Учебное пособие. — М.: Машиностроение, 1968. — 536 с. (300dpi, b/w,
OCR).
В книге излагаются термогазодинамические основы расчета ракетных
двигателей на твердом топливе (РДТТ), инженерные методы расчета
процессов теплообмена, основы теории горения твердых топлив и
расчет индикаторной кривой давления в камере сгорания двигателя.
Приводятся основные сведения о твердых ракетных топливах и
теплозащитных покрытиях, применяемых в РДТТ. Рассматривается
регулирование тяги в РДТТ по величине и направлению, а также общая
методика баллистического проектирования ракет на твердом
топливе.
По сравнению с первым изданием книга значительно переработана и дополнена. Основными дополнениями являются: решение упрощенных задач внутренней баллистики классического артиллерийского и безоткатного орудий; подробное решение задачи внутренней баллистики РДТТ для всех характерных периодов его функционирования. Решение дается для трех выражений закона горения твердого топлива; более подробное решение задачи тепломассообмена для термоизоляционных покрытий с уносом массы; решение задачи эрозионного горения твердых ракетных топлив и расчетное определение времени вспышки топлива.
Книга является учебным пособием для студентов высших технических учебных заведений. Она представит интерес также для инженерно-технических работников, специализирующихся в области ракетных двигателей на твердом топливе. Содержание:
Теоретические принципы прикладной газовой динамики
Уравнение механики сплошной среды
Уравнение сохранения вещества
Уравнение сохранения механической энергии
Закон сохранения энергии, или первое начало термодинамики
Интегральная форма закона сохранения энергии, или второе начало термодинамики Практические задачи газовой динамики ракетоствольных систем
Газодинамические параметры состояния стационарного потока
Течение газа в сопле
Отклонение газового потока в кососрезанных сопле и цилиндрическом насадке
Перетекание газа из одного резервуара в другой
Истечение газа из полузамкнутого объема с подвижным дном при наличии теплоотдачи
Течение газа в трубе при внезапном расширении сечения потока
Движение газа в проточном резервуаре с внезапными уширениями
Теоретические обоснования расчета и проектирования газоотводных устройств для нестационарного газового потока
Расчет силы давления газа на поршень в полузамкнутом цилиндре. Активный усилитель отдачи стрелкового оружия
Распределение стационарного газового потока между боковыми каналами проточного резервуара, расположенными под произвольным углом к его оси
Изменение полной реакции или полного импульса потока путем отвода газа из проточного резервуара в стороны. Газовый тормоз артиллерийского орудия
Течение газа со скачком уплотнения
Обтекание конуса сверхзвуковым потоком
Обтекание сверхзвуковым потоком полостей, расположенных под тупым углом
Упрощенное решение задачи внутренней баллистики классического артиллерийского орудия
Упрощенное решение задачи внутренней баллистики динамореактивного орудия
Особенности расчета внутренней баллистики частично уравновешенного орудия
Расчет эжекциониого устройства артиллерийского орудия Теплообмен в РДТТ
Механизм теплообмена в РДТТ
Передача тепла от газа к стенке двигателя конвекцией
Лучистый теплообмен в РДТТ
Среднее эффективное значение коэффициента теплоотдачи
Температурное поле стенки РДТТ
Инженерные методы расчета нагрева однослойной стенки РДТТ
Расчет температурного поля стенки РДТТ с помощью моделирующих устройств
Расчет пассивного теплозащитного покрытия
Теплообмен между газом и стенкой двигателя при абляции
Расчет температурного поля активного теплозащитного покрытия с внутренним уносом массы
Теплофизические параметры активных теплозащитных покрытий
Нагрев и эрозия сопла Горение твердых ракетных топлив
Основные характеристики твердых ракетных топлив и зарядов
Определение характеристик переноса для продуктов сгорания твердых ракетных топлив
Механизм горения твердых ракетных топлив
Скорость горения твердых ракетных топлив
Влияние скорости газового потока на скорость горения твердых ракетных топлив (эрозионное горение)
Воспламенение твердых ракетных топлив
Вибрационное горение Внутренняя баллистика РДТТ
Период автономного горения воспламенителя
Выбор наибольшего давления воспламенителя
Период совместного горения воспламенителя и топлива
Период стабилизации давления в камере сгорания
Период последействия тяги
Выходные характеристики ракетного двигателя на баллиститном топливе
Расчеты заряда с цилиндрической формой канала
Пример расчета кривой давления в камере РДТТ при степенном законе горения u = u1pν
Параметры состояния потока газа в канале заряда и их связь с полным давлением на входе в конфузор сопла
Основное требование к топливу для РДТТ
Особенности внутренней баллистики РДТТ для топлив при аппроксимации их законов горения линейной зависимостью u = а + bp и функцией типа Саммерфильда u = p/(a + bpn)
Особенности расчета и проектирования РДТТ при наличии конденсированной фазы в продуктах сгорания
Чувствительность выходных характеристик РДТТ к инерции конденсированной фазы продуктов сгорания
Течение двухфазового потока в сопле и расчет выходных характеристик РДТТ на смесевом топливе Регулирование вектора тяги РДТТ в полете по величине и направлению
Изменение силы тяги РДТТ при помощи газоотводного устройства
Регулирование вектора тяги РДТТ при помощи кососрезанного соплового насадка
Поперечная составляющая реакции потока при боковом вводе газа в сопло
Регулирование силы тяги РДТТ по величине
Временные характеристики переходных процессов для давления в камере и тяги РДТТ при изменении площади критического сечения сопла Баллистическое проектирование ракет с РДТТ
Расчет запаса топлива при дозвуковом режиме движения ракеты
Расчет запаса топлива при сверхзвуковом режиме движения ракеты
Выбор тяги, обеспечивающей движение ракеты с постоянным ускорением
Стартовый вес многоступенчатой ракеты
Выбор стартовой скорости ракеты
Замечания к выбору наименьшего стартового веса двухступенчатой ракеты
Методика решения типичных задач баллистического проектирования
Зависимости для расчета запаса топлива ракеты с учетом кривизны ее траектории полета Приложения
Таблица газодинамических параметров
Таблица перевода размерностей в систему СИ
По сравнению с первым изданием книга значительно переработана и дополнена. Основными дополнениями являются: решение упрощенных задач внутренней баллистики классического артиллерийского и безоткатного орудий; подробное решение задачи внутренней баллистики РДТТ для всех характерных периодов его функционирования. Решение дается для трех выражений закона горения твердого топлива; более подробное решение задачи тепломассообмена для термоизоляционных покрытий с уносом массы; решение задачи эрозионного горения твердых ракетных топлив и расчетное определение времени вспышки топлива.
