Камера баллистическая

При работе тепловых двигателей, компрессоров, холодильных установок, высокоскоростных летательных аппаратов отдельные части и узлы этих установок нагреваются. Для того чтобы конструкция работала надежно, необходимо предусмотреть меры, которые установили бы предел росту температуры. В противном случае нормальная работа таких установок может прекратиться, так как конструкционные материалы при нагревании теряют прочность и при определенной температуре разрушаются. Например, если не предусмотреть специальных мер для защиты камеры сгорания и сопла, то ракетный двигатель разрушится в течение долей секунды. Баллистическая ракета, входящая в плотные слои атмосферы, без тепловой защиты ее головной части и стенок корпуса разрушится в течение нескольких секунд, так как температура ее головной части при этом достигает нескольких тысяч градусов. [c.6]

С регулируемым давлением, в которых течение имеет свободную поверхность, баллистические камеры и трубы с нестационарным течением, описаны в гл. 10. [c.53]

Для сифонных водосбросов часто исследуются характеристики цикла наполнения, который зависит главным образом от скорости удаления оставшегося воздуха из сифона. В течение этого цикла вниз по вертикальному каналу сифона течет смесь воды с воздушными пузырями. Поскольку сброс не совсем свободный, давление изменяется по высоте, а это в свою очередь влияет на размеры уносимых потоком пузырей воздуха. При отсутствии подобия изменения размеров пузырей в модели и в натуре характеристики наполнения также не будут подобными. Объем каждого пузыря обратно пропорционален абсолютному давлению. Поэтому подобие изменения размеров пузырей в модели и натуре возможно только при подобном изменении абсолютного давления. Следовательно, если пренебречь плотностью газа, то отношение произведений атмосферного давления на плотность жидкости в модели и натуре должно быть равно отношению их характерных размеров. Однако в лабораториях только в исключительных случаях вместо воды используются другие жидкости. Более того, нет подходящих жидкостей, которые были бы значительно легче воды. Таким образом, с практической точки зрения, это требование означает, что исследования такого типа необходимо проводить в замкнутых установках, в которых атмосферное давление можно уменьшать пропорционально масштабу модели, т. е. для модели, изготовленной, например, в масштабе А, создавать давление, равное /4 атмосферного. Примерами установок для проведения экспериментов при пониженном атмосферном давлении могут служить гидродинамические трубы со свободной поверхностью, баллистические камеры с регулируемым давлением и бассейны с регулируемым давлением. Они будут описаны в разд. 10.10 и 10.13. [c.550]

Обычно стационарные гидродинамические характеристики тел, свободно движущихся в жидкости, можно удовлетворительно исследовать в универсальных гидродинамических трубах или в трубах со свободной поверхностью. Напротив, нестационарные присоединенные каверны, образующиеся за телами, пересекающими поверхность раздела жидкости и газообразной атмосферы, имеют особые нестационарные характеристики, рассматриваемые в гл. 12. В процессе образования такие каверны заполнены газом. Они могут оставаться заполненными газом в течение всего времени существования или превращаются в паровые каверны перед тем, как исчезнуть, в зависимости от изменения скорости с глубиной на последних стадиях подводного движения. Более того, траектория тела зависит от соотношения гидродинамических сил и ориентации тела в различные моменты времени. При самом прямом методе исследования этой задачи тело выстреливают в газообразной атмосфере над поверхностью раздела с соответствующей скоростью, углом наклона траектории и ориентацией и наблюдают за его движением и поведением каверны. Для исследования на уменьшенных моделях может потребоваться также моделирование атмосферного давления с помощью газов, отличающихся от воздуха (разд. 12.4). Такие эксперименты проводятся в баллистической камере с регулируемой атмосферой. [c.587]

Баллистические камеры с регулируемой атмосферой [c.588]

Фиг. 10.18. Баллистическая камера с регулируемой атмосферой Калифорнийского технологического института (1947 г.) [24].

Фиг. 10.20. Расположение кинокамер в баллистической камере с регулируемой атмосферой Калифорнийского технологического института [24].

Фиг. 10.21. Проекционная установка системы анализа экспериментальных данных баллистической камеры с регулируемой атмосферой Калифорнийского технологического института [24].

