Горение твердого топлива в ракете

 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
> И так, ракета на твердом топливе является по своей сути трубкой с порохом. При горении топлива факел перемещается с одного края трубки в другой, при этом заходя все глубже и глубже.

Это только часть схем РДТТ. Но будем говорить пока об этой. Называю ее: монозаряд торцевого горения. Сопло[вой блок] - сзади. Самые распространенные РД все же с канальным зарядом.
Но преимущество названной МиГом схема - высокий коэффициент заполнения камеры, приближающийся к 1.

> Меня интересует не наступают ли какие-то страшные изменения в газодинамике по мере выгорания топлива?

Газодинамика тут простая, проще, чем у других РДТТ.
Включайте воображение и представляйте себе:
Перед запуском шашка занимает весь объем камеры. Она по всей поверхности защищена негорючим составом, который называется бронировкой (если кто броней назовет, + не отходя от кассы :biggrin: :biggrin: [img]biggrin.gif[/img]). Или, как вариант, вклеена (залита) в камере (контрольный вопрос - какое должно быть топливо, чтобы можно было снаряжать двигатель прочноскрепленным (термин) зарядом?)
Открытая, незащищенная часть - только торец заряда. Он по торце и горит после запуска. Фронт горения - плоскость, перемещающаяся со скоростью горения ОТ сопла.

Соответственно, продукты горения перемещаются к соплу, но с небольшой скоростью, приблизительно во столько раз меньше критической (скорость звука при данный условиях), наскольку меньше площадь критсечения (дырочка :) ) сопла, отнесенной к площади заряда. Так что вроде ничего страшного и не происходит - ведь поток максимально невозмущенный - течет себе по трубе.
И изменение газодинамики при этой схеме просто нет.

> И еще - газы ведь выходят через сопло, которое со временем отдаляется от точки горения. Не наступает ли уменьшение тяги в этом случае?

Нет. Конечно, если сопло не разгорает, что вообще говоря, всегда имеет место быть.
Если есть заметный разгар сопла, то и тяга упадет, поскольку упадет давление, что в свою очередь повлечет падение скорости горения и увеличение время работы двигателя.
Поэтому в случаях продолжительной работы такого движка делают сопла (или во всяком случае, вставки в критсечения) из тугоплавких, эрозионно-стойких материалов. Но от наждака в случае металлизированных топлив (Al2O3, aka корунд, используется для производства абразивных дисков ;) ), летящий со скоростью несколько километров в секунду мало что спасает. Поэтому приходится учитывать и считать изменеиие тяги от разгара. Если речь идет о баллиститном, неметаллизированном топливе, то вольфрам, молибден и т.п. держат спокойно около 10 секунд (смотри движки ПТУРСов - у них как правило сопла из жельного куска молибдена).
А перемещение фронта горения на тягу никак не сказывается, другое дело, что центр масс двигателя гуляет довольно значительно, что не есть хорошо для баллистиков, ну да они привычны ко всяким извращениям (не помню случая проблем с устойчивостью... если все штатно работает; если нет, бывало, что все в грязи плюхались с надеждой уменьшить площадь поражения [img]biggrin.gif[/img])

Так вот, если вернуться к вопросу, поставленный МиГом, проблемы в случае "трубки с порохом" не те, что он говорит, а совсем другие:
- перемещение центра масс;
- долговременное воздействие горячих и абразивных газов на камеру и необходимость в серьезной теплозащите;
- низкая тяга (самая низкая из всех схем);
- невозможность сделать длину двигателя независимым от время работы. Поясняю. Скорость горения топлива - от 1 до 100 (уже на сам деле, но нас порядок интересует) mm/s. Отсюда невозможность сделать, скажем, двигатель длиною 2 метров с временем работы меньше 20 секунд. А если я хочу 2 секунды? Как у ГРАДов?

И напоследок вопрос: А если будут трещины в заряде, что будет?
 

MiG
Реконструктор

опытный

Вчера спросил Варбаныча, он обещал объяснить :)
И так, ракета на твердом топливе является по своей сути трубкой с порохом. При горении топлива факел перемещается с одного края трубки в другой, при этом заходя все глубже и глубже. Меня интересует не наступают ли какие-то страшные изменения в газодинамике по мере выгорания топлива?
И еще - газы ведь выходят через сопло, которое со временем отдаляется от точки горения. Не наступает ли уменьшение тяги в этом случае?
 

MiG
Реконструктор

опытный

В общем, понял :)
А можно работу двигателя остановить?
И что будет, если заряде трещины? БУМ? :)
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Топик перенесен в космофоруме.
Я шёл по наводке и не заметил, что Мигчо ошибся дверью ;)
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru