Шишков А.А., Панин С.Д., Румянцев Б.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива. Справочник
Подождите немного. Документ загружается.
Предисловие .......................................................................................................................................................... 5
Глава 1. Ракетные двигатели твердого топлива............................................................................................... 10
1.1. Области применения ............................................................................................................................... 10
1.2. Твердые ракетные топлива ..................................................................................................................... 17
1.3. Основные элементы конструкции......................................................................................................... 23
1.3.1. Корпус и сопло...................................................................................................................................... 25
1.3.2. Заряд твердого топлива........................................................................................................................ 30
1.3.3. Устройства создания управляющих усилий ...................................................................................... 35
1.3.4. Воспламенительное устройство .......................................................................................................... 39
1.3.5. Узел отсечки тяги ................................................................................................................................. 41
1.4. Моделирование рабочих процессов в РДТТ ......................................................................................... 43
Глава 2. Горение заряда твердого топлива....................................................................................................... 46
2.1. Скорость горения твердого топлива ...................................................................................................... 46
2.2. Термодинамический расчет процессов горения и истечения ............................................................. 52
2.3. Изменение давления в РДТТ во времени ..............................................................................................56
2.3.1. Периоды работы РДТТ......................................................................................................................... 56
2.3.2. Неустойчивые режимы работы РДТТ................................................................................................. 59
2.3.3. Влияние вращения на внутреннюю баллистику РДТТ..................................................................... 60
2.3.4. Анализ отказов двигателя при стендовых испытаниях .................................................................... 62
2.3.5. Горение стартового заряда в камере прямоточного двигателя ........................................................ 63
2.4. Регулирование РДТТ ............................................................................................................................... 65
Глава 3. Газодинамические процессы в РДТТ.................................................................................................68
3.1. Одномерные течения ............................................................................................................................... 68
3.1.1. Квазистационарные процессы ............................................................................................................. 68
3.1.2. Газодинамические функции ................................................................................................................ 71
3.2. Местные сопротивления в РДТТ............................................................................................................ 73
3.2.1. Течение газа в предсопловом объеме ................................................................................................. 76
3.3. Течение газа в канале заряда твердого топлива ................................................................................... 78
3.3.1. Течение газа в цилиндрическом канале..............................................................................................78
3.3.2. Течение газа в каналах нецилиндрических форм.............................................................................. 81
3.4. Разброс параметров РДТТ....................................................................................................................... 89
3.5. Выход на режим установившейся работы............................................................................................. 93
3.5.1. Воспламенение заряда твердого топлива........................................................................................... 93
3.5.2. Заполнение застойной зоны................................................................................................................. 99
3.5.3. Натекание в отсек между разделяющимися ступенями.................................................................. 101
3.6. Переходные процессы при отсечке тяги РДТТ................................................................................... 103
3.6.1. Отсечка тяги путем вскрытия дополнительных сопел.................................................................... 103
3.6.2. Отделение части двигателя................................................................................................................ 104
3.6.3. Гашение заряда твердого топлива..................................................................................................... 105
3.6.4. Волновое движение газа..................................................................................................................... 108
3.7. Двухмерное течение газа в канале заряда ........................................................................................... 111
Глава 4. Газодинамические характеристики соплового блока..................................................................... 115
4.1. Профилирование сопел РДТТ .............................................................................................................. 115
4.1.1. Дозвуковая часть сопла...................................................................................................................... 116
4.1.2. Коэффициент расхода сопел..............................................................................................................117
4.1.3. Профилирование сверхзвуковой части сопла для однофазных продуктов сгорания твердого
топлива........................................................................................................................................................... 120
4.1.4. Течение газа с частицами................................................................................................................... 121
4.2. Потери удельного импульса в сопле.................................................................................................... 124
4.2.1. Составляющие потерь удельного импульса..................................................................................... 124
4.2.2. Отсутствие кристаллизации в сопле ................................................................................................. 128
4.2.3. Одномерное течение........................................................................................................................... 128
4.2.4. Уточнение потерь на физическую неравновесность многофазного потока ................................ 130
4.2.5. Потери удельного импульса многофазного потока из-за утопленности сопла............................ 131
4.3. Эксцентриситет реактивной силы........................................................................................................133
4.4. Характеристики устройств создания управляющих усилий ............................................................. 137
4.4.1. Обтекание выдвижного щитка и дефлектора................................................................................... 137
4.4.2. Вдув газа и впрыск жидкости в сопло .............................................................................................. 139
4.4.3. Истечение недорасширенной струи навстречу сверхзвуковому потоку.................................. 142
4.5. Отрыв потока от стенок сопла.............................................................................................................. 144
4.6. Высотные испытания РДТТ.................................................................................................................. 147
4.6.1. Структура стендoв для высотных испытаний.................................................................................. 147
4.6.2. Пусковое давление цилиндрического выхлопного диффузора...................................................... 150
4.6.3. Изменение давления в двигателе, барокамере и выхлопном диффузоре..................................... 153
Глава 5. Взаимодействие продуктов сгорания с материалами тракта РДТТ.............................................. 160
5.1. Компоненты воздействия...................................................................................................................... 160
5.2. Модели конвективного теплообмена...................................................................................................162
5.2.1. Интегральные соотношения теории пограничного слоя ................................................................ 164
5.2.2. Интегральная теория пограничного слоя ......................................................................................... 168
5.2.3. Моделирование пристенной турбулентности.................................................................................. 174
5.2.4. Конвективный теплообмен на утопленной части сопла ................................................................. 178
5.2.5. Конвективный теплообмен за минимальным сечением сопла с цилиндрической горловиной
........................................................................................................................................................................ 181
5.2.6. Конвективный теплообмен в возмущенной области при несимметричном вдуве газа в
закритическую часть сопла.......................................................................................................................... 186
5.2.7. Нестационарный теплообмен в РДТТ .............................................................................................. 186
5.2.8. Теплообмен на регуляторах расхода газа......................................................................................... 191
5.2.9. Теплообмене многофазных течениях ............................................................................................... 192
5.2.10. Свободная конвекция в РДТТ ......................................................................................................... 193
5.3. Радиационный теплообмен в РДТТ ..................................................................................................... 194
5.4. Воздействие газовых потоков на композиционные материалы........................................................ 198
5.5. Воздействие газовых потоков на металлические элементы тракта РДТТ ....................................... 207
5.6. Воздействие многофазных потоков на композиционные материалы .............................................. 209
5.7. Тепловое состояние элементов РДТТ.................................................................................................. 214
5.8. Теплофизические и некоторые другие характеристики материалов................................................ 219
5.9. Результаты испытаний тепловой защиты РДТТ................................................................................. 231
Список литературы ...........................................................................................................................................236
Предметный указатель ..................................................................................................................................... 238
Предисловие
Глава 1. Ракетные двигатели твердого топлива
1.1. Области применения