Прискорення запуску твердопаливного ракетного двигуна за рахунок нітрозних газів
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2026.64.361468Ключові слова:
ракетний двигун, тверде ракетне паливо, стартовий прискорювач, нітрозні гази, тиск абсорбції, температура розкладанняАнотація
Роботу присвячено підвищенню швидкості горіння твердого ракетного палива (ТРП) в каналі заряду РДТП в початковий момент часу. Це обумовлено тим, що ракетні двигуни стартових прискорювачів повинні споряджатися швидкого горіння порохами. Обрано варіант дворежимного РДТП в якості стартового прискорювача, що не потребує зміни форми каналу паливного заряду. В якості базової оцінки приведено порівняння енергій нагрівання заряду твердого ракетного палива різними засобами: випромінюванням і заповненням каналу заряду окислювальними або горючими газами. Проведено аналіз випробувань з нагрівання зразків твердих ракетних палив СВЧ випромінюванням. По результатах енергетичного аналізу цих експериментів показана недостатність такого методу нагрівання для оперативного запуску ракет. Проводились також оцінки впливу на запуск ракетного двигуна попереднього заповнення камери згоряння нітрозними газами NOₓ. У початковий момент розкладання NOₓ відбуватиметься швидше, ніж нагрів і розкладання нітрогліцеріну, що знаходиться в ТРП. При запропонованій схемі суміш газів нагрівається запальним пристроєм ефективніше, ніж тверде ракетне паливо, що має низьку теплопровідність. Метою роботи є збільшення швидкості горіння в каналі заряду твердопаливного ракетного двигуна РДТП. Використані методи розрахунку внутрішньобалістичних параметрів в камері згоряння ракетного двигуна твердого палива. Розглянуто уявну ситуацію, коли в процесі запалення заряду відбувається одночасно абсорбція і розкладання нітрозних газів, що заповнюють канал заряду. Розраховано позитивний ефект зміни динаміки запуску від наповнення каналу заряду РДТП нітрозними газами на прикладі стартового прискорювача, що зараз використовується. В результаті виявлено збільшення швидкості виходу на режим сталої роботи стартового прискорювача на баліститному паливі. Наукова новизна полягає у одночасному використанні тиску абсорбції і температури розкладання нітрозних газів в розрахунку процесу запуску стартового прискорювача на баліститному ТРП, що є штучним моделюванням. Практичне значення роботи полягає у можливості більш швидкого запуску ракети за допомогою стартового прискорювача, що зараз використовується. Результати можуть бути використані для створення швидкого горіння ТРП реактивних двигунів протитанкових гранат і мінометних мін, що повинні покидати стволи озброєнь дуже швидко.
Посилання
Friend D. G. Speed of sound as a thermodynamic property of fluids. Experimental Methods in the Physical Sciences. 2001. Vol. 39. P. 237–306. https://doi.org/10.1016/S1079-4042(01)80090-4
Sokol G. I., Kozin V. S. Assessment of the possibility of introducing a solid propellant accelerator P230 of the Ariane 5 rocket as a Helmholtz resonator. Космічна наука і технологія. 2024. № 6(151). С. 31–35. https://doi.org/10.15407/knit2024.06.31
Aoki I., Kubota N. Combustion wave structures of high and low energy double-base propellants. AIAA Pap. 1980. No. 1165. https://doi.org/10.2514/6.1980-1165
Спосіб напівнатурного моделювання роботи ракетного двигуна твердого палива. Козін В. С. Пат. 99129 Україна: МПК G01N 33/22, G01B 15/00, F02K 9/96. № u 2014 10647; заявл.: 29.09.2014, опубл. 25.05.2015, Бюл. № 10.
Козлов А. Н., Мишлявкин А. М., Одинцов Ю. Т. и др. Экспериментальное исследование воздействия СВЧ-излучения на образцы топлива твердотопливных ракетных двигателей. Известия Челябинского научного центра УрО РАН. 2007. Вып. 4(38). С. 14–18.
Сарнер С. Химия ракетных топлив : пер. с англ. Москва : Мир, 1969. 488 с.
Novozhilov B. V. Combustion of energetic materials in an acoustic field (review). Combustion, Explosion and Shock Waves. 2005. Vol. 41, no. 6. P. 709–726. https://doi.org/10.1007/s10573-005-0082-3
Ганин С., Коровин В., Карпенко А., Ангельский Р.. Ракетные комплексы ПВО страны. Авиация и космонавтика. 2012. № 12. С. 25–26.
Lamoureux N., Desgroux P., El Bakali A., Pauwels J. F. Experimental and numerical study of the role of NCN in prompt-NO formation in low-pressure CH₄-O₂-N₂ and C₂H₂-O₂-N₂ flames. Combustion and Flame. 2010. Vol. 157, no. 10. P. 1929–1941. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.03.013
Орлов Б. В, Мазинг Г. Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования ракетных двигателей на твёрдом топливе. Москва : Машиностроение, 1979. 390 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 В. С. Козін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
