Піротехнічна хімія Твердопаливні ракети - Волков Е
Суть другого протиріччя обумовлюється тим, що тверде паливо має певний комплекс балістичних характеристик, що визначають ті чи інші можливості організації робочого процесу двигуна. І це може по-різному позначатися іншому важливому джерелі розвитку — коефіцієнті а, і навіть на стійкості робочого процесу у двигуні.
Вирішення цих протиріч на певній стадії розвитку техніки (хімії та технології виготовлення палив, загального рівня машинобудування) досягалося за допомогою розробки нового типу палива, а потім і нового паливно-конструктивного типу двигуна.
Простежимо з цих позицій основні етапи розвитку ракети на твердому паливі в період і супутнє їм зміна критеріїв розвитку.
Ракета на димний порох. Цілком природно, що початковим типом твердого ракетного палива виявився димний порох - найпростіша суміш трьох компонентів, з яких два - селітра і сірка - зустрічалися в природі в чистому вигляді, третє - вугілля - був продуктом, виробленим людиною з найдавніших часів. Як зазначалося, протягом століть склад димного пороху не зазнавав особливих змін.
Використання димного пороху в ракетній техніці сильно сприяла його здатність стійко горіти при низьких тисках, що дозволяло його застосовувати в конструкціях двигуна з малою міцністю.
Підвищенню питомого імпульсу не сприяли низькі робочі тиски двигуна і форма кривої тиску. При прогресивному горінні зарядів з внутрішнім каналом циліндричної форми середньоциклічне значення /у було нижче того, яке досягалося при постійному тиску, що дорівнює максимальному тиску в двигуні. Відсутність надзвукового сопла, яке тоді булоневідомо, чи призводило до недовикористання навіть тих мізерних енергетичних можливостей, які мав РДТТ на димій порох, на 5—25 %.
Еволюція технологічного процесу (застосування потужніших пресів і гарячого пресування) не змогла усунути зазначеного протиріччя: димний порох, як і раніше, залишався енергетичною системою з низькими показниками.
Не так було з іншим критерієм розвитку — конструктивно-масовою характеристикою а. Заряд, що горить зсередини всією своєю товщею захищав стеики ракетної камери (гільзи) від нагріву протягом часу роботи двигуна. У сукупності з низьким тиском це дозволяло виготовляти ракетну камеру токостенной, легкої, що забезпечувало низьке значення а = 0,5-1,1.
Згідно рис. 8.1 для ракети на димій порох при а=0,5 гранично досяжне (при тш=0) значення vm/J становило приблизно 1, тобто (t,m)max=700-800 м/с.
Максимальний калібр ракети на димному пороху визначався можливостями пресового устаткування першої половини ХІХ ст. і був у межах 100—120 мм.
Неможливість виготовлення ракет великого калібру обмежувала як гранично досяжну дальність польоту, і масу корисного вантажу.
Ракета на балансному паливі з вкладним зарядом. Вирішенням внутрішнього протиріччя, непереборного для димного пороху, стало створення палива нового типу - бездимних колоїдних порохів, що отримали і найменування баліститного палива. Їх основними компонентами з'явилися нітроклітковина і важколетючий розчинник, кожен з яких був монопаливо, тобто хімічна сполука, що містить у структурі кожної молекули і пальне, і окислювач. Використання нового класу сполук, що містять багаті на кисень нітратні групи, різко підвищило кисневий баланспалива.
Завдяки колоїдній структурі балістичного палива таке Bi, що входить до його складу, скочутлива до удару вибухова речовина, як нитірогліцерин, не виявляє цієї властивості, будучи пов'язаним з мі-
цілами нітроклітковини; балістичні палива малочутливі до ударів і елементи заряду з такого палива мають порівняно високу міцність і самі по собі здатні сприймати зовнішні механічні навантаження. Попередня 69 70 71 72 73 74 .. 136 >> Наступна