Книга является учебным пособием для студентов высших технических учебных заведений. Она представит интерес также для инженерно-технических работников, специализирующихся в области ракетных двигателей на твердом топливе. Содержание:
Теоретические принципы прикладной газовой динамики
Уравнение механики сплошной среды
Уравнение сохранения вещества
Уравнение сохранения механической энергии
Закон сохранения энергии, или первое начало термодинамики
Интегральная форма закона сохранения энергии, или второе начало термодинамики Практические задачи газовой динамики ракетоствольных систем
Газодинамические параметры состояния стационарного потока
Течение газа в сопле
Отклонение газового потока в кососрезанных сопле и цилиндрическом насадке
Перетекание газа из одного резервуара в другой
Истечение газа из полузамкнутого объема с подвижным дном при наличии теплоотдачи
Течение газа в трубе при внезапном расширении сечения потока
Движение газа в проточном резервуаре с внезапными уширениями
Теоретические обоснования расчета и проектирования газоотводных устройств для нестационарного газового потока
Расчет силы давления газа на поршень в полузамкнутом цилиндре. Активный усилитель отдачи стрелкового оружия
Распределение стационарного газового потока между боковыми каналами проточного резервуара, расположенными под произвольным углом к его оси
Изменение полной реакции или полного импульса потока путем отвода газа из проточного резервуара в стороны. Газовый тормоз артиллерийского орудия
Течение газа со скачком уплотнения
Обтекание конуса сверхзвуковым потоком
Обтекание сверхзвуковым потоком полостей, расположенных под тупым углом
Упрощенное решение задачи внутренней баллистики классического артиллерийского орудия
Упрощенное решение задачи внутренней баллистики динамореактивного орудия
Особенности расчета внутренней баллистики частично уравновешенного орудия
Расчет эжекциониого устройства артиллерийского орудия Теплообмен в РДТТ
Механизм теплообмена в РДТТ
Передача тепла от газа к стенке двигателя конвекцией
Лучистый теплообмен в РДТТ
Среднее эффективное значение коэффициента теплоотдачи
Температурное поле стенки РДТТ
Инженерные методы расчета нагрева однослойной стенки РДТТ
Расчет температурного поля стенки РДТТ с помощью моделирующих устройств
Расчет пассивного теплозащитного покрытия
Теплообмен между газом и стенкой двигателя при абляции
Расчет температурного поля активного теплозащитного покрытия с внутренним уносом массы
Теплофизические параметры активных теплозащитных покрытий
Нагрев и эрозия сопла Горение твердых ракетных топлив
Основные характеристики твердых ракетных топлив и зарядов
Определение характеристик переноса для продуктов сгорания твердых ракетных топлив
Механизм горения твердых ракетных топлив
Скорость горения твердых ракетных топлив
Влияние скорости газового потока на скорость горения твердых ракетных топлив (эрозионное горение)
Воспламенение твердых ракетных топлив
Вибрационное горение Внутренняя баллистика РДТТ
Период автономного горения воспламенителя
Выбор наибольшего давления воспламенителя
Период совместного горения воспламенителя и топлива
Период стабилизации давления в камере сгорания
Период последействия тяги
Выходные характеристики ракетного двигателя на баллиститном топливе
Расчеты заряда с цилиндрической формой канала
Пример расчета кривой давления в камере РДТТ при степенном законе горения u = u1pν
Параметры состояния потока газа в канале заряда и их связь с полным давлением на входе в конфузор сопла
Основное требование к топливу для РДТТ
Особенности внутренней баллистики РДТТ для топлив при аппроксимации их законов горения линейной зависимостью u = а + bp и функцией типа Саммерфильда u = p/(a + bpn)
Особенности расчета и проектирования РДТТ при наличии конденсированной фазы в продуктах сгорания
Чувствительность выходных характеристик РДТТ к инерции конденсированной фазы продуктов сгорания
Течение двухфазового потока в сопле и расчет выходных характеристик РДТТ на смесевом топливе Регулирование вектора тяги РДТТ в полете по величине и направлению
Изменение силы тяги РДТТ при помощи газоотводного устройства
Регулирование вектора тяги РДТТ при помощи кососрезанного соплового насадка
Поперечная составляющая реакции потока при боковом вводе газа в сопло
Регулирование силы тяги РДТТ по величине
Временные характеристики переходных процессов для давления в камере и тяги РДТТ при изменении площади критического сечения сопла Баллистическое проектирование ракет с РДТТ
Расчет запаса топлива при дозвуковом режиме движения ракеты
Расчет запаса топлива при сверхзвуковом режиме движения ракеты
Выбор тяги, обеспечивающей движение ракеты с постоянным ускорением
Стартовый вес многоступенчатой ракеты
Выбор стартовой скