4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое бессопловый ракетный двигатель

Что такое бессопловый ракетный двигатель

немного теории и мои результаты

Бессопловые двигатели используются в промышленности и хорошо описаны в литературе.
Глава «Бессопловые двигатели» из книги «Ракетные двигатели на химическом топливе», И.Тимнат, 1990г.

Цитата из этой главы: «Несколько более низкая эксплуатационная эффективность бессоплового двигателя во многих случаях может быть компенсирована заполнением объёма, ранее занятого сопловым блоком, дополнительным количеством топлива. РДТТ такой конструкции, отличающейся повышенной относительной массой топлива, как правило, позволяет обеспечить такое же приращение скорости полёта ракеты, как и в случае значительно большего по размерам двигателя той же тяги в сопловом исполнении.»

Основная идея, подтверждённая экспериментом и расчётами: скорость горения топлива примерно одинакова по всей длине канала, потому что ускорение горения за счёт эрозии возле сопла компенсируется ускорением горения в головной части за счёт гораздо более высокого, чем возле сопла, давления.

Бессопловики очень подходят для любителей, благодаря простоте изготовления и достаточно высоким характеристикам.
Плюсы бессопловика:
— простота изготовления
— высокое массовое совершенство
— высокая надёжность
— беспроблемное воспламенение и быстрый выход на режим из-за простой формы канала
— немного менее опасные последствия взрыва

Однако ещё 10-15 лет назад практически никто их не делал, пожалуй единственный пример — ракеты калибром 75 и 125 мм на бессопловых перхлоратных двигателях. Более компактные версии видео можно взять здесь: 75 мм, 125 мм. О карамельных бессопловиках не было никакой доступной информации, поэтому я начал их изучать. Карамельное топливо особенно подходит для бессопловиков, потому что оно стабильно горит при любом давлении, в отличие от топлив на полимерной связке. Второй важный нюанс — это топливо очень жёсткое, а значит всё давление в двигателе держит само топливо, прочность корпуса практически не имеет значения, он может быть тонким и лёгким. Поэтому очень важной становится прочность самого топлива. Я измерял прочность разных карамельных топлив, самым прочным оказалось топливо KNO3-сорбит, на нём я и делал большинство двигателей.
Конструкция двигателя может быть двух типов — с инертной заглушкой (верхняя на рисунке) и с заглушкой из топлива (нижняя на рисунке). Я делал оба типа, они работают.

Первые опыты были сделаны в 2004-2005 году, они были неудачными из-за неправильного воспламенения. Я использовал ВВС-1, протянутый по всему каналу, как я делал в сопловых двигателях. Однако здесь этот вкладыш очень быстро выбрасывался из канала своими же газами, из-за чего топливо загоралось только на выходе из канала. При использовании обычного воспламенителя часто происходило то же самое, потому что для сорбитовой карамели требуется достаточно мощный воспламениетль и он тоже вылетал из канала. Первый испытанный двигатель имел калибр 38 мм и длину канала 340 мм, он горел на стенде 90 секунд, не дав конечно никакой тяги. Потом я стал запрессовывать в вершину канала таблетку из состава KNO3-C (80-20) и все проблемы исчезли.

Первое удачное испытание:
http://serge77-rocketry.net/nozzleless/nozzleless.htm
Двигатель с инертной заглушкой, изготовлен методом прессования, который я уже давно использую для изготовления топливных шашек. Этот двигатель имеет небольшое удлинение, L/D=6 (отношение длины канала к наружному диаметру топлива), поэтому УИ невысокий, всего 50 с.

