Заряд твердотопливный

Тарировку на самой исследуемой модели можно выполнить и другим путем, как это делается, например, при исследовании моделей зарядов твердотопливных ракетных двигателей. Поперечные сечения твердотопливных зарядов обычно представляют собой диски со звездообразным внутренним контуром, аналогичным показанному на фиг. 3.6. Наибольшее напряжение (или деформация) в диске со звездообразным внутренним контуром относится к наибольшему напряжению (или деформации),возникающему в кольце, нагруженном точно так же, как и модель заряда, причем наружный диаметр кольца равен наружному диаметру модели заряда, а ширина кольца равна толщине свода модели заряда. Здесь опять напряжения выражаются в безразмерном виде. Такие данные показывают степень увеличения напряжений по сравнению с напряжениями в круглом кольце из-за усложнения формы внутреннего контура. [c.86]

На фиг. 11.28 воспроизведены фотографии картин полос для прямоугольного образца, подвергнутого внезапному изменению температуры вдоль одной из коротких сторон. На фиг. 11.29 приведены картины полос в модели заряда твердотопливного ракетного двигателя, подвергнутой резкому изменению температуры на наружном контуре. На фиг. 11.30 даны картины полос для той же модели заряда, но при изменении температуры по внутреннему контуру. [c.365]

В [50, 51] сообщается о разработке гибридных трещинных элементов в напряжениях для трехмерных линейно-упругих тел. Гибридные трещинные элементы в напряжениях, предназначенные для исследования сквозных трещин в пластинах, подвергнутых воздействию поперечных нагрузок, при разработке которых была использована теория пластин четвертого порядка, описаны в работах [50—52], в то же время аналогичные элементы, при разработке которых была использована теория пластин шестого порядка, описаны в [52—54]. Кроме того, в [13, 55, 56] описаны гибридные трещинные элементы в напряжениях, предназначенные для исследования многослойных анизотропных материалов в этих элементах учитывается изменение коэффициентов К вдоль фронта трещины. Наконец, в [14, 15] описаны гибридные трещинные элементы в напряжениях, предназначенные для исследования поверхностных дефектов в почти или полностью несжимаемых материалах, таких, как заряды твердотопливных ракет. [c.202]

В последнее время ситуация резко изменилась. Начиная с 1950 г. широкое применение нашли многие новые материалы, поведение которых уже нельзя описать классическими линейными теориями. Термовязкоупругость зарядов твердотопливных двигателей, закритическое поведение гибких конструкций, использование сильно деформируемых надувных конструкций, нелинейное поведение полимеров и синтетических материалов — вот лишь несколько новых областей исследования, стимулировавших интерес к нелинейной механике твердого тела. Сейчас уже сформулирована теория упругости в общем виде, предложены новые нелинейные теории вязкоупругости и термовязкоупругости и выработаны основные, ставшие уже общепризнанными, принципы получения уравнений состояния нелинейных материалов. Девизом современных изысканий в области нелинейного поведения материалов [c.9]

Типичные картины полос, получаемые при практическом исследовании, воспроизведены на фиг. 3.6. Приводимый пример относится к определению напряжений на плоской модели поперечного сечения твердотопливного ракетного заряда. Модель по наружной круглой поверхности нагружалась равномерным давлением. Цифрами обозначены порядки полос. Как видно, полосы половинных порядков проходят между полосами целых порядков. Порядок полос можно определить, наблюдая за появлением и перемещением полос с ростом нагрузки, как это [c.70]

Фиг. 3.6. Картины полос для модели твердотопливного заряда.

В некоторых задачах, решаемых поляризационно-оптическим методом, например в задачах определения термических напряжений в твердотопливных зарядах ракет, нагружение осуществляется очень медленно за сравнительно большой промежуток времени. Так как мгновенный модуль упругости материала модели не является определяющим, тарировочный образец в виде растягиваемой пластинки нагружают при комнатной температуре, оставляя его под нагрузкой на все время эксперимента. Температуру образца понижают ступенями, выдерживая его на каждой [c.138]

Фиг. 6.7. Приспособление для равномерного температурного нагружения но внутреннему контуру модели (эпоксидная смола) поперечного сечения твердотопливного ракетного заряда.

