Cтраница 2
Проблему задержки воспламенения не следует смешивать с проблемой неполного сгорания. Так, хорошо известно, что в некоторых случаях установившегося горения в камерах ракетных двигателей экспериментально полученная характеристика заметно ниже, чем предварительно рассчитанная теоретически, в предположении, что в камере сгорания достигнуто термодинамическое равновесие. Хотя химические реакции, происходящие в течение быстропротекающего периода задержки воспламенения, могут быть некоторым образом связаны с характеристикой ракеты, неполное сгорание не рассматривается как проблема задержки воспламенения. Тем не менее различные исследователи наблюдали, что при малых задержках воспламенения имеет место хорошая эффективность горения. [16]
Еще большее значение имеет предотвращение горения от перехода по взрыв при использовании ВВ для целей метания. Емкости, в которых про исходит горение в метательных аппаратах ( ствол огнестрельного оружия, камера ракетного двигателя) рассчитаны на относительно небольшие давления, во много раз меньшие, чем те, которые возникают при детонации. Возникновение последней означает не только неуспех выстрела, но и разрыв аппарата и часто гибель обслуживающего его персонала. [17]
Диапазон температур, в пределах которого реально работают конструкционные материалы, выходит далеко за рамки указанных нормальных условий. Есть конструкции, где материал находится под действием чрезвычайно высоких температур, как, например, в стенках камер воздушно-реактивных и ракетных двигателей Имеются конструкции, где, напротив, рабочие температуры оказываются низкими. [18]
Диапазон температур, в пределах которого реально работают конструкционные материалы, выходит далеко за рамки указанных нормальных условий. Есть конструкции, где материал находится под действием чрезвычайно высоких температур, как, например, в стенках камер воздушно-реактивных и ракетных двигателей. Имеются конструкции, где, напротив, рабочие температуры оказываются низкими. [19]
Диапазон температур, в пределах которого реально работают конструкционные материалы, выходит далеко за рамки указанных нормальных условий. Есть конструкции, где материал находится под действием чрезвычайно высоких температур, как, например, в стенках камер воздушно-реактивных и ракетных двигателей Имеются конструкции, где, напротив, рабочие температуры оказываются низкими. [20]
Диапазон температур, в пределах которого реально работают конструкционные материалы, выходит далеко за рамки указанных нормальных условий. Есть конструкции, где материал находится под действием чрезвычайно высоких температур, как, например, в стенках камер воздушно-реактивных и ракетных двигателей. Имеются конструкции, где, напротив, рабочие температуры оказываются низкими. [21]
В настоящее время подготовку разработчиков по этому направлению осуществляют две кафедры Автоматизированные системы машиностроения и Теория полета и аэродинамика. К числу основных достижений первой из них относятся исследования внутри-камерных процессов в ракетных двигателях твердого топлива с учетом особенностей состава и формы зарядов и их воспламенения, функционирования ракетно-прямоточных и комбинированных двигателей и их воздухозаборных трактов, средств тепловой защиты камер ракетных двигателей и стволов артиллерийских орудий. Сюда же относятся достижения в области создания принципиально новых информационных технологий проектирования ракетного и артиллерийского оружия, использующих методы теории больших систем, системотехники, исследования операций, имитационного моделирования и теории принятия решений в условиях риска и неопределенности. [22]
Не менее острой является проблема охлаждения стенок камеры сгорания и сопла жидкостного ракетного двигателя. В камере сгорания таких двигателей температура газа превышает 3000 С, и поэтому даже при наружном охлаждении стенок топливом возможен прогар сопла. Проблема тепловой защиты стенок сопла и камеры ракетного двигателя твердого топлива усложняется тем, что топливо не может быть использовано для внешнего охлаждения. [23]
Если N2H4 разлагается на iVH3 и N2 адиабатически согласно уравнению (8.7), то получающегося при освобождении тепла достаточно для нагревания газов до 1649 К. Если, однако, происходит равновесная диссоциация NH3 согласно уравнению (8.8), то температура газов достигает только 867 К. Предположим теперь, что разложение происходит в течение короткого времени, порядка нескольких миллисекунд, как это имеет место в камерах обычных ракетных двигателей. [24]
Если рабочее тело является источником энергии, оно называется ракетным топливом. В самом общем случае энергия может подводиться к рабочему телу извне, например, в ядерно-ракетном двигателе тепло от тепловыделяющих элементов двигателя, где идет реакция разложения ядер, передается рабочему телу, которое нагревается и истекает из сопла с большой скоростью. При этом рабочее тело ракетного двигателя превращается сначала в жидкое конденсированное топливо ( в баках), горящую смесь и продукты сгорания - пар или газ ( в реакторе или камере ракетного двигателя) и затем в реактивную струю газифицированных продуктов в сопле. [25]
Нестационарные процессы, протекающие в ракетных двигателях на твердом топливе ( РДТТ), представляют собой совокупность сложных физико-химических явлений, которые до сих пор мало изучены. С одной стороны, развитый аппарат аналитических решений [249] - [251], основанный на ряде упрощающих предложений типа квазиодномерность, квазистационарность, линейность и так далее, уже не может дать ответа на многие важные вопросы. С другой стороны, экспериментальные методы сложны в реализации, требуют больших финансовых затрат и ограничены в отношении объема получаемой информации, что не дает возможности составить достаточно полное представление об исследуемом явлении. Особенно это касается сложных процессов, протекающих в камере ракетного двигателя. [26]
Природа образования теплового потока здесь не рассматривается. Однако при сильном нагреве внешней ( внутренней) поверхности пластины и при наличии потока жидкого вещества или газа, ее обтекающего, одной из возможных причин разрушения поверхности может быть гидродинамический унос металла ( абляция), не перешедшего еще в жидкое или газообразное состояние. На практике абляция возникает при входе космических летательных аппаратов в атмосферу, в камерах ракетных двигателей, в стволах артиллерийских орудий. [27]
В предыдущих главах были рассмотрены некоторые теоретические и экспериментальные работы, выполненные в последнее время, чтобы заранее подготовить данные для составления обзора по полусферическим испускательным способностям для однородных газов. Теперь опишем способ 11, 2 ] расчета переноса энергии излучения в неоднородных газах, м котором эффективно использованы существующие данные по испускательным способностям. Существует большой класс задач в прикладных науках, для которых наш способ оказывается проще, чем обычно принятое приближение. В качестве двух типичных примеров можно привести а) задачу о переносе энергии излучения в случае молекулярного излучения и поглощения, как это имеет место в камере ракетного двигателя, и б) задачу о переносе энергии излучения при очень высоких температурах, когда перенос энергии обусло-вл ( и и основном излучением сложного спектра, что наблюдается в ударной трубе ( разд. Численные расчеты для случая неизотермического водяного пара приведены в разд. [28]
Звук ( шум), генерируемый и во время простого нагружения образцов армированных пластиков, может быть индикатором появления разрывов или трещин. Изменение интенсивности и уровня звуковых импульсов сопровождает развитие трещин в структуре, эти области разрушения могут быть определены с помощью специальной аппаратуры. Такая методика не относится, конечно, к области неразрушающего контроля. Для ее осуществления необходимо приложить нагрузку, которая, в свою очередь, часто приводит к снижению свойств и даже к разрушению исходной структуры материала. Установлено, что во время гидроиспытаний при уровне нагрузки ниже разрушающей может быть получена корреляция между предельной нагрузкой и уровнем шумов. Грин и др. [20] использовали метод акустической эмиссии для комплексной проверки камер ракетных двигателей Поларис A3, полученных методом намотки стеклонитью. [29]