Поверхность - шашка
Cтраница 1
Поверхность горящей пороховой шашки перемещается в направлении, перпендикулярном оси шашки. По мере сгорания шашки выделяются нагретые газы, которые могут либо вступать, либо не вступать в химические реакции в газовой фазе. Предполагается, что энергия излучения испускается из газового облака, окружающего горящий порох, равномерно по всем направлениям. Некоторая часть этой энергии поглощается газами, находящимися между излучающим слоем и поверхностью порохового заряда. Часть света, не отражающаяся от поверхности пороха, поглощается пороховой шашкой. Уменьшение интенсивности на единицу длины зависит от показателя поглощения порохового заряда и длины волны падающего излучения. Скорость сгорания пороховой шашки в свою очередь зависит от того, насколько возрастет ее температура при поглощении излучения. [1]
Это воспламенение, происходящее под поверхностью шашки, вызывает растрескивание и разрыв ее, которые могут привести к опасным высоким давлениям в камере ракеты. Добавление к топливу затемняющего вещества, например газовой сажи, устраняет, этот недостаток. [2]
В таких системах перенос энергии к поверхности топливной шашки может происходить в основном посредством теплопроводности и конвекции от горячего газа воспламенителя, с помощью излучения от горячего газа и раскаленных твердых частиц, а также посредством соударения горячих твердых частиц воспламенителя с поверхностью топлива. В каждом из этих случаен воспламенение совершается при условии, что другие виды переноса энергии не играют существенной роли. Относительное значение отдельных способов подвода энергии, которые будут предполагаться в каждом частном случае, зависит от химического состава воспламенителя и топлива, а также от геометрических параметров заряда и воспламенителя. Применение черного пороха создает условия, благоприятные для всех трех способов переноса энергии. Использование воспламенителей типа окиси металла, не дающих дыма, устраняет возможность конвективного и кондуктивного теплообмена от газа. Эффективность воспламенителя этого типа определяется присутствием горячих твердых частиц, вступающих в соприкосновение с поверхностью топлива, а также, вероятно, излучением от горячих частиц. Если в качестве источника энергии воспламенения используется нитроцеллюлоза или взрывчатая газовая смесь, то твердые частицы будут отсутствовать и интенсив ность излучения от газа будет низкой. [3]
Из физических соображений предположим, что деформируемая поверхность шашки протектора гладкая, поверхность полотна дороги абсолютно жесткая и шероховатая, касательная сила иа контакте невелика по сравнению с предельными значениями сил сцепления, при свободном качении колеса полностью отсутствует проскальзывание. [4]
Очевидно, что в процессе горения участвует очень тонкий слой на поверхности шашки топлива. [5]
Боковая поверхность стержня покрыта соответствующим негорючим веществом, предотвращающим распространение пламени вдоль поверхности шашки. Поверхность горения в таком случае остается плоской и нормальной к оси сторжня. Горение происходит под приблизительно постоянным давлением; скорость горения определяется путем непосредственного измерения времени, необходимого для горения стержня измеренной длины. Этот метод отличается быстротой и точностью, а небольшие образцы, требующиеся при опыте, можно легко изготовить в мастерской с несложным оборудованием. Скорость горения, измеряемая этим методом, определяется почти исключительно по давлению и температуре, при которых производятся измерения, а также по составу и физической структуре образца топлива. Поэтому он хорошо подходит для исследований этих переменных. С другой стороны, применение экспериментальных данных, полученных с помощью этого метода, для определения характеристик заряда, горящего в ракетном двигателе, должно быть сделано с некоторой осторожностью, так как при указанных выше условиях на горение влияет геометрия заряда и камеры ( см. последнюю часть § 4), а также основные. [6]
Будем считать, что все излучение на поверхность пороха падает в направлении, перпендикулярном поверхности пороховой шашки. [7]
 |
Состав и баллистические свойства типичных ракетных тонлип. [8] |
Твердые ракетные топлива горят параллельными слоями; это значит, что все горящие поверхности отступают внутрь шашки в направлении, нормальном к первоначальным поверхностям шашки, а шашка стремится сохранить свою первоначальную форму до тех пор, пока свод не прогорит насквозь. [9]
Эта величина, по-видимому, сильно завышена, так как поверхность горящей шашки пе светится. Наблюденные экспериментальные результаты могут быть обусловлены каталитическими реакциями на поверхности твердых частиц, что было обнаружено с помощью стержневой термопары, введенной в пламя горящего топлива Г45 ], или же изменениями условий теплопередачи к твердым частицам, которые могут быть выброшены с поверхности топлива в пламя, обладающее очень большим градиентом температуры. [11]
Отдельный кусок ракетного топлива называется шашкой, хотя он может иметь длину в несколько сотен сантиметров, толщину свода в несколько сантиметров и вес в несколько сотен килограммов. При горении топлива толщина свода является минимальным расстоянием между двумя противолежащими поверхностями шашки. [12]
Страницы: 1