Motoare cu rachete cu combustibil solid

Motoare cu rachete cu combustibil solid
Motoarele de tip rachete cu combustibil solid - cele mai vechi din rândul familiei de motoare cu reacție - sunt extrem de simple în design. Ele au, în esență, două părți principale - o cameră și o duză de jet.

Camera RTDT servește simultan atât ca o cameră de ardere care suportă o presiune considerabilă, cât și un spațiu de depozitare pentru toate combustibilii. Presiunea în camera de combustie a unui combustibil solid este, de obicei, mai mare decât în ​​camera de ardere a unui motor diesel, deoarece nu este limitată de parametrii sistemului de combustibil. Prin urmare, propulsorul solid are un factor de împingere mai mare. În cele mai moderne RTDT presiunea este în intervalul de la 30 la 100 kg / cm2.

Caracteristica principală a RTD este simplitatea acestora. Într-adevăr, în acest caz, nu este nevoie de un sistem de alimentare cu combustibil. Cu toate acestea, durata motorului este limitată

Motoare cu rachete cu combustibil solid
doar câteva secunde sau chiar fracțiuni de secundă și rareori depășesc 1-2 minute.

În consecință, astfel de motoare au găsit o aplicare largă în acceleratoare, unde este necesar să se obțină tensiuni foarte mari pentru perioade scurte de timp. Motoarele utilizate în acest scop au o greutate mai mică decât orice alt tip de centrală.

Utilizarea combustibilului solid ca pompă de pornire auxiliară pe avioane face posibilă creșterea încărcăturii utile a aeronavelor și scurtarea kilometrajului la decolare.

Din punct de vedere operațional, avantajul unui solid sisteme de propulsie propulsor este faptul că ele sunt întotdeauna gata de utilizare și nu necesită alimentarea cu combustibil rezervoare înainte de lansare, astfel încât acestea sunt utilizate, precum și ca principalele motoare de pe proiectile de rachete. Un exemplu tipic este o rachetă de la sol la suprafață.

Motoare cu rachete cu combustibil solid
Au existat și rachete balistice puternice cu combustibil solid, cu care armatele sunt submarine nucleare și rachete balistice intercontinentale cu combustibil solid.

Pe lângă aceste avantaje, există un dezavantaj semnificativ. După pornirea motorului, arderea continuă până când combustibilul se arde complet; În acest caz, schimbarea în direcție urmează o lege bine definită și nu este supusă reglementării. Cu toate acestea, teoretic este posibil să se controleze presiunea din cameră pentru a opri arderea combustibilului și, dacă se dorește, să se reia din nou. Combustia poate fi oprită fie prin suflarea camerei, fie prin stingerea flacării cu un lichid special. Reluarea aceleiasi incalziri poate fi folosita doar cu o noua incarcare a aparatului. Acum este posibil să opriți motorul în timp util, dar reaprinderea este încă o problemă dificilă. Munca sa este extrem de dificil de reglementat. Viteza de ardere a combustibilului nu trebuie să se schimbe în mod semnificativ cu schimbările de presiune și temperatură. Reglarea forței de propulsie solidă poate fi efectuată numai în anumite limite predeterminate, selectând încărcăturile cu combustibil solid ale geometriei și structurii corespunzătoare.

Motoare cu rachete cu combustibil solid
În propulsorul solid, este dificil să se reglementeze nu numai forța de împingere, ci și direcția acesteia. Pentru a face acest lucru, trebuie să schimbați poziția camerei de tracțiune și este foarte mare, deoarece conține toată combustibilul. Au fost rachete cu propulsor solid cu duze rotative, ele sunt destul de complexe din punct de vedere structural, dar acest lucru permite rezolvarea problemei de control al direcției de împingere.

În spațiu, motoarele cu rachete pentru combustibilii solizi sunt utilizate în prezent într-un mod limitat. RDTT-urile puternice sunt folosite pe unele vehicule de lansare din SUA, de exemplu, pe racheta Titan.

Cel mai important element al rachetei de propulsie solide este încărcătura de combustibil solid. Caracteristicile motorului depind de elementele de combustibil și de încărcarea structurii și a dispozitivului. Există două tipuri principale de carburanți solizi: dibazici sau coloidali și amestecați. Coloidal combustibil

Motoare cu rachete cu combustibil solid
este o soluție solidă, omogenă de substanțe organice, ale căror molecule conțin elemente oxidante și combustibile. Soluția solidă cea mai utilizată de nitroceluloză și nitroglicerină. O creștere a conținutului de nitroglicerină într-o astfel de soluție crește impulsul specific al motorului, totuși crește și caracterul exploziv al combustibilului, stabilitatea sa și proprietățile mecanice ale încărcăturii se deteriorează.

Motoare cu rachete cu combustibil solid
Încărcăturile de combustibili coloidali se utilizează cel mai adesea în motoarele mici.

Amestecurile de combustibil sunt amestecuri mecanice de combustibil și oxidant. Ca agent de oxidare în acești combustibili utilizează în mod tipic substanță anorganică cristalină - perclorat de amoniu, perclorat de potasiu și altele. De obicei, acest combustibil este format din trei componente: un agent de oxidare, include polimer combustibile care servește ca element de legătură, iar al doilea combustibil sub formă de aditivi metalici sub formă de pulbere, care îmbunătățește în mod semnificativ caracteristicile energetice ale combustibilului. liant combustibilă poate fi poliester și rășini epoxidice, poliuretan, cauciuc polibutadienic, și altele.

Motoare cu rachete cu combustibil solid

Al doilea combustibil este cel mai adesea pulbere de aluminiu, uneori beriliu sau magneziu. Amestecul de combustibili are de obicei un impuls mai mare decât coloidalul, o densitate mai mare, o stabilitate mai mare, mai bine stocată, mai tehnologică. Pentru prepararea de combustibil amestecat cu combustibil lichid liant cristale adăugat zdrobite oxidative pulbere metalică și alți aditivi, amestecul se agită bine și se toarnă într-o matriță specială sau direct în carcasa motorului, în cazul în care pre-evacuat. Sub acțiunea introdusă special într-un amestec de catalizator și liant este combustibil polimerizate devine masa cauciucată.

Într-un motor cu rachetă care funcționează pe combustibil solid, combustibilul este amplasat în întregime în camera de combustie sub forma unuia sau mai multor blocuri de o anumită formă, numite încărcături sau dame. Încărcăturile sunt ținute de pereții camerei sau de grătare speciale, numite diafragme.

Forma geometrică a încărcăturii este foarte importantă. Schimbând-o și folosindu-se niște acoperiri blindate ale suprafețelor de încărcare care nu necesită ardere, acestea realizează schimbările necesare în zona de ardere și, în consecință, presiunea gazelor în cameră și forța motorului.

Există încărcături care asigură o ardere neutră, zona lor de ardere rămâne neschimbată. Se pare că, dacă bastonul de combustibil solid arde de la capăt sau în același timp de pe suprafețele exterioare și interioare (se face o cavitate în interiorul încărcăturii). Cu arderea regresivă, suprafața de ardere scade. Acesta este cazul în cazul în care sabia cilindrică arde de pe suprafața exterioară. Și, în cele din urmă, pentru arderea progresivă, care asigură o creștere a presiunii în camera de combustie,

Motoare cu rachete cu combustibil solid
este necesară creșterea zonei de ardere. Un exemplu simplu al unei astfel de încărcări este un verificator care arde de-a lungul unei suprafețe cilindrice interioare.

În propulsorul solid, se aplică aprinderea pirotehnică, pirogenică și chimică a încărcăturii combustibilului. La aprinderea pirotehnică a încuietorilor electrice se declanșează aprinderea pirotehnică, din care se aprinde încărcătura principală. Igienarea pirogenică este produsă de la un generator de gaz de combustibil solid, care este, în esență, un motor mic de combustibil solid. Pentru aprinderea chimică, un lichid sau gaz chimic activ, un oxidant inițial, este introdus în cameră, ceea ce duce la auto-aprindere.

Densitatea combustibililor solizi este cu 20-80% mai mare decât densitatea combustibililor lichizi. Acest avantaj al combustibililor solizi compensează parțial impulsul unității inferioare.

În RDTT, combustibilul este strâns legat de carcasa motorului. Prin urmare, raportul dintre impulsul total I și greutatea totală a motorului GDV (inclusiv greutatea combustibilului GT) determină calitatea motorului. Este asociat cu un singur

Motoare cu rachete cu combustibil solid
puls IED și cu un complex D care reprezintă raportul dintre greutatea combustibilului și greutatea totală a motorului, după cum urmează:

Valoarea lui D se situează în intervalul de la 0,4 la 0,95. Pentru cele mai moderne modele, D = 0.86.

Articole similare