a
i
= 0...
k
.
(7)
Значения коэффициентов
a
i
в зависимости от температуры нагрева водоро-
да
2
H
T
приведены в таблице.
Коэффициенты ряда для определения КПД неравнотемпературного приемника
Коэффициент
степенного ряда
Температура нагрева водорода
2
H
,
T
K
2500
2800
3000
3200
3500
3800
a
0
0,8304
0,8189
0,8149
0,8108
0,8047
0,7935
a
1
–0,0233
–0,0209
–0,0487
–0,0919
–0,1978
–0,3459
a
2
–0,0723
–0,1549
–0,1988
–0,2426
–0,2875
–0,3045
a
3
0,0024
0,0207
0,0311
0,0435
0,0573
0,0624
Оптимизация характеристик неравнотемпературной системы КП.
Тяга
СТРкД, получаемая в результате баллистического расчета при проектировании
траектории с заданным временем полета, определяет в первом приближении
требуемую площадь концентратора при первоначально заданной температуре
нагрева водорода
2
H
.
T
При этом КПД системы КП, входящий в формулу для
определения размера зеркала (4), рассчитывается на первом шаге итерации на
основании аппроксимационных зависимостей (5) или (7), в которых параметр
точности
принят как исходный, требующий дальнейшей оптимизации в
процессе расчета массы ПН [10]. После этого итерационно вычисляется услов-