Твердотопливные заряды ракетных двигателей обычно представляют собой толстостенные полые цилиндры, скрепленные с оболочкой двигателя. Внутренний контур поперечного сечения заряда имеет звездообразную форму с острыми углами в вершинах звездообразных вырезов. Наружный контур сечения заряда иногда имеет углубления нри наличии каналов вблизи оболочки. Одной из основных нагрузок, действуюш их на заряд, является внутреннее давление, возникающее при горении топлива. Дополнительные нагрузки создаются изменениями температуры. Полная пространственная задача обычно слишком сложна, чтобы ее можно было решить аналитически или даже экспериментально. Но если пренебречь торцевыми эффектами ), то среднюю часть заряда можно рассматривать как находящуюся в условиях плоской деформации, благодаря чему полезные результаты может дать исследование плоских моделей по форме поперечного сечения заряда. [c.327]

Усадочные напряжения около стержня и влияние поперечной усадки. Задача определения остаточных напряжений, возникающих в процессе полимеризации или отливки материала около жесткого стержня, легко решается описываемым методом. На фиг. 11.15 приведены картины полос интерференции в модели из уретанового каучука, содержаш,ей внутри стержень сложной формы. Здесь получается смешанная граничная задача теории упругости. На внешней границе заданы нормальные и касательные напряжения, которые обраш,аются в нуль соответственно при Л = О и Ле = 0. На внутреннем контуре заданы перемеш,е-ния Ur = аг VI щ = О, где а — коэффициент усадки. Эта задача, вероятно, не очень важна для суш ествуюш их конструкций твердотопливных зарядов и связана с определением остаточных напряжений, возникающих около стержня при отливке нескрепленных зарядов. [c.342]

Сброшенный в скважину заряд взрывчатки вместе с балластом, счетчиком и небольшой твердотопливной ракетой, как камень, пошел сквозь мутный промывочный раствор ко дну. Акустический приемник на поверхности непрерывно контролирует ход аппарата, улавливая пулеметную дробь щелчков ролика по муфтовым стыкам. Вот из глубины донесся звук взрыва. Заряд сработал, продырявив трубу и проложив нефти путь из пласта в скважину. Отделился и стал падать на дно балласт, тянувший устройство вниз. Одновременно был подан электрический импульс на электровоспламенитель замедленного действия. Через несколько секунд вспыхнул заряд твердого ракетного топлива. Горячие газы устремились в сопло, и реактивная сила понесла аппарат вверх, к устью скважины. Щелкнули пружинные створки, громыхнул буфер — и вот аппарат уже забился в ловушке. Достаточно перезарядить его, и он снова готов к работе. [c.139]

Твердое ракетное топливо должно иметь достаточную механическую прочность в широком диапазоне температур. Должно быть исключено растрескивание заряда при его транспортировке или хранении в условиях изменяющейся внешней температуры, а также при горении, когда заряд подвергается высоким перегрузкам и действию больших градиентов давления. В одних случаях необходимо строго ограничивать деформацию твердотопливного заряда, в других — очень важна прочность соединения заряда с корпусом ТРТ. [c.28]

Агрегат, вырабатывающий газ за счет сгорания заряда твердого топлива, называют твердотопливным газогенератором (ТГГ). [c.102]