На фиг. 10.21 показана схема прибора для расшифровки зафиксированной на фотоснимках траектории. Прибор является оптической моделью, воспроизводящей в уменьшенном вдвое масштабе систему регистрации, с помощью которой восстанавливаются координаты и ориентация испытываемой модели. Проекторы с точной фиксацией фильма в кадровом окне и с проекционными объективами, соответствующими объективам камер, которые они заменяют, жестко связаны с конструкцией здания. Лентопротяжные механизмы всех проекторов приводятся в движение одним валом, поэтому после однократной синхронизации пленок по первому кадру они остаются синхронизированными в течение всего процесса расшифровки. Изображения проектируются в область, соответствующую рабочей части баллистической камеры.. Маленький экран для наблюдения, установленный на измерительной каретке, имеет три линейных и два угловых перемещения, позволяющих устанавливать его в любой точке рабочего пространства под любым углом. Экран для наблюдения представляет собой маленький диск с укрепленной на нем половиной модели, на криволинейной поверхности которой, соответствующей фотографируемой в эксперименте, получается окончательное изображение. Маленький экран перемещается до совмещения изображений. [c.591]

Вог и др. [13] продемонстрировали важность моделирования атмосферы при исследовании опрокидывающих моментов, действующих при входе в воду. В других экспериментах [14, 15, 17] было показано, что моделирование плотностя газа часто желательно, а в некоторых случаях необходимо при моделировании движения снарядов. Леви и Кэй [7, 8] исследовали эти явления. Все эксперименты проводились в баллистической камере с регулируемой атмосферой, которая, как показано в разд. 10.13, позволяет моделировать атмосферу и использовать тяжелые газы, а также наблюдать движение и траекторию моделей. [c.666]

Баллистическая камера с очень широким полем, фотографирующая объект на фоне звезд. [c.64]

Ракеты в этом смысле не являются исключением. Даже говоря о современных баллистических ракетах, можно было бы в их далеком предке — увеселительной пороховой ракете — усмотреть внешнюю общность элементов камера, корпус и струя горячих газов. Но это не столько сходство конструкций, сколько общность принципа. Нам же сейчас надо поговорить о конструкции и о тех изменениях, которые она претерпела при переходе от старой ракетной техники к новой. [c.47]

Из сказанного не должно складываться впечатления, что управляющие камеры появились впервые именно на этой баллистической ракете. Такая система силовых органов управления применялась в различных исполнениях и раньше, в частности, на ракете-носителе системы Восток или Союз , о которых речь впереди. Одноступенчатый вариант ракеты Тор рассматривается здесь исключительно как пример следующего за ракетой В5В поколения баллистических ракет. [c.62]

Тепловая защита элементов конструкции относится к числу основных проблем ракетной техники. В наиболее серьезной и бескомпромиссной форме вопросы тепловой защиты предстали перед создателями уже самых первых жидкостных ракетных двигателей. Затем стала необходимой тепловая защита отделяющихся головных частей и спускаемых аппаратов. Пришлось решать эту задачу и при создании первых баллистических ракет па твердом топливе. Но на том дело не кончилось. Теперь и в жидкостных ракетных двигателях уже невозможно ограничиться тепловой защитой только камеры. Необходимо думать и об охлаждении газогенераторов и о тепловом режиме лопаток турбины. [c.187]

В нерегулируемых двигателях закон изменения тяги следует предписанной номинальной характеристике. Она известна заранее. Для твердотопливных двигателей, как мы знаем, закон изменения тяги относится к числу проектных характеристик заряда и камеры. Он выбирается заранее, а номинальные, уточненные значения тяги окончательно определяются по результатам стендовых испытаний. Когда ведутся баллистические расчеты, то в уравнения движения тяга Р входит как известная функция времени, прошедшего с момента воспламенения, плюс приращение тяги по высотной характеристике. [c.284]

После запуска двигателя горение обычно продолжается до полного выгорания топлива при этом изменение тяги следует вполне определенному закону и не поддается регулированию. Однако теоретически возможно регулированием давления в камере прекратить горение топлива и при желании снова возобновить его (выключение двигателя в точно заданный момент времени бывает необходимым при баллистической траектории ракеты). Горение можно прекратить либо продувкой камеры, либо гашением пламени специальной жидкостью. Возобновить же горение можно только при использовании нового заряда воспламенителя. В настоящее время осуществимо своевременное выключение двигателя, но осуществление повторного воспламенения все еще остается сложной проблемой. [c.200]

