Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1989 г. (1241535), страница 74
Текст из файла (страница 74)
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ РДТТ РДТТ является старейшим реактивным двигателем. Именовавшийся ранее пороховой ракетой, РДТТ известен несколько сотен лет. Порохо. вые ракеты широко применялись с давних пор как фейерверочные, сигнальные, боевые. В Х 1Х веке в ряде стран Европы сложилась как особый вид вооружения ракетная артиллерия, отличавшаяся легкостью н маневренностью. Значительных успехов в этой области добилась и Россия. Основы были заложены в эпоху Петра 1, принимавшего дентельное участие в работе специального «ракетного заведения».
В начале Х 1Х века антивно работал в области боевых ракет генерал А. Д. Засядько (1779 †18), создавший новые образцы ракет и легкие пусковые станки к ним. А. Д. Засндько явился инициатором широкого внедрения в русскую армию нового для того времени ракетного оружия. Подлинным создателем русской ракетной артиллерии явился выдающийся ученый-артиллерист генерал К. И. Константинов (1818 †18). В середине прошлого века К.
И. Константинов широко поставил научные исследования, резуль. таты которых использовались в конструкции новых ракет. Он же явился организатором массового механизированного и безопасного производства пороховых ракет. Работы К. И. Константинова позволили значительно увеличить дальность и точность ракетного оружия. Русский революционер-народонолец Н. И. Кибальчич (1853 †18) явился автором первого в мире ракетного летательного аппарата для полета человека. В своем проекте, созданном в 1881 г., накануне казни, Кибальчич описал устройство порохового двигателя, программный режим горения, способы управления полетом путем наклона двигателя и др.
В начале 1921 г. в Москве по инициативе Н. И. Тихомирова (1860 — 1930) была создана первая отечественная исследовательская и опытно-нонструкторская лаборатория по ракетной технике. Перебаэированная в 1925 г. в Ленинград, она получила в 1928 г. наименование Газодинамнческая лаборатория (ГДЛ), В ГДЛ при активном творческом участии В.
А. Артемьева, Б. С. Петропавловского, Г. Э. Лангемака, В. И. Дудакова и др. были разработаны пороховые ускорители для старта самолетов, ракетные снаряды различного назначения, в которых использовались заряды с толстым сводом из пороха на нелетучем растворителе. Последующее развитие этих работ стало основой создания реактив. ных минометов («Катюш»), эффективно применявшихся в Великой Отечественной войне. Работы по РДТТ проводились и за рубежом.
Наиболее известны работы, выполненные в 30 — 40-е годы в США под руководством Р. Годдарда, Т. фон Кармана, в Германии — В. Таллинга н др. Последние десятилетия развитие РДТТ было ускорено успешными работами по созданию смесевых твердых ракетных гоплнв. К аастоящему времени в СССР и за рубежом разработаны многочисленные варианты неуправляемых и управляемых в полете аппаратов с РДТТ. Среди них твердотопливные ракеты большой дальности полета, в том числе межконтинентальные баллистические ракеты. Г Л А В А ХХХ. ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЪ|Е ТОПЛИВА 30.1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ По физической структуре твердые ракетные топлива (ТРТ) делят на два основных класса: гомогенные (двухосновные) и гетерогенные (смесевые). Основные требования, предъявляемые к ТРТ, одинаковы для обоих классов.
Комплекс требований к твердому топливу чаще всего определяется необходимостью создания ракеты с высокой надежностью, 331 минимальными габаритными размерамн и стартовой массой прн заданных величинах массы полезного груза и дальности полета 30.1.1. Энергетические характеристики Обеспечение высокой энергетической эффективности двигательной установки является важнейшим требованием к топливу, которое при большой плотности должно обеспечивать получение высокого удельного импульса. Камера сгорания РДТТ нагружена высоким давлением. В ней размещается весь запас топлива, поэтому его плотность оказывает существенное влияние на показатели двигателя и ракеты в целом. При постоянной массе топлива повышение его плотности приводит к уменьшению объема камеры сгорания и ее массы.
Плотность освоенных ТРТ составляет 1,4 ... 1,9 г/см'. Стремление к повышению удельного импульса определяет основные направления разработок новых твердых топлив. При этом важным ограничивающим условием является необходимость одновременного получения достаточно высоких внутрибаллистических, механических, технологических и других свойств ТРТ; 30.!.2. Внутрибаллистические характеристики Важнейшей характеристикой ТРТ, определяющей характер внутрикамерных процессов, является скорость горения.
При номинальном давлении она должна быть достаточной для достижения необходимых характеристик двигательной установки. Например, в некоторых случаях от РДТТ может требоваться большая тяга в течение короткого времени при очень высоких перегрузках. Последнее обстоятельство не позволяет по соображениям прочности применить многошашечный заряд с развитой поверхностью горения. Приемлемым решением является применение скрепленного с корпусом заряда, но в этом случае повышенная скорость горения должна обеспечивать необходимое газо- образование при ограниченной поверхности горения. Иногда необходима относительно малая скорость горения для достижения длительного времени работы.
Для выполнения сложной программы полета в одном двигателе возможно размещение зарядов ТРТ с разной скоростью горения, например, в двигателях со ступенчатым изменением тяги: для короткого старта с большой тягой и длительного полета с пониженной тягой. Топливо должно обеспечивать устойчивое н закономерное горение в условиях требуемых давлений в камере сгорания, в том числе и сравнительно невысоких. Это делает возможным оптимальный выбор рабочего давления в РДТТ с одним или двумя- тремя режимами тяги. Для повышения устойчивости рабочих процессов в двигателе необходима минимальная зависимость скорости горения от давления и начальной температуры заряда во всем диапазоне эксплуатационных значений указанных параметров, В то же время для целей регулирования тяги, например 332 за счет изменения плошади минимального сечения, необходима сильная зависимость скорости горения от давления.
Весьма важной характеристикой является величина разброса скорости горения для одного состава или одной партии топлива, т. е. хорошая воспроизводимость характеристик топлива. 30.1.3. Физико-механические свойства Физико-механические свойства топлива должны обеспечивать возможность создания заряда необходимой конфигурации и сохранение зарядом заданной формы и сплошности в процессе хранения, воспламенения и горения. Топлива, используемые для скрепленных с корпусом двигателя зарядов, должны быть достаточно эластичными.
чтобы не происходило разрушения заряда под действием термических напряжений илн при деформации их вместе с корпусом под действием давления и полетных перегрузок. Значение коэффициента теплопроводиости ТРТ порядка 0,2 ... 0,3 ВтДм К), г. е. примерно в 100 раз меньше.
чем у стали. Поэтому ТРТ могут хорошо предохранять стенки камеры двигателя от воздействия высокотемпературных продуктов сгорания. Но это же обстоятельство приводит к тому, что при изменении температуры окружаюшей среды в зарядах ТРТ возникают термические напряжения, которые могут вызвать их растрескивание. Для зарядов. скреплеииь~х со стенками камеры сгорания. к термическим напряжениям добавляются и механические, вызванные давлением, разностью коэффициентов линейного расширения ТРТ и корпуса.
Опасные термические и механические напряжения в зарядах ТРТ возникают в результате теплового и механического удара прн воспламенении, особенно если начальные температуры низки. Кроме того, в заряде возникают напряжения от воздезствня перегрузок. Уровень требований к физико-механическим свойствам ТРТ зависит от материала корпуса. Чем менее жестким является корпус, тем выше требования к допустимым деформациям ТРТ. В качестве основных химических характеристик ТРТ обычно рассматривают предел прочности (напряжение растяжения ТРТ), мносительное удлинение н модуль упругости топлива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