После моих опытов бессопловики стали широко и успешно использоваться, например наша Киевская ракетная группа почти все свои ракеты запускает на таких двигателях.
Полученные данные позволяют сравнить эффективность бессопловых и сопловых двигателей.
Бумажные и пластиковые сопловые двигатели, работающие на низком давлении, дают тот же УИ, но имеют больший вес и сложнее в изготовлении, поэтому полностью проигрывают бессопловикам.
Металлические сопловые двигатели имеют больший УИ, но при равном весе дают тот же или только немного больший суммарный импульс за счёт тяжёлого корпуса, т.е. выигрыша нет или он совсем небольшой.
Только высокотехнологические стекло/углепластиковые или алюминиевые двигатели с правильным соплом, работающие на высоком давлении, заметно выигрывают.
Поэтому советую всем начинающим, и не только — используйте бессопловики!))

Анализ стендовых данных

Типичный профиль тяги бессоплового двигателя выглядит так:

Видно, что при правильном воспламенении двигатель быстро выходит на режим и быстро сходит с режима, профиль тяги прогрессивный.
В этой таблице собраны данные большинства испытанных двигателей:

Здесь есть разные топлива, но скорость их горения примерно одинакова. Есть и разные конструкции — с инертной заглушкой и заглушкой из топлива. Но всё равно хорошо видно, что зависимость начальной тяги от длины канала хорошо укладывается в квадратичную зависимость, как и должно быть. По уравнению на графике можно расчитать тягу вновь проектируемого двигателя.

Также хорошо видна зависимость удельного импульса от удлинения двигателя:

На основе полученных данных разработана программа для проектирования бессопловых двигателей: nozzleless.xls
Она позволяет расчитать начальную и конечную тягу, время работы, суммарный и удельный импульс двигателя. Расчётные данные хорошо совпадают с практически измеренными параметрами.

1. Карамельное топливо очень жёсткое, а значит всё давление в двигателе держит само топливо, прочность корпуса практически не имеет значения, он может быть тонким и лёгким. Поэтому очень важной становится прочность самого топлива. Я измерял прочность разных карамельных топлив, самым прочным оказалось топливо KNO3-сорбит, на нём я и рекомендую делать двигатели.

2. Предпочтительным является двигатель не с инертной заглушкой, а с заглушкой из топлива. Длина заглушки должна быть равна или больше наружного диаметра топливной шашки:

3. Диаметр канала равен 1/3 от наружного диаметра топливной шашки или немного больше, d = D/3

4. Длина канала составляет от 10 до 12 наружных диаметров топливной шашки L/D = 10. 12. Чем длиннее канал (при неизменных других размерах), тем больше давление в двигателе, а значит есть предел удлинения, за которым двигатель не выдержит давления. В моих тестах один двигатель с удлинением 14 отработал успешно, а другой лопнул. Видимо L/D=14 можно считать пределом, к которому не нужно приближаться.

5. Обычный воспламенитель не обеспечивает надёжное воспламенение бессоплового двигателя. Под действием своих газов воспламенитель вылетает из канала, часто поджигая топливо в середине или в конце канала. Если вы получили профиль тяги, отличающийся от показанного выше, значит у вас проблемы с воспламенением. Поэтому в вершину канала необходимо запрессовывать вторичный воспламенительный состав, длина состава равна диаметру канала. Я использую состав KNO3-C 80-20, изготовленный методом упаривания водного раствора.

6. Бессопловые двигатели просты в изготовлении, надёжны в использовании и более безопасны, чем сопловые двигатели. Рекомендую!

18.11.2007 — 24.10.2017 — 16.10.2020 Serge77

Что такое бессопловый ракетный двигатель

Схема двигателя показана на рис.1. Конструкция традиционно элементарна.

Топливо
Корпус

10,5 г, что для мотора общим весом 69,7 г просто отлично. Весовое преимущество на бессопловиках становится особенно ощутимо по мере роста калибра мотора. Отношение топливо/корпус получается более 6-и. Напомню, что на сопловых моторах у меня не было более 0,8.

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя 1kz

Корпус можно сделать и более простой. Достаточно намотать один лист офисной бумаги на силикатном клею. Что и было проделано во втором варианте двигателя.