В дополнение к высокому единичному импульсу твердое топливо должно также иметь высокую плотность (для того чтобы объем камеры был возможно меньшим) и следующие баллистические свойства [c.213]

Будем считать, что в результате предварительного исследования уже выбрано подходящее топливо, обеспечивающее получение заданных баллистических характеристик и имеющееся в наличии. Может случиться, что подходящими окажутся несколько различных составов топлив в этом случае окончательный выбор топлива производят после сравнения различных конструктивных вариантов двигателя. Предлагаемый метод позволяет. также оценивать, к чему приводит неудачный выбор некоторых конструктивных параметров, например, длины двигателя или его диаметра, а также неудачный выбор времени горения (слишком продолжительное время горения при средних тягах приводит к чрезмерно большим диаметрам камеры, тогда как стремление получить большой импульс при очень малом времени горения приводит к низкой плотности заряжания). [c.327]

Все большие двигатели, предназначавшиеся для баллистических ракет среднего и дальнего радиуса действия, а также для ракет-носителей, имели регенеративное охлаждение. Например, на ЖРД AJ-10-101, использовавшемся на второй ступени ракеты-носителя "Авангард", камера была изготовлена из трубок и обтягивалась сверху проволокой. Один из компонентов топлива протекал по трубкам от среза сопла к головке и охлаждал тем самым стенки камеры. Форсунки на головке были расположены по концентрическим окружностям так, что во внешнем ряду были установлены форсунки горючего, создававшие его избыток в пристеночном слое [211]. [c.101]

Рис. 13.21. Зависимость увеличения дальности полета от давления в камере сгорания для баллистического снаряда -2,

На рис. 6 приведены баллистические и термодинамические характеристики типичного двухосновного топлива JPN (зависимость скорости горения от рабочего давления в камере сгорания и зависимость давления в камере от степени расширения сопла). На рис. 7 и 8 пр.едставлен ряд параметров, необходимых при выборе марки топлива (скорость горения в зависимости от удельного импульса и удельный импульс- [c.29]

В данной главе излагаются методы расчетно-теоретического исследования следующих проблем горения и течения продуктов сгорания в РДТТ, баллистических свойств ТРТ и влияния условий в камере сгорания и в окружающей среде на характеристики топлива и сопла. Влияние температуры, давления, мас-соподвода, эрозионного горения и перегрузок на характеристики РДТТ изучается для режима установившегося горения и переходных режимов. Проведены расчеты удельного импульса, характеристик сопла и скорости горения, а полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными с учетом масштабных факторов. В последнем разделе рассмотрены вопросы неустойчивости горения, в основном по материалам недавнего обзора [136]. [c.102]

Данные, используемые для расчета изменения площади крити ческого сечения сопла, как правило, получаются из детального анализа процессов теплообмена и подкрепляются огневыми испытаниями на модельных двигателях, используемых для определения баллистических свойств ТРТ. Например, в двигателе с временем горения 55 с эффекту разгара сопла были приписаны потери импульса /уд,действ до 2,5%. Такие потерн связаны с уменьшением степени расширения потока и увеличением шероховатости поверхности сопла. Чтобы проверить теоретические результаты или получить исходные данные для детального анализа процессов теплообмена, проводятся испытания модельных сопел. В таких опытах используются те же ТРТ и, следовательно, те же газовые компоненты, а давление в камере и расходы соответствуют значениям, ожидаемым в полноразмерных РДТТ. Площадь критического сечения может и уменьшаться при работе двигателя, если в качестве материала вставок используются вольфрам или молибден (эти материалы могут расширяться при продолжительном нагревании), либо на стенку горловины сопла осаждается слой из оксидов металлов. [c.113]

Б случае ТРТ с пониженной дымностью можно достичь более эффективного сгорания и более высоких баллистических характеристик, используя их в двигателях с высокими скоростями горения и высоким отношением L/D. Максимальное относительное значение удельного импульса двигателя в бессоп-ловом исполнении достигается при достаточно короткой длине, когда участок, замещающий сопловой блок, занимает еще значительную часть полного объема камеры. Тем не менее приблизительно 107о полного отличия максимального удельного им- [c.133]

В практике лабораторных исследований широкое распространение получили баллистические ударные трубы (БУТ), в которых ударник плавно разгоняется потоком расширяющегося газа, находящегося первоначально при высоком давлени Г Обзор конструкций БУТ и их особенностей содержится в [18]. Основными элементами конструкций БУТ, работающих на сжатом газе, являются камера высокого давления, содержащая рабочий газ (воздух, азот, гелий), диафрагма, отделяющая камеру высокого давления от ствола, ствол, ударник (рис. 8.3). Мишень, как правило, размещается в дульной части ствола. Поскольку скорость ударника заданной массы со/( у — 1), где со — скорость звука в сжатом газе, в качестве рабочего тела целесообразно выбирать газ с малой величиной и высокой начальной скоростью звука [18]. Для получения высоких параметров рабочего газа разработано большое количество методов (например, сжатие газа поршнем, нагрев газа энергией электрического разряда и т. д.), чем объясняется многообразие разработанных конструкций БУТ. [c.269]

На основе системы Эдгертона Кнэпп [29, 30] разработал систему для фотографирования траекторий моделей снарядов с присоединенными кавернами, образующимися при входе в воду. Она состояла из семи особым образом синхронизированных съемочных камер, с помощью которых были получены кинофильмы с перекрывающимися полями зрения при частоте съемки до 3000 кадр/с, что позволяло использовать стереоскопические методы определения трехмерных траекторий. Каждая камера заряжалась 35-миллиметровой пленкой длиной 9,6 м. Скорость протяжки пленки оставалась одинаковой при всех частотах съемки. Поэтому общее число кадров было прямо пропорционально частоте световых импульсов и достигало 3000 при частоте 3000 кадр/с. Дополнительные сведения об этой системе приводятся в гл. 10 при описании баллистической камеры Калифорнийского технологического института с регулируемым давлением. [c.59]

Баллистические камеры с регулируемым давлением используются главным образом для исследования входа в воду движущихся тел, выстреливаемых в воздухе, например самолетных торпед. На первый взгляд может показаться, что между иссле- [c.550]

Фиг 10.19. Разрез баллистической камеры с регулируемой г.тмосферой Калифорнийского технологического института [24]. [c.589]

Из нескольких установок для исследования движения снарядов в США и других странах две в Пасадене и одна новая установка в Мэриленде представляют наибольший интерес. Одна из них, баллистическая камера с регулируемым давлением, была построена в Морском испытательном центре вооружения США в Пасадене в 1951 г. (фиг. 10.22). Она предназначена для иссле- [c.592]

Фиг. 10.22. Баллистическая камера Морского испытательного центра вооружения с регулируемым давлением и переменным углом устайовкн [49].

Более современная баллистическая камера Калифорнийского технологического института с регулируемой атмосферой обеспечивает вход и выход из воды под различными углами и создание волн на свободной поверхности. Установка имеет электромагнитную метательную систему и изготовлена в основном из немагнитных и неэлектропроводных материалов [50]. Она представляет собой горизонтальную камеру сечением 457X610 мм длиной 4,57 м, изготовленную из лусита. На одном конце камеры расположен генератор волн, а на другом — гаситель. Установка позволяет создавать последовательность волн длиной 0,3—0,6 м с амплитудой до 75 мм. Модели снарядов (диаметром 25,4 мм) можно выстреливать (в центре камеры) поперек поверхности раздела вверх и вниз. Скорости метания, обеспечиваемые электромагнитной системой, зависят от диаметра ускоряющей обмотки и подведенной электроэнергии. При внутреннем диаметре катушки 38 мм и энергии 1500 Втс сферические модели из нержавеющей стали диаметром 25,4 мм выстреливаются под водой со скоростью 27 м/с и путь разгона из состояния покоя составляет 50 мм. Увеличение энергии до 54 ООО Втс позволяет повысить скорость до 150 м/с. Время разгона можно изменять, регулируя параметры электрической цепи, и модели можно сообщать колебательное движение. [c.593]

