Ракета иа твердом топливе

В 1909 г. Годдард впервые сделал энергетический расчет жидкостной водородно-кислородной ракеты с учетом возможности применения также других (углеводородных) горючих жидкостей и твердого топлива. Тогда же он рассмотрел схему многоступенчатой ракеты [6, с. 95—99]. [c.439]

Доступность естественных условий. Конструктор автомобилей может найти в пределах ограниченной территории предельные внешние условия, в которых может эксплуатироваться его машина. При сравнительно небольших затратах можно провести испытания в условиях жаркой пустыни и при минусовых температурах, на предельных высотах над уровнем моря, на любых дорогах, при воздействии пыли, дождя и других осадков, а также при комбинированном воздействии различных условий. Но конструктор больших ракет на твердом топливе может испытать их в естественных условиях больших высот (низких давлений) только во время кратковременных полетов, которые обходятся очень дорого. Для изготовителей красок применение окрашенных панелей под жарким солнцем в Калифорнии или на пешеходных переходах с интенсивным движением даст ответ о воздействии внешних условий на их продукцию. В каждом случае нужно тщательно изучать естественные внешние факторы, чтобы установить не только относительную трудность проверки испытываемого образца в этих условиях, но и возможность получения предельных значений внешних факторов в течение времени, предусмотренного программой испытаний, сложность измерений внешних факторов и оценки отклонений или отказов во время испытаний вследствие невозможности управлять внешними факторами. [c.170]

Однако проблема значительно сложнее при мелкосерийном производстве, так как в этом случае нет статистически обоснованного объема выборки для очень малых партий. Такое положение является обычным для ракет на твердом топливе, баллистических ракет дальнего действия и для космических объектов, когда производственная продукция за год может составлять от десятка до сотни единиц. Объем выборки при этом может изменяться от 1 1 до 1 10 точное его значение определяется в зависимости от 1) допустимой степени риска 2) вероятности однородности последующих единиц изделий 3) потенциального влияния отказов изделия 4) производственной возможности изготовлять достаточное количество изделий как для сдачи заказчику, так и для испытаний за определенное время 5) стоимости изделий и испытаний. [c.182]

Корпуса ракет на твердом топливе лопатки и диски авиац. турбин и компрессоров крепежные детали работающие под давлением газовые иасосы [c.75]

Назначение. Корпусы ракет на твердом топливе, сварные корпусы двигателей, различные детали ракет и космических кораблей, сварные резервуары высокого давления, зубчатые передачи двигателей самолетов и вертолетов, крепежные болты, детали катапульт и ДР- [c.279]

МСС широко применяют как конструкционный материал в аэрокосмической и ракетной технике (корпуса ракет на твердом топливе, сварные корпуса двигателей, различные детали ракет и космических кораблей, сварные резервуары высокого давления больших размеров цилиндрической и сферической формы, детали посадочных устройств, зубчатые передачи двигателей самолетов и вертолетов, крепежные болты, тормозные крюки самолетов, детали катапульт). [c.370]

В ракетах может использоваться и твердое топливо, содержащее в себе как горючее, так и окислитель. [c.128]

В процессе эксплуатации ракеты заряд твердого топлива испытываем действие различных внешних.нагрузок, при этом происходит процесс постепенного накопления повреждений. Таким образом, прочность твердого топлива носит временной характер и должна оцениваться с помощью соотношений длительной прочности. [c.12]

В более тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточных — воздушно-реактивных и ракетных двигателей, а также некоторые элементы конструкций турбореактивной турбины и форсажной камеры (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей поверхности управления в ракетах с твердым топливом). Для изготовления этих деталей, работающих при температурах до 1370° С, можно использовать молибден и ниобий и их сплавы, но при более высоких температурах пригодны лишь тантал и вольфрам. Для работы нри температурах выше 1370° С наибольший интерес представляют снлавы тантала, которые имеют сравнительно высокую пластичность при таких температурах, а по жаропрочности почти не уступают вольфраму. К сожалению, тантал очень мало распространен в природе. [c.479]

Эта формула справедлива для ракет жидкого и твердого топлива. [c.261]

Проведенными и освоенными технологическими и конструктивными нововведениями, которые мы перечислили, проблема создания баллистических ракет на твердом топливе, конечно, не исчерпывается. Возникает много и других существенных вопросов. В частности, — как выключать двигатель. В жидкостных [c.92]

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]

Частицы вещества, несущиеся газом или жидкостью и ударяющиеся при высокой температуре о поверхность, представляют собой одну из наиболее разрушительных сред, с которой можно столкнуться. Это в особенности заметно для сопел ракет на твердом топливе, где газы высокого давления, несущие частицы со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука, стирают покрытия. Температура такой среды составляет 2500— 3900° С, однако это относится к температуре пламени, и покрытие не обязательно достигает такого нагрева. [c.281]

В ракетных двигателях в отличие от предыдущих видов двигателей оба компонента топлива — горючее и окислитель — транспортируются вместе с двигателем. Сила тяги ракетного двигателя поэтому не зависит ни от скорости движения двигателя, ни от свойств окружающей среды и всегда равна рУо, это же значение она сохраняет и в безвоздушном пространстве. Таким образом, ракетный двигатель— единственный двигатель, пригодный для космических и межпланетных полетов. Ракетные двигатели работают как на твердом, так и на жидком топливе. В качестве твердого топлива часто используют, например, особые сорта пороха. Ракеты с двигателем на твердом топливе обладают тем преимуществом, что они могут заправляться задолго до запуска и длительное время находиться на стартовых площадках, готовые взлететь в любой момент. В космических исследованиях основная роль принадлежит пока ракетам с двигателем на жидком топливе. [c.115]

Ракетные двигатели легки, могут работать в пустоте и способны развивать в течение короткого времени очень большие тяги, практически недостижимые для двигателей других типов. Например, в настоящее время имеются жидкостные ракетные двигатели с одним соплом, развивающие в полете тягу до 800 Т. На больших современных космических ракетах на первой ступени ставится несколько таких двигателей. Существуют ракетные двигатели на твердом топливе, которые развивают тягу в несколько тысяч тонн. [c.130]

Вибрации летательных аппаратов вызывают накопление усталостных повреждений, сокращение ресурса работы двигателей, автоколебания корпуса. Наиболее сложный характер вибрации испытывают ракеты, особенно в режиме запуска. Основными причинами вибрации в данном случае являются работа двигателя и аэродинамические эффекты. Установлено, что мощные ракетные двигатели, работающие на жидком топливе, создают вибрацию с частотой в несколько сотен герц, а менее мощные двигатели на твердом топливе до 2000 Гц [9]. [c.282]

Очень высокая стоимость отдельных изделий или их элементов делает иногда обязательным проведение испытаний без разрушения на всех этапах разработки. Примером изделий этой группы могут служить двигатели на твердом топливе, применяемые в баллистических ракетах и ракетах-носителях, выводящих на орбиту искусственные спутники Земли. Стоимость одной ступени такой ракеты может достигать полмиллиона долларов или даже больше. Так как экономика проекта требует, чтобы производилось минимальное количество запусков таких ракет для достижения поставленной цели, то весьма существенно иметь самую полную информацию об испытываемых двигателях. Как правило, основной объем такой информации получается из обширных неразрушающих испытаний, [c.164]

Алюминиевые порошки используют во взрывчатых веществах и в ракетном твердом топливе. Реакция окисления алюминия сопровождается вьщелением большого количества тепла, что позволяет приобретать летучим соединениям, входящим в состав взрывчатых веществ или топлива, высокую температуру. Этот эффект используют в твердых топливах и жидких взрывчатых веществах. Следует подчеркнуть, что алюминий остается главным компонентом твердых видов топлива, используемого в снарядах и ракетах. [c.30]