Зажигание

В БРДК-3 применено зажигание, не имеющее этого недостатка. В верхней части заряда устанавливается стандартный нихромовый воспламенитель. Он фиксируется кусочком катализированного топлива МИКС-1КП. Провода воспламенителя выводятся в верхнюю часть двигателя, после чего заливается эпоксидка, образующая заглушку. Для гарантии отсутствия прорывов газов через заглушку, часть контактных проводов, проходящая через заглушку, освобождается от изоляции на участке 5-7 мм.

Такой способ не очень удобен для запуска мотора с нижней части ракеты, но для верхних ступеней такой вариант даже предпочтительнее, поскольку позволяет произвести запуск от таймера, установленного в корпусе ракеты.

Сборка

С одной стороны корпуса вставляется толстостенная шайба-заглушка с несквозным центрирующим отверстием Ø7,5 мм. На эту заглушку укладывается 60 г карамели. Затем через топливо вставляется слегка смазанная подсолнечным маслом шпилька Ø7,3 мм, до упора в центрирующее углубление. С внешнего торца шпилька центрируется латунным поршнем, свободно скользящим по шпильке. Эта конструкция зажимается в струбцину или настольный пресс, чтобы зафиксировать шпильку и заглушку. Далее с помощью гайки поршень поджимается к топливному заряду, запрессовывая его в корпус. При необходимости между поршнем и гайкой вставляется проставка из металлической трубки, увеличивающая ход поршня.

После застывания заряда, где-то через сутки, конструкция вынимается из пресса. Теперь, поджимая поршень той же самой гайкой, вытаскиваем каналообразующую шпильку из заряда. Получаем очень прочную и качественную отливку, что для бессопловика очень важно.

Далее устанавливается запал с помощью кусочка расплавленного состава МИКС-1КП. Данный состав обладает очень полезным свойством. Кроме того, что он очень легко воспламеняется и быстро горит, он еще и очень быстро застывает. Это позволяет нам почти сразу перейти к заливке эпоксидной заглушки. Толщина заливки 10-12 мм, больше не нужно.

После застывания эпоксидной смолы мотор готов.

Характеристики

Испытания двигателя БРДК-3 были проведены 07.11.2010 на стенде ТСК-2-5 на базе 5-ти килограммовых весов. К сожалению, это было ошибкой. Я ожидал от мотора тяги 5-6 кг в течение 2-3-х секунд. На практике двигатель моментально вышел на режим развил тягу существенно за 7 кг и отработал не более секунды. Это очень даже неплохо, но весы стенда не выдержали такого издевательства.

Снять полноценные характеристики удалось в повторном испытании 21.11.2010г модификации БРДК-3с. Тут уже были использованы 10-и килограммовые весы. Данные обсчитал в программе ALTIMMEX. Характеристики показаны на рис.3. В расчете удельного импульса Isp учтено, что в развитии тяги поучаствовало дополнительно 3 г топлива трассера. Движок получился довольно приемистый с неплохим удельным импульсом. Длину трассера придется еще подбирать, 3 секунды замедления это конечно мало.

Модификация

Схема двигателя показана на рис.4. Чтобы не утомлять повторным описание практически такого же мотора, остановлюсь только на отличиях.

Прежде всего, корпус был сделан из одного листа офисной бумаги на силикатном клею. Длину корпуса пришлось увеличить для размещения трассера длиной 25 мм.

Понятно, что развернуть систему зажигания на 180° было совсем несложно. Воспламенитель фиксировался абсолютно также, но был вставлен контактами вниз через сопло. Надо только учесть, что при заливке трассера следует зафиксировать провода воспламенителя в районе сопла какой-нибудь, типа бумажной, пробкой. Горячее топливо трассера размягчает комочек состава МИКС-1КП и, если этого не сделать, запал может вывалиться.

Заглушка делается также из эпоксидки, но по технологии, использованной на торцевике ТРДК1. Канал для воспламенения вышибного заряда формируется по схеме отработанной для двигателя РДК-3ФЭ.

Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива

Владельцы патента RU 2517971:

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании стартово-разгонных ступеней для ракет с прямоточными воздушно-реактивными двигателями и во вспомогательных ракетных двигателях твердого топлива. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива включает камеру сгорания с передним днищем, цилиндрической частью и задним торцом, а также скрепленный с камерой сгорания заряд с центральным каналом. Заряд состоит из двух последовательно расположенных частей. Большая часть заряда расположена у переднего днища и выполнена с цилиндрическим центральным каналом. Меньшая часть заряда расположена у заднего торца камеры сгорания, имеет центральный канал, площадь проходного сечения которого плавно увеличивается в сторону выходного сечения, и изготовлена из топлива, имеющего скорость горения, на 30%÷50% меньшую, чем скорость горения большей части заряда. Масса меньшей части заряда составляет 2%÷10% от общей массы заряда. Изобретение позволяет повысить эффективность использования заряда твердого топлива, за счет уменьшения разгара критического сечения его канала. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании стартово-разгонных ступеней для ракет с прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД) и во вспомогательных РДТТ.

В настоящее время в ПВРД наиболее распространены конструкции с вкладным стартово-разгонным РДТТ, который вставляется в камеру сгорания ПВРД, центрируется и фиксируется в ней. После окончания работы фиксаторы срезаются и корпус РДТТ выталкивается через сопло ПВРД скоростным напором воздуха. По такой схеме работают стартово-разгонные ступени ракет с ИПВРДЖ «Х-31» и «Москит». Стартово-разгонный РДТТ может быть встроен в камеру сгорания ПВРД и оставаться в ней до полного окончания работы двигательной установки. Данные конструктивные схемы не позволяют использовать весь объем камеры сгорания и потеря объема составляет более 4,5%-5%. От указанного недостатка свободна схема стартово-разгонной ступени с вкладным или скрепленным со стенкой камеры сгорания ПВРД зарядом твердого топлива. Первый в мире интегральный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ИПВРД) советской зенитной ракеты 3М9 имеет вкладной, бронированный по наружной поверхности заряд ТТ и отстреливаемое сопло.

В развитии этой схемы был предложен заряд, имеющий внутренний канал в виде цилиндра с профилированным выходным участком, который в процессе горения создает эффект расходно-геометрического сопла (Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах (Основы теории и расчета) / В.Н. Александров, В.М. Быцкевич, В.К. Верхоломов и др. — М. / ИКЦ «Академкнига», 2006, с.191-193).

В цилиндрической части канала продукты сгорания твердого топлива ускоряются до скорости звука за счет подвода массы и до сверхзвуковой скорости — в профилированной части канала. Такой РДТТ не имеет жесткого сопла и называется — бессопловой РДТТ (БСРДТТ). Использование его в качестве стартово-разгонной ступени в ИПВРД считается весьма перспективным.

Преимуществами данной конструкции являются:

— отсутствие сбрасываемых элементов во время полета;

— простота конструкции и, как следствие, ее дешевизна;

— высокое массовое совершенство и коэффициент заполнения топливом.

К недостаткам БСРДТТ следует отнести:

— более низкий среднеинтегральный удельный импульс тяги двигателя по сравнению с удельным импульсом РДТТ с соплом;

— диаграмма давления в камере БСРДТТ существенно неравномерна (дегрессивна) по времени работы, в силу чего увеличивается масса конструкции двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение удельного импульса тяги БСРДТТ и уменьшение дегрессивности зависимости давление-время, то есть максимального и минимального давления в камере сгорания. Кроме того, данное изобретение позволит повысить удельный импульс тяги БСРДТТ на 5%÷10% по сравнению с аналогом из-за уменьшения разгара минимального сечения на выходе из канала.

Читать еще:  Что такое инжектор холодного пуска двигателя

Технический результат состоит в увеличении геометрической степени расширения потока в выходном сечении за счет уменьшения разгара критического сечения канала, что повышает эффективность использования заряда твердого топлива.

