Системы катапультирования ракет

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»


Очень важным требованиям к топливам, используемым в ГГ, является также малая зависимость скорости и закона горения от начальной температуры (высокое значение коэффициента 0).


При использовании цилиндрических шашек с горением только по внутренней поверхности или моноблока с бронировкой торцов (до смыкания соседних отверстий) площадь горения изменяется по следующему закону:


(2.16)


(    2s ^


г0


1 +


V    dг0 )


Здесь Fl0) — площадь начальной поверхности горения, dl0 — начальный диаметр отверстий в шашке, sT — толщина сгоревшего слоя, которая определяется из интегрирования дифференциального уравнения


dsv


dt



= и



(2.17)


Пренебрегая объемом, который занимает заряд воспламенителя, изменение свободного объема ГГ можно определить из дифференциального уравнения


= игFг.    (2.18)


dt г г


Выбор воспламенителя заключается в подборе массы черного пороха, величины его зернистости и, при необходимости, введении добавок, повышающих температуру без значительного повышения давления. Расчет ГГ на стадии работы воспламенителя можно проводить аналогичным образом, но с учетом таких нестационарных процессов, как прогрев основного заряда до температуры воспламенения. Однако, учитывая недостаточную надежность математических моделей воспламенения, сложность учета нестационарного теплообмена и действительного изменения площади горения зерен используемого в воспламенителях черного пороха (с учетом разрушения), а также высокую погрешность определения скорости его горения, расчет ГГ (особенно малых) проводится по упрощенным полуэмпирическим моделям. При отработке катапульты масса воспламенителя подбирается экспериментально таким образом, чтобы обеспечить заданное давление в камере ГГ в конце работы воспламенителя. При проведении расчетов это давление задается в числе исходных данных, а вместо закона горения используется экспериментально определенная зависимость давления от времени. Как показывают расчеты, вид этой зависимости мало влияет на расчет дальнейших процессов и ее можно аппроксимировать линейной функцией. В последнем случае для описания процесса горения задаются всего две экспериментально определяемых величины: температура горения при постоянном давлении (1600-1800 К) и время работы воспламенителя, т.е. время, когда давление в камере повышается до значения в 1,05-1,2 раза большего, чем давление устойчивого горения основного топлива. После этого основной заряд начнет гореть по всей расчетной площади, и для дальнейшего устойчивого горения нет необходимости в дополнительном газоприходе от воспламенителя. Как показывает опыт, для ГГ аналогичных размеров 1в = 0,02-0,08 с. Для определения расхода в этом случае можно использовать уравнение энергии (2.5), выразив полную энергию через давление (при этом учтем, что в соответствии с допущениями термодинамические параметры газа в ГГ равны параметрам воздуха):

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»