Предлагаемая книга содержит описание последних достижений в области ракетных двигателей на химическом топливе, включая характеристики двигательных установок, свойства топлив и технологию их промышленного изготовления, механизм горения и устойчивость, совместимость двигателя с ракетой, управление направлением и величиной тяги. Уже имеются специальные монографии и по твердым топливам [103, 178], и по жидким [67] здесь, пожалуй, впервые оба эти типа ракетных двигателей рассмотрены совместно. Кроме того, в книге показано, как изложенные теоретические принципы применяются на практике к высокоэффективным двигательным установкам (ДУ) ракет-носителей и космических летательных аппаратов. [c.13]

Оценка работоспособности заряда твердого топлива производится как по допускаемым перемещениям, так и по допускаемым напряжениям. Типичный пример расчета по допускаемым перемещениям — определение изменения геометрии заряда, вызванное ползучестью топлива под действием собственного веса во время хранения или перепадами давлений и инерционными нагрузками в момент старта ракеты [17]. При пониженных температурах топливо становится хрупким (пластические деформации отсутствуют) разрушение, растрескивание заряда может в результате резкого увеличения поверхности горения привести к взрыву всего двигателя. Поэтому при температуре ниже так называемой температуры стеклования расчет заряда твердого топлива следует производить по допускаемым напряжениям, учитывая концентрацию напряжений [17], [c.380]

Стабилизация вращением выгодна также в тех случаях, когда последняя ступень ракеты-носителя, работающая на твердом топливе, сама стабилизирована вращением и передает его спутнику, являющемуся для нее полезной нагрузкой [4]. [c.43]

Очевидно, что недопустима даже мелкая сквозная трепщна в контейнере с жидким топливом для ракеты, через которую может выходить топливо с последующим воспламенением и преждевременным выходом из строя всей системы или другим катастрофическим исходом. В подобных случаях должна быть сведена к минимуму даже возможность возникновения трещины. С другой стороны, для ракетного двигателя, работающего на твердом топливе, где утечка и последующее воспламенение не являются проблемой, или для линий передачи некоторых жидкостей или газа на расстояние, где в какой-то степени утечка допустима, мелкие сквозные трещины допускаются при условии, что они эффективно могут быть остановлены, до того как произойдет авария. [c.14]

Дж/см , для МБР, работающих на твердом топливе,— 10...20 кДж/см , а для поражения головных частей, имеющих защитные покрытия,— 100 МДж/см . Вот почему тактику использования лазерного оружия для поражения МРБ специалисты США пытаются свести к тому, чтобы поражать ракеты на активном участке в атмосфере еще до отделения головной части и ложных целей в космосе. Произведены предварительные расчеты массы такой космической станции, она составляет 72 т. В одном из вариантов системы предлагается вывести до 1.8 станций, располагаемых на полярных орбитах. Вариант широкомасштабной системы ПРО приведен на рис. 56. По первоначальному плану она состояла из трех основных звеньев, базирующихся на Земле и в космосе. В этих звеньях, оснащенных средствами, основанными на новых физических принципах, содержатся мощные лазерные установки (химические, газодинамические и рентгеновские), ускорители элементарных частиц, электромагнитные пушки, а также противоракеты. За счет массированного развертывания средств, в том числе и космического базирования, предполагается построение семи рубежей, как уже было отмечено нами в начале. главы 3. Эти рубежи должны обеспечить надежное уничтожение ракет и головных частей противника. На приводимой схеме эти рубежи хорошо видны. На первом [c.175]

Анизотропия свойств графитовых материалов, особенно пироуглерода и пирографита, обеспечивает потребителю широкие возможности их использования например, один и тот же элемент может быть использован и в качестве электропроводного, и в качестве электроизоляционного материала. В зависимости от условий применения графит может быть и хорошим антифрикционным материалом, и материалом с очень сильным износом. В технике высоких температур графит нашел всеобщее признание как одно из самых тугоплавких веществ. Трудно найти такую отрасль промышленности, в которой не было бы потребности в углеграфитовых материалах. В качестве материалов подшипников и вкладышей он используется в машиностроении, судостроении, авиации и др. В качестве конструкционного материала —в высокотемпературных установках, теплообменниках для химической промышленности, в ядерной технике, в создании композиционных материалов для авиации, в ракетной технике, судостроении. Тепловые свойства графита широко используются в высокотемпературных установках, в том числе в МГД-генераторах, а также в ракетной технике. В ракетах, работающих на твердом топливе, графит применяется для деталей соплового аппарата. Поверхность горловины сопла может нагреваться до температуры, которая всего лишь на 55—110 град ниже теоретической температуры вспышки топлива, колеблющейся в пределах 2700—3600°С [173, с. 18—40]. Для ядерных ракет графит является одним из лучших материалов, поскольку он обладает высокой температурой плавления, отличной термостойкостью и хорошей технологичностью [173, с. 41—65]. Все большее значение приобретают углеграфитовые материалы при литье металлов как для тиглей, так и для литейных форм. [c.4]

В теоретической механике, как правило, рассматривается движение материальных систем и твердых тел, масса которых предполагается постоянной. Однако можно привести большое количество примеров, когда при движении тела его масса вследствие присоединения или отделения от него материальных частиц значительно изменяется. Например, на активном участке движения ракеты от нее отделяются продукты сгорания топлива, составляющего значительную часть исходной массы заправленной ракеты на старте. Решение задачи о движении ракеты как о движении тела постоянной массы в этом случае будет неверным. [c.252]

Камера сгорания ракеты, представляющая собой цилиндр радиуса R и высоты ho (см. рисунок), целиком заполнена однородным твердым топливом плотности р. Истечение газов, образующихся при сгорании топлива, происходит через отверстие Л радиуса г в торце цилиндра. По мере выгорания заряд продвигается специальным устройством к выходному отверстию так, что горение происходит непосредственно у отверстия Л. Масса корпуса ракеты равна М плотность газов, проходящих через отверстие Л, можно считать постоянной величиной, равной Ро- Пренебрегая сопротивлением воздуха, составить уравнение вертикального движения ракеты, если высота заряда при его сгорании меняется по закону h = h t). [c.88]

Необходимо отметить, что приоритет в создании принципиальных схем различных типов реактивных двигателей принадлежит русской науке. Так, например, впервые ракетный двигатель твердого топлива, как двигатель летательного аппарата, был предложен в XIX в. Н. И. Кибальчич. Первая конструктивная схема жидкостной ракеты для межпланетных полетов была предложена К. Э. Циолковским в 1903 г. Еще при его жизни в 1930 г. был впервые построен и испытан в нашей стране жидкостный ракетный двигатель. [c.257]

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]

Корпуса ракет на твердом топливе детали артиллерийского вооружения детали авиаконструкций и шасси [c.75]

Существенное снижение запасов прочности и повышение механических свойств -пределов текучести до 1200-1500 МПа низколегированных высокопрочных сталей, диктуемые жесткими весовыми требованиями, привели к необходимости анализа и повышения прочности и надежности корпусов двигателей и ракет на жидком и твердом топливе. При испытаниях корпусов ракет Поларис диаметром до 4000 мм внутренним давлением при размерах дефектов до 30 мм происходили разрушения при номинальных напряжениях, не превышающих (0,5-0,6)от Аналогичное разрушение, начавшееся в зоне сварного шва, бьшо отмечено в баке ракеты, изготовленном из стали с пределом текучести порядка 1350 МПа. Оценка прочности несущих элементов ракет, в том числе корпусов ракетных систе,м и двигателей Сатурн , Шатл , Энергия-Буран , с учетом возможностей технологической дефектности осуществляется на основе линейной механики разрушения. [c.77]

В книге изложена история развития твердотопливных ракет. Конкретный фактический материал сопровождается анализом отыта создания отдельных образцов и выявлением основных закономерностей развития ракет на твердом топливе. [c.107]

Дальность полета ракеты Редстоун составляла примерно 320-400 километров. Поскольку эта ракета имела значительно большие габариты, чем ракета Фау-2 (длина—21,2 метра, диаметр — 1,8 метра, размах стабилизаторов—4,4 метра, стартовый вес — 18 ООО килограммов, тяга ракетного двигателя при старте —29500 килограммов), боевая часть должна была весить не менее 5 тонн. Большая полезная нагрузка делала ракету Редстоун почти идеальным ускорителем — вернее, первой ступенью — для весьма сложных и тяжелых опытных многоступенчатых ракетных систем. Например, она могла бы нести многоступенчатую систему связок ракет на твердом топливе, и надо сказать, что этот эксперимент не замедлил состояться. Вечером [c.371]

В предыдуихей главе мы ул<е говорили в общих чертах об устройстве баллистических ракет на твердом топливе и даже коснулись их биографии, а сейчас сосредоточи.м свое внимание на самом твердотопливном двигателе. [c.144]

Ракеты с ЖРД имеют более высокие значения удельной тяш по сравнению с ракетами на твердом топливе. Например, для широко известных компонентов топлива, включающих четырехокнсь азота (окислитель) и несимметричный диметилгидразин (горючее), применяемых на рах стеСША Титан-2", а также на ряде отечественных ракет, удельная тяга двигателей вторых ступеней, работающих за пределами [c.47]

Дальнейшее развитие этой области науки протекало под влиянием потребностей в проектировании различных промышленных установок (паровых машин, пламенных печей и т.д.). Существовавшие по крайней мере еще с XIII в. (в Китае и некоторых других восточных странах) ракеты на твердом топливе по ряду чисто технических причин не требовали каких-либо специальных мер по их охлаждению. Только с началом разработок первых проектов реактивных летательных аппаратов исследователи начинают все чаще задумываться о способах предохранения двигателей этих аппаратов от действия высоких температур. По-видимому, первым, кто предусмотрел в проекте реактивного двигателя систему охлаждения, был русский изобретатель И.И. Третеский. [c.7]

Тугоплавкие, оплавляющиеся, сублимирующие и газифицирующиеся покрытия находят щирокое применение в ракетной технике для защиты наружных поверхностей ракет от разрушения при входе их в плотные слои атмосферы. Эти покрытия применяются также для защиты внутренних поверхностей ракетного двигателя твердого топлива. Чтобы критическая часть сопла не изменяла своих размеров во время работы двигателя, ее выполняют из тугоплавкого материала, а остальные поверхности покрывают оплавляющимися, сублимируюш,ими или газифицирующимися покрытиями. [c.474]

Современные гетерогенные топлива (табл. 167) образуют большое я разнообразное семейство. Размеры зарядов изменяются от маленьких, применяемых в газогенераторах, до очень больших, используемых в стартовых двигателях межконтинентальных баллистических ракет. Малые гранулы можно получать путем формования под давлением, экструзии или разливки, а большие заряды получают литьем. Гранулы могут быть загружены в патроны или же уложены в ящики (литье на месте). В общем случае гетерогенное топливо представляет собой твердый окислитель и твердое горючее, помещенные в полимерное связующее. Твердые вещества составляют до 88 % массы такого топлива. В качестве связующих могут использоваться линейные полимеры (nanpHMep, поливинилхлорид или ацетат целлюлозы) или сшитые каучуки (уретанм и полибутадиены, вулканизированные на месте). Могут присутствовать также другие добавки, изменяющие баллистические механические свойства, температуру пламени или позволяющие добиться некоторых специальных эффектов. Все гетерогенные топлива содержат стабилизаторы и антиоксиданты или другие вещества, ингибирующие биологическое разрушение. Подобно двухкомпонентным топливам, композиты поглощают воду до установления равновесия. Первый — обратимый — эффект, связанный с поглощением воды, состоит в ухудшении механических свойств материала. Последующие — вымывание, а затем и гидролиз, коррозия, разложение и окисление ингредиентов — приводят к необратимым изменениям. [c.495]

Уплотнения на ракетных двигателях с твердым топливом рассчитаны на защиту двигателя от атмрсферных воздействий и других обычных факторов, таких как пониженное давление (для ракет, запускаемых с самолетов) или несколько повышенное давление, (ракеты для подводных лодок). Однако гидростатическое давление, существующее уже на умеренных глубинах, достаточно для разрушения большей части уплотнений. Большинство видов твердого топлива и воспламенителей при этвм намокнет и будет разрушаться (см. таблицы). Воспламенители в мокром виде могут гореть, ио недостаточно эффективно, чтобы поджечь основной заряд, так как большая часть выделяющегося тепла будет рассеяна водой. В то же время заряд может воспламениться от внешнего источника тепла, такого как газовый резак. Большинство дви- [c.505]