Технический результат достигается заявленной конструкцией бессоплового ракетного двигателя твердого топлива. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива содержит камеру сгорания с передним днищем, цилиндрической частью, задним торцом и скрепленный с камерой сгорания заряд с центральным каналом. Заряд выполнен из двух последовательно расположенных частей. Большая часть заряда, расположенная у переднего днища, выполнена с цилиндрическим центральным каналом. Меньшая часть заряда расположена у заднего торца камеры сгорания, снабжена центральным каналом, площадь проходного сечения которого плавно увеличивается в сторону выходного сечения, при этом увеличивается геометрическая степень расширения канала (сопла). Кроме того, эта часть заряда изготовлена из топлива, имеющего скорость горения, на 30%÷50% меньшую, чем скорость горения большей части заряда, а ее масса составляет 2%÷10% от общей массы заряда. Такое соотношение характеристик зарядов позволит обеспечить повышение удельного импульса тяги двигателя и снизить дегрессивность диаграммы давления двигателя.

Применение заряда из медленногорящего топлива, размещенного на выходе из канала, способствует уменьшению разгара выходного сечения канала и, как следствие, повышению среднеинтегрального давления продуктов сгорания за время работы.

Оценки, проведенные с использованием формулы Бори (зависимость давления в камере от характеристик топлива), показывают, что уменьшение скорости горения заряда, расположенного у заднего торца камеры сгорания, на ≈30% при показателе степени в законе горения ν, равном 0,4, приводит к повышению среднеинтегрального давления на 50%, что снижает эффект падения давления в камере сгорания по времени. Причем этот эффект усиливается с увеличением показателя ν. Оценки удельного импульса БСРДТТ для данного варианта показывают, что возможно увеличение удельного импульса тяги на ≈10%.

Кроме того, внутренний канал меньшей части заряда может быть выполнен в виде усеченного конуса с основанием, расположенным у заднего торца камеры сгорания, либо в виде сверхзвуковой части сопла Лаваля, что дает возможность дополнительно повысить удельный импульс тяги в связи с уменьшением потерь на рассеяние [Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива / A.M. Губертов, В.В. Миронов, Д.М. Борисов и др.; Под ред. А.С. Коротеева. М.: Машиностроение, 2004]. Прирост удельного импульса при этом оценивается в 2%÷4%.

Кроме того, граница раздела большего и меньшего зарядов представляет собой либо коническую поверхность, образующая которой перпендикулярна образующей соплового контура, для конического центрального канала меньшей части заряда, либо коническую поверхность, образующая которой перпендикулярна касательной к образующей центрального канала в точке, принадлежащей окружности, формирующей критическое сечение, для центрального канала меньшей части заряда в виде сверхзвуковой части сопла Лаваля. Это дает дополнительную возможность повысить удельный импульс тяги за счет образования входного конуса в сопловой участок канала заряда.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой конструкции БСРДТТ, где центральный канал меньшей части заряда выполнен в виде усеченного конуса.

На фиг.2 представлен общий вид предлагаемой конструкции РДТТ, где центральный канал меньшей части заряда выполнен в виде сверхзвуковой части сопла Лаваля.

Двигатель (фиг.1, 2) состоит из камеры сгорания 1, в которой установлен скрепленный с ее стенками заряд твердого топлива, состоящий из двух частей 2, 3. Часть 2 — заряд твердого топлива с высокой температурой горения, расположенный у переднего днища 7, а часть 3 — заряд твердого топлива с низкой температурой горения, расположенный у заднего торца 8, имеет контур 4 (фиг.1), площадь проходного сечения которого плавно увеличивается в сторону выходного отверстия, либо профилированную сверхзвуковую часть 4 (фиг.2). Граница раздела большего и меньшего зарядов представляет собой коническую поверхность 5 (фиг.1, 2). Твердое топливо поджигается воспламенителем 6.