Самой большой баллистической камерой с регулируемым давлением является установка Лаборатории вооружения ВМФ США в Уайт-Ок, шт. Мэриленд [28, 41], предназначенная для испытания моделей, не имеющих двигателя. Она имеет длину 30 м и ширину 10,5 м, глубина воды равна 19,5 м. Эта установка размещается в десятиэтажном здании, четыре этажа которого [c.593]

Баллистические камеры с регулируемой атмосферой 588—594 Бампинг 79 Бертоле трубка 72, 73 Бескавитационные направляющие поверхности 330, 331 Бетон, разрушение 438 [c.669]

Взрывные генераторы ударных волн компактны, дешевы и обеспечивают широкий диапазон амплитуд и длительностей импульсов нагрузки. Однако, разрушающее действие взрыва накладывает специфические требования безопасности. Для работы с такими устройствами необходимы специальные дорогостоящие взрь1вные камеры или полигоны, а также технологическое оборудование для дистанционного изготовления высококачественных профилированных зарядов. Альтернативным решением является использование гладкоствольных баллистических установок. Бесспорным преимуществом таких установок является возможность плавной регулировки скорости соударения, обеспечение минимального и контролируемого в каждом опьгге перекоса ударника относительно плоскости образца, высокая однородность области одномерного течения за фронтом ударной волны в образце. Для измерений ударной сжимаемости важно также, что ударник в процессе разгона практически не претерпевает разогрева, как это имеет место в случае использования взрывных устройств. [c.49]

Рис.2.6. Схема двухступенчатой баллистической установки 1—пороховой заряд 2 —поршень 3 —отверстие для впуска легкого гa a 4 газовая камера 5—снаряд б—стюл.

На основе изло1женных выше соображений о конфигурации факела и об испарении капель, движущихся по своим баллистическим траекториям, можно предварительно рассчитать концентрации горючей смеси, которые будут иметь место в отдельных зонах камеры сгорания. Расчеты, подтверждаемые опытом, показывают, что поля концентрации горючего в области стабилизаторов неоднородны. Это обстоятельство дает возможность камере сгорания работать и в тех случаях, когда средний состав смеси лежит далеко за пределами бедного срыва, так как смесь у кромок стабилизатора переобогащена горючим. [c.234]

Графики, приведенные на рис. 7.16, позволяют оценить лишь диапазоны изменения давления в камере, расхода, площади критического сечения и поверхности горения заряда. Определить зависимость этих величин от времени является задачей баллистического проектирования ЭУТТ. [c.304]

Первой работой в новом направлении стала межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) УР-200. На ней впервые в мире (а затем и на всех ракетах ОКБ) были применены прогрессивные жидкостные ракетные двигатели замкнутой схемы с дожиганием газогенераторного газа в камере сгорания, созданные в ОКБ главного конструктора С. А. Косберга (ныне КБХА). Эти двигатели, а также двигатели, созданные под руководством академика В. П. Глушко, ознаменовали подлинный прорыв в мировом двигателестроении. [c.82]

Данная схема является типичной для первых ступеней баллистических ракет на жидких компонентах топлива. Двигательная установка прелставляетсобой либо связку из четырех авто1юмны.ч двигателей, либо двигатель с четырьмя камерами сгорания, при этом каждый автономный двигатель или каждая камера сгорания могут поворачиваться вокруг оси, лежащей в плоскости кормового среза ракеты, чем достигается отклонение вектора тяги камеры сгорания от направления, параллельного продольной оси ракеты. [c.67]

Точность слежения для этих целей должна приближаться к астрономической, т. е. до 0",1 вместо принятой в обычной навигации Г,0. Чтобы добиться такой высокой точности, необходима последовательная фиксация положения космического летательного аппарата на фоне звезд. До сих пор, однако, все попытки достичь такой точности оканчивались полностью или частично неудачами. Большего успеха удалось добиться с помощью баллистических камер в системе наблюдательных станций полигона Кейп-Канаверал, где была достигнута точность около 2". Ясно, что в такие наблюдения должна быть внесена поправка на рефракцию, разностную дифракцию лучей, аберрацию и прочие внешние или приборные погрешности. [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...