В рассматриваемой работе, кроме того, исследованы энергетические возможности некоторых неракетных методов разгона (для достижения космических скоростей) различные виды жидких и твердых ракетных топлив, причем как наиболее эффективное рекомендовано кислородноводородное топливо предложены возможные значения соотношения масс для решения различных космических задач возможные значения энергетического КПД ( степени утилизации ) ракеты, а также дан общий энергетический анализ ракеты как тепловой машины затронуты проблемы управления ракетой, в частности предложено отклонение реактивного сопла двигателя. [c.437]

В РДТТ твердое топливо (обычно разные сорта порохов), содержащее в себе и горючее, и окислитель, воспламеняется при запуске ракеты и постепенно выгорает, образуя газообразные продукты сгорания, истекающие из сопла. Схема РДТТ представлена на рис. 10-39. Здесь 1 — камера сгорания, 2 — твердое топливо, 3 — сопло. [c.351]

Началом использования титана в ракетной технике США следует считать 1957 г. Тогда на производство управляемых снарядов пошло 3% общего потребления титана в стране. В ракетной технике титан применяется для баллонов высокого давления и корпусов ракетных двигателей, работающих на твердом топливе. В ракетах Атлас , Титан-1 , Тптан-3 и др. применены различные титановые баллоны и сварные балки для окислителя и топлива. В космос титан вышел вместе с космическим кораблем Меркурий (1961), в капсуле массовая доля его составляла 18% (каркас, внутренняя обшивка, контейнер антенны и парашюта и др.). На космическом корабле Джеминай из титана были изготовлены детали общей массой 545 кг (рама, двухслойная обшивка, емкость высокого давления). Титан применен также в конструкциях служебного отсека корабля Апполон . Корабль для перемещения космонавтов по лунной поверхности был снабжен титановыми баками. Из титана также изготовляются корпуса искусственных спутников. Следует отметить, что в авиационной и космической технике применяется в основном сплав Ti— 6А1—4V или его аналоги. Иные сплавы используются реже и рассматриваются как перспективные. [c.233]

Ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) является вторым (нос ле ЖРД) основным вариантом современного ракетного двигателя РДТТ используется как в качестве стартового ускорителя, так и в ка честве маршевого двигателя для баллистических или крылатых, ракет Вопросы расчета и проектирования стартовых РДТТ упрощаются бла [c.370]

Корпус работающего двигателя можно рассматривать как сосуд, нагруженный давлением газов, образующихся в результате горения заряда твердого топлива. Основное назначение корпуса — выдержать в течение заданного времени совместное воздействие внутреннего давления и высоких температур и передать на остальную часть ракеты силу тяги. Кроме того, РДТТ обычно является частью силового корпуса всей ракеты и поэтому он воспринимает продольные и поперечные перегрузки, а также испытывает аэродинамический нагрев. С точки зрения прочности, напряжения от внешних продольных и поперечных нагрузок не опасны, поскольку обычно они малы по сравнению с напряжениями, вызываемыми рабочим давлением газов. Но они могут привести к потере устойчивости корпуса двигателя, если внешние нагрузки действуют на неработающий двигатель. Например, это может произойти с двигателями второй и третьей ступени при работающем двигателе первой ступени или с двигателем первой ступени стоящей на старте ракеты. [c.371]

Сплавы со стареющим мартенситом (типа Марейджинг ) в США применяют для изготовления оболочек космических ракет и деталей двигателей на твердом топливе. Эти сплавы применяют в морской технике. Высокие прочность и пластичность этих сплавов привлекают конструкторов к их использованию для различных целей. Эти сплавы могут найти широкое применение для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях гидроэрозии, поэтому их испытание на эрозионную стойкость также представляет большой интерес. [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...