Двигатель работает следующим образом. После срабатывания воспламенительного устройства 6, установленного в переднем днище 7 камеры сгорания 1, воспламеняются части заряда 2 и 3. Продукты сгорания части заряда 3 формируют поток низкотемпературных продуктов сгорания, а горящий заряд 2 создает высокотемпературный поток.

В настоящее время изготовлены модели БСРДТТ и проводятся экспериментальные исследования для определения эффективности предлагаемых вариантов конструкции.

1. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива, состоящий из камеры сгорания с передним днищем, цилиндрической частью, задним торцом и скрепленного с камерой сгорания заряда с центральным каналом, отличающийся тем, что заряд состоит из двух последовательно расположенных частей, при этом большая часть заряда, расположенная у переднего днища, выполнена с цилиндрическим центральным каналом, а меньшая часть заряда расположена у заднего торца камеры сгорания, имеет центральный канал, площадь проходного сечения которого плавно увеличивается в сторону выходного сечения, и изготовлена из топлива, имеющего скорость горения, на 30%÷50% меньшую, чем скорость горения большей части заряда, а масса меньшей части заряда составляет 2%÷10% от общей массы заряда.

2. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива по п.1, отличающийся тем, что центральный канал меньшей части заряда выполнен в виде усеченного конуса с основанием, расположенным у заднего торца камеры сгорания.

3. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива по п.1, отличающийся тем, что центральный канал меньшей части заряда выполнен в виде сверхзвуковой части сопла Лаваля с основанием, расположенным у заднего торца камеры сгорания.

4. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива по п.2, отличающийся тем, что граница раздела большей и меньшей частей заряда выполнена в виде конической поверхности, образующая которой перпендикулярна образующей центрального канала меньшей части заряда.

5. Бессопловой ракетный двигатель твердого топлива по п.3, отличающийся тем, что граница раздела большей и меньшей частей заряда выполнена в виде конической поверхности, образующая которой перпендикулярна касательной к образующей центрального канала меньшей части заряда в точке, принадлежащей окружности, формирующей критическое сечение сопла Лаваля.

Что такое бессопловый ракетный двигатель

Повышенный интерес к бессопловым РДТТ с начала 1970-х гг. объясняется главным образом высокой эффективностью бессоплового исполнения двигателя с точки зрения затрат. Ожидалось, что устранение из конструкции соплового блока, снижение требований к теплоизоляции камеры и относительная простота формы заряда ТРТ позволят снизить на 10—20% общую стоимость РДТТ. Несколько более низкая эксплуатационная эффективность бессоплового двигателя во многих случаях может быть компенсирована заполнением объема, ранее занятого сопловым блоком, дополнительным количеством топлива. РДТТ такой конструкции, отличающейся повышенной относительной массой топлива, как правило, позволяет обеспечить такое же приращение скорости полета ракеты, как и в случае значительно большего по размерам двигателя той же тяги в сопловом исполнении.

Свойства ТРТ, требуемого для бессопловой конфигурации, значительно отличаются от свойств топлива, применяемого в двигателях с сопловым блоком. Чтобы предотвратить появление длительного и неэффективного периода догорания в конце работы двигателя и уменьшить эффекты эрозионного горения, в бессопловом РДТТ нужно обеспечить более высокую скорость горения топлива. Механические свойства таких ТРТ при низких и высоких температурах должны быть лучше: при низких температурах их повышенная способность деформироваться без разрушения позволяет выбрать оптимальные величины свода горения заряда, плотности заряжания двигателя и полной тяги, а при высоких температурах это обеспечит сохранение целостности заряда ТРТ в условиях высоких сдвиговых нагрузок, вызванных большими продольными перепадами давления в камере.