Системы с твердотопливным газогенератором. В большинстве случаев для ТГГ используют специальные пиротехнические составы, обеспечивающие заданный состав и температуру газообразных ПС. Существуют докритические и сверхкритические ТГГ. В докритических — давление в камере ГГ равно (за вычетом гидравлических сопротивлений по газовой магистрали) давлению в топливном баке. В сверхкритических — отношение давлений в топливных баках и камере ТГГ ниже критического. Это обеспечивается установкой сопла с критическим сечением на газовом тракте, соединяющем ТГГ с топливным баком. Твердотопливные заряды в сверхкритических ТГГ горят при высоких давлениях, поэтому устойчивость горения в них выше, чем в докритических. Случайные изменения давления в топливных баках, имеющие место при работе системы подачи, не сказываются на режиме горения заряда. Сверхкритические ТГГ наиболее распространены в ЖРД, широко применяются для стартовой раскрутки ТНА при запуске и в качестве вспомогательной ВПТ кратковременного действия. [c.109]

Твердотопливный газогенератор. В качестве источника газа в ТГГ используется заряд твердого вещества, генерирующий при сгорании или разложении газ с заданными физико-химическими характеристиками. Один из образцов ТГГ приведен на рис. 15.4. [c.259]

Некоторые типы твердотопливных зарядов могут быть использованы для генерации химически чистого газа наддува. Например, для получения кислорода используется реакция термического разложения хлоратов калия или натрия [c.261]

Горение твердотопливного заряда. Согласно современным представлениям, процесс горения твердого топлива — это совокупность экзо- и эндотермических химических процессов, протекающих одновременно с физическими процессами диффузии и теплопередачи. [c.261]

Скорость горения твердотопливного заряда. Законы изменения скорости горения в зависимости от начальной температуры заряда и давления определяются экспериментально. В диапазоне давлений, обычно применяемых в ТГГ (до 30 МПа), наибольшую точность дает эмпирическая зависимость [c.262]

Для управления твердотопливными ракетами возможно также и применение небольших твердотопливных поворотных двигателей с продолжительным временем горения заряда. [c.93]

Попытки решить задачу регулирования твердотопливных двигателей предпринимались неоднократно, но к осязаемым результатам пока не привели. Поэтому программа горения твердотопливного заряда продумывается заранее, еще на стадии проектирования, а зависимость номинальной тяги твердотопливного двигателя от времени является некоторой жесткой, заранее выбранной проектной характеристикой, основные параметры которой подстраиваются под принципиальную схему ракеты или под выполняемую двигателем задачу. [c.144]

Механизм горения твердотопливного заряда [c.146]

Твердотопливный заряд горит с поверхности. При нормальном горении пламя снимает с топливного заряда слой за слоем. Скорость проникновения фронта пламени вглубь заряда по нормали к его поверхности называется скоростью горения. Она определяется химическим составом топлива и в довольно широко.м диапазоне меняется в зависимости от давления в камере и от температуры заряда. Для определения скорости горения и обычно используется следующая эмпирическая формула [c.146]

Процесс горения — его начало и последующее развитие — полностью определяется формой твердотопливного заряда, размерами проходных каналов и расположением заряда в камере. [c.151]

Рис. 3.23. Схема твердотопливного двигателя с вкладным (а) зарядом и с скрепленным (б) зарядом / — заряд, 2—диафрагма, 3 —заглушка, 4 —воспламенитель.

Итак, необходимо, чтобы давление в камере было выше критического. Но этого вовсе не достаточно. Даже при большом давлении твердотопливный двигатель, как и жидкостной, склонен преподносить сюрпризы и автоколебательного характера, причем даже в худших вариантах. Механизм возникновения автоколебаний в жидкостном двигателе более ясен и понятен камера — система подачи... В твердотопливном двигателе внешней системы подачи нет. Она внутренняя. Пламя само, разогревая поверхность заряда, обеспечивает себе подачу, и возникает замкнутый контур прямого и обратного влияния. Увеличение [c.154]

Если быть кратким, можно сказать, что в твердотопливных двигателях четко различают два типа автоколебательных процессов низкочастотные и высокочастотные, или акустические. Первый тин автоколебаний проявляет себя на частотах от одного до нескольких герц. Камера дышит синхронно во всем объеме. При более низком давлении эти автоколебания могут перейти в чихание , и горение прекращается. Высокочастотные колебания возникают иа частотах акустического диапазона. Для них характерно периодическое изменение давления в различных точках камеры со сдвигом по фазе. Такой режим автоколебаний родствен высокочастотным колебаниям в жидкостном ракетном двигателе и может сопровождаться разрушением заряда и камеры. Как и в жидкостном двигателе, формы газодинамических колебаний могут быть осевыми и радиальными. Поскольку развитие газодинамических колебаний сильно зависит от формы камеры, а в твердотопливном двигателе эта форма по мере выгорания топлива изменяется, газодинамические колебания, возникнув, могут затем и самопроизвольно исчезнуть. [c.155]

Накопление заряда на корпусах твердотопливных ракет, приводящее к взрыву, исследовалось Фристромом и др. [239]. Они показали, что ракета на твердом топливе может действовать как генератор Ван дер Граафа вследствие накопления заряда, обусловленного присутствием заряженных частиц углерода и окиси алюминия в продуктах истечения из сопла. Было показано, что такое накопление заряда может привести к потенциалу 10 в. [c.465]

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В МОДЕЛЯХ СКРЕПЛЕННЫХ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ЗАРЯДОВ HPHjPABHOMEPHOM ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ [c.327]

В 1881 г. Н. И. Кибальчич в России создал эскизный проект такого же летательного аппарата с твердотопливным ракетным двигателем, заряды в который подаются последовательно. В первой половине 80-х годов русский инженер С. С. Неждановский рассмотрел несколько схем реактивных двигателей, включая (впервые в мире) предложенную схему ракетного двигателя на двухкомпонентном жидком топливе [3, с. 124, 125]. Все эти проекты возникли независимо один от другого, но в свое время не были опубликованы (за исключением схемы Ариаса), ни один из них не привлек внимания научной общественности и не получил конструктивного развития. Однако объективно идея жидкостного ракетного двигателя, которая впоследствии нашла применение для космических полетов, к середине 80-х годов уже существовала. [c.435]

Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД). [c.590]

Изложение начинается с краткого обзора принципов работы ракетного двигателя и более детального рассмотрения характеристических параметров двигателей при неравновесных химических реакциях (гл. 1). В гл. 2 описаны характеристики твердых ракетных топлив (ТРТ), технология их промышленного производства и методы экспериментального исследования затрагиваются также вопросы взрывоопасности ТРТ. В гл. 3, посвященной исследованиям механизма горения, приведены основные уравнения теоретической модели горения в ракетном двигателе на твердом топливе (РДТТ). Эта модель использована в гл. 4 для описания процесса воспламенения твердотопливного заряда. Кроме того, в гл. 4 приведен обзор исследований по воспламенению и гашению зарядов ТРТ. Далее, в гл. 5, рассмотрены проблемы расчета характеристик РДТТ. В эту главу включены разделы, посвященные модели внутренней баллистики двигате- [c.13]

На следующей стадии процесса производства СТТ осуществляется смешивание компонентов, которое можно проводить непрерывно или в смесителях периодического действия емкостью 600- 2400 л. Последние снабжены приспособлениями для нагрева и охлаждения топливной массы, добавления катализатора и откачки газа. Продолжительность цикла смешивания обычно составляет 30- 45 мин. Выпускаются горизонтальные и вертикальные смесители периодического действия (рис. 21). Для изготовления очень крупных твердотопливных зарядов необходимо непрерывное смешивание компонентов СТТ. Один из методов непрерывного смешивания, применявшийся при изготовлении заряда РДТТ ракеты Поларис , показан на рис. 22. Создаются три потока — окислителя, горючего и катализатора, которые регулируются с точностью около 1%. Время пребывания топливной массы в смесителе невелико и составляет около 90 с. После дегазации топливная смесь направляется на пункт отливки. [c.47]

Рабочий процесс твердотопливного ракетного двигателя можно разделить на три стадии воспламенение заряда, квазистацио-нарный режим и догорание. Для квазистационарного режима используется модель одномерного адиабатического течения. [c.102]

Высокая эффективность, продемонстрированная твердотопливными ускорителями ракеты-носителя Титан III , послужила основной причиной того, что NASA (после изучения преимуществ и недостатков твердотопливных ускорителей по сравнению с жидкостными) решило использовать 2 ТТУ диаметром 3,71 м, длиной 38,1 м, снаряженных 502 580 кг того же топлива на основе ПБАН и имеющих четырехсекционную конструкцию. Система Спейс Шаттл показана на рис. 137. Два РДТТ, запускаемые вместе с маршевыми двигателями космического летательного аппарата многоразового использования Спейс Шаттл , отделяются после сгорания (номинально через 122 с) на высоте около 50 км. К этому времени Спейс Шаттл находится приблизительно в 45 км от стартовой площадки и движется со скоростью 5150 км/ч. После отделения ускорителей открывается группа парашютов — сначала вытяжной, затем стабилизирующий и, наконец, основная связка, уменьшающая вертикальную составляющую скорости ускорителя к моменту его соударения с водой приблизительно до 96 км/ч. Траектория отработавшего ускорителя показана на рис. 138. После ремонтно-восстановительных работ корпус ускорителя транспортируют обратно в космический центр, заливают новым зарядом ТРТ и подготавливают к повторному запуску. Металли- [c.227]

Формулировки, подробно определяющие Я и й,- 20-узлового элемента, можно найти в [21], а 8-узлового — в [38]. Широко используется 20-узловой гибридный трещинный элемент в программах общего назначения [39,40]. С середины 70-х годов этот метод широко применялся для решения задач, связанных с изучением поверхностных дефектов, находящихся на меридиональном и окружном направлениях внутренней н наружной поверхностей цилиндрических сосудов высокого давления (оболочек), поверхностных дефектов в пластинах, подвергаемых растяжению и изгибу, поверхностных дефектов, расположенных возле крепежных отверстий в лапах, дефектов вблизи соединения патрубков с сосудами высокого давления и т. д. [16—25]. Метод, использующий гибридные трещинные элементы, был распространен на исследование трехмерных трещин, находящихся на поверхности раздела биматериалов, например на поверхности раздела между зарядом и бронирующим покрытием в ракетных твердотопливных двигателях [40—41]. [c.194]

Поэтому при оценке надежности ЖРД н-еоб1СОдймЬ рассматри вать двигатель как сложную систему с параметрами двух различных типов, а при расчетах целесообразно применять метод потенциальной эффективности, используя,две отдельные модели для двух подсистем и двух типов параметров ЖРД. Естественно, что и сами методы испытаний двигателей, необходимые для построения моделей, получаются различными. Ниже мы рассмотрим эти методы, начав с первой подсистемы, которую назовем параметрической и ее модели, но прежде коротко охарактеризуем методы самоорганизующихся моделей и комбинированный метод. При использовании метода самоорганизующихся моделей, все статистические данные о системе разделяют на две выборки -- обучающую и проверочную, На основании данных первой выборки строится модель (т. е. рассчитываются коэффициенты описывающих эту модель уравнений), а на основании данных второй выборки выясняется, есть ли необходимость в коррекции принятой модели и в каком направлении эту коррекцию, вводить. Таким методом ведется отбор и улучшение моделей с целью их приближения к исследуемой системе, причем, отбор ведется не по одному, а сразу по нескольким критериям. Этот метод особенно эффективен в тех случаях, когда нет достаточно полных данных. о физической сущности исследуемых явлений. Например, к подобным случаям относится выбор оптимальной рецептуры пиротехнического твердотопливного заряда, который одновременно оптимизируется по ряду параметров (плотности, температуре горения, стоимости и т. д.). Перебор моделей должен организовываться от простых к сложным, причем необходимо учитывать, что усложнение моделей целесообразно лишь до определенной степени. Это объясняется двумя основными причинами. Во-первых, любое уравнение несет в себе полезную информацию об изучаемом процессе и ошибку. Объем информации о любом процессе при заданной точности его описания конечен, поэтому начиная с некоторого уровня, усложнение моделей. несет все меньше новой информации [c.37]

Запуск двигателя проиходит следующем образом. После предварительного захолаживания насоса окислителя от наземной системы происходит его заливка жидким кислородом. Перед запуском производится также заливка и насоса горючего. По команде запуск включается горение твердотопливного заряда, размещенного в полости ЖГГ. Продукты сгорания заряда, во-первых, раскручивают ТНА и, во-вторых, разогревают графитовую набивку в полости ЖГГ, которая затем обеспечивает термокаталитическое разложение НДМГ. [c.84]

Твердотопливный ракетный двигатель состоит из корпуса с соплом, заряда твердого топлива (II) и воспламенителя. ТТ может быть смесевым и двухос- [c.246]

Рис. 2.26. С.хема твердотопливного ракетного двигателя / — воспламенитель, 2 —твердотопливный заряд, 5 —корпус камеры сгорания, 4—переднее днии1е камеры сгорания, 5—заднее дннще с сопловым блоком.

Отслоение, образование трещин, наконец, изменение формы во времени, — если они и имеют место, то должны проявляться лишь в самой незначительной мере. Решение подобных вопросов связано с химией, механикой, технологией и организацией производства и условий хранения твердотопливного заряда. Высокая энергетика требует от топлива определенного химическою состава. Но при оптимальном соотношении веществ могут оказаться неприемлемыми механические характеристики заряда. Добавки, меняюш,ие консистенцию, могут привести к снижению удельной тяги. Стремление сделать топливо более удобным для формования может сказаться на свойствах ползучести и изменении формы заряда во времени. При анализе подобных вопросов должны учитываться температура и влажность при хранении и, кро.ме всего прочего, не следует забывать о технологии самой камеры о то.м, как раз.меитать в ней заряд и как обеспечить силовую схему заряд-камера. [c.149]

Обеспечение ирочности твердотопливного заряда — одна из важнейших задач, которые решаются иа этапе проектирования. Механические характеристики твердого топлива, как мы видели, невысоки. Вкладной заряд испытывает действие высоких напряжений вблизи основания, где ои опирается иа диафрагму. По мере выгорания заряд становится тоньше н в итоге немннуемо распадается па куски, часть которых выносится из камеры через диафрагму. Происходит частичная потеря импульса, а заключительная фаза тяговой характеристики нриобретает очевидную неопределенность. Вкладной заряд в рабочем режиме нагружается внутренним давлением, и возникает опасность образования трещин вблизи газового канала. Для расчета скрепленного заряда важна также оценка усадочных и температурных напряжений в период изготовления, а также деформаций ползучести, проявляющихся при длительном хранении. [c.153]

Представим себе, например, течение газа по внутреннему каналу твердотопливного заряда (рис. 4.8, а). Проходное сечение канала будем считать постоянным, но секундный расход массы возрастающим по мере того, как в поток вливаются все новые и новые порции газа. Значит, в выражении (4.18) S есть величина постоянная. Что же касается секундного массового расхода, обозначенного буквенным идентификатором onst, то его в данном случае следует рассматривать уже как переменную величину, пропорционально которой изменяется функция pi i, стоящая в левой части уравнения (4.18). График же последней изображен на рис. 4.6. Значит, для того чтобы достичь сверхзвуковой скорости, надо массовый расход сначала увеличивать, а затем уменьшать. Первая часть этого условия, т. е. увеличение расхода, как раз и выполняется в канале пороховой шашки, а [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...