Читать еще:  Crdi двигатель троит холодный

В результате стоимость ингредиентов топлива и его разработки для бессоплового двигателя, как правило, выше. Несмотря на это, возможна разработка бессоплового твердотопливного ускорителя, стоимость которого была бы на 10% ниже

Рис. 69. Схема соплового блока со сбрасываемым соплом [1411. 1 — сопло прямоточного воздушно-реактивного двигателя; 2 — сбрасываемое сопло РДТТ; 3 — пиротехнический стопор; 4— стопорное кольцо.

стоимости ускорителя обычной конструкции либо, в качестве альтернативы, тяговые характеристики на

Интерес к бессопловой конфигурации РДТТ возрос недавно в связи с концепцией интегральных твердотопливных ракетно-прямоточных ускорителей [126, 141, 167]. Первоначально в твердотопливных ускорителях использовалось сбрасываемое сопло (рис. 69), что вызывало ряд осложнений в ущерб характеристикам. К достоинствам бессоплового ускорителя относятся: 1) отсутствие опасности соударения соплового блока, выбрасываемого из двигателя, с самолетом-носителем; 2) простота

Рис. 70. Схема конструкции бессоплового твердотопливного ускорителя [141]. 1 — воспламенитель; 2 — заряд ТРТ; 3 — кремний-фенольное сопло.

конструкции; 3) надежность; 4) повышенная массовая доля топлива; 5) пониженная стоимость.

Бессопловый ускоритель, конструкция которого показана на рис. 70, отличается тем, что он, обладая хорошими тяговыми характеристиками, не имеет движущихся частей, топливный заряд выгорает в нем равномерно, а эффекты эрозии пренебрежимо малы.

Твердотопливный ракетный двигатель

Твердото́пливный раке́тный дви́гатель (РДТТ — ракетный двигатель твёрдого топлива) использует в качестве топлива твёрдое горючее и окислитель.

Содержание

История

Самые ранние сведения об использовании твердотопливных ракет (китайских пороховых ракет) относятся к XIII веку. Вплоть до XX века все ракеты использовали ту или иную форму твёрдого топлива.

Первая [источник не указан 402 дня] отечественная твердотопливная ракета ПР-1, испытанная в Капустином Яре в 1959 году, имела дальность всего 60-70 км. В связи с тем что создание эффективного топлива для подобных ракет является весьма сложной научной и технологической задачей, долгое время все отечественные ракеты среднего и дальнего радиуса действия строились с жидкостными двигателями.

Достоинства и недостатки

Достоинствами твёрдотопливных ракет являются: относительная простота, нетоксичность применяемых компонентов топлива, низкая пожароопасность, возможность долговременного хранения, надёжность.

Недостатками таких двигателей являются достаточно низкий удельный импульс и относительные сложности с управлением тягой двигателя (дросселированием), его остановкой (отсечка тяги) и повторным запуском, по сравнению с ЖРД.

Применение

  • Боковой ускоритель МТКК Спейс шаттл (1981)

Баллистические ракеты подводных лодок

  • UGM-27 «Поларис» (1960)
  • UGM-73 «Посейдон» (1970)
  • UGM-96 «Трайдент» (1979)
  • M1 (1972)
  • M20 (1976)
  • M45 (1996)
  • M51
  • Р-39 (1983)
  • Р-30 «Булава»

Межконтинентальные баллистические ракеты

  • LGM-30 «Минитмен» (1962)
  • MX (1986)
  • РТ-2ПМ «Тополь» (1982)

Противоракеты системы ПВО

  • LIM-49A «Спартен»

Метеорологические ракеты

  • М-100
  • ММР-06

В моделизме

В ракетомоделировании используется 2 типа двигателей на твёрдом топливе. Первые — на основе дымного пороха (в Америке такие двигатели имеются в свободной продаже). Но обычно используют расплав или смесь калийной селитры и углеводов (сахар, сорбит и декстроза) — это т. н. «карамель», она изготовляется самостоятельно. Ракетные двигатели обычно имеют сопло, но иногда делают и бессопловые двигатели. Их обычно изготовляют из картонных гильз для охотничьих ружей, в качестве сопла используется отверстие для капсюля.

В настоящее время существуют программы для расчёта характеристик таких двигателей. Наиболее популярная — «SRM» авторства Ричарда Накки (существует и русскоязычная версия).

Топливо

Топливо РДТТ американских межконтинентальных ракет состояло из смеси на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана с алюминием (первая ступень), с присадками (связующего НТРВ (англ. Hydroxyl Terminated Poly Butadien полибутадиена с концевой гидроксильной группой), улучшающими стабильность скорости горения, формование и хранения заряда и смесью на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана в смеси с сополимером полибутадиена и акриловой кислоты (вторая ступень).

См. также

  • Ускоритель (ракетостроение)

Ссылки

Постоянного тока • Переменного тока • Трёхфазные • Двухфазные • Однофазные • Универсальные
АсинхронныеКонденсаторный двигатель
СинхронныеБесколлекторные • Коллекторные • Вентильные реактивные • Шаговые
ДругиеЛинейные • Гистерезисные • Униполярные • Ультразвуковые • Мендосинский мотор

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Майтрея
  • Гилян

Смотреть что такое «Твердотопливный ракетный двигатель» в других словарях:

твердотопливный ракетный двигатель — kietojo kuro raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, naudojantis kietąjį raketinį kurą. Kietojo kuro raketinis variklis susideda iš korpuso (degimo kameros), kuriame yra visas raketinis kuras, reaktyvinių tūtų,… … Artilerijos terminų žodynas

Твердотопливный ракетный двигатель — (РДТТ) пороховой ракетный двигатель, ракетный двигатель твёрдого топлива, Реактивный двигатель, работающий на твёрдом ракетном топливе (Порохах). В РДТТ всё топливо в виде заряда помещается в камеру сгорания (См. Камера сгорания);… … Большая советская энциклопедия

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Ракетный двигатель твёрдого топлива … Большой энциклопедический политехнический словарь

Твердотопливный ракетный двигатель — широко применяется в качестве стартового и маршевого двигателя ракет различных классов, реактивных снарядов, глубинных бомб и как ускоритель при взлёте самолётов. По сравнению с жидкостным ракетным двигателем имеет ряд преимуществ: высокая… … Словарь военных терминов

Ракетный двигатель твердого топлива — Твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ ракетный двигатель твердого топлива) использует в качестве топлива твёрдое горючее и окислитель. Самые ранние сведения об использовании твердотопливных ракет (китайских пороховых ракет) относятся к XIII… … Википедия

Ракетный двигатель — (РД) Реактивный двигатель, использующий для своей работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). Т. о., в отличие от воздушно реактивных двигателей (См.… … Большая советская энциклопедия

РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЁРДОГО ТОПЛИВА — (РДТТ), твердотопливный ракетный двигатель, пороховой двигатель, ракетный двигатель, работающий на твёрдом топливе коллоидном (наз. также порохами) или смесевом металлсодержащем топливе; применяется в ракетной артиллерии и космонавтике; старейший … Большой энциклопедический политехнический словарь

Ракетный двигатель — реактивный двигатель, источник энергии и рабочее тело которого находится в самом средстве передвижения. Ракетный двигатель единственный практически освоенный для вывода полезной нагрузки на орбиту искусственного спутника Земли и применения в… … Википедия

РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (РДТТ) — (твердотопливный, пороховой), химический ракетный двигатель (см. РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ), работающий на твердом ракетном топливе. Применяется в ракетах (см. РАКЕТА), космических летательных аппаратах (см. КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ) и самолетах (см.… … Энциклопедический словарь

РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА — (РДТТ) (твердотопливный пороховой), химический ракетный двигатель, работающий на твердом ракетном топливе. Применяется в ракетах, космических летательных аппаратах и самолетах … Большой Энциклопедический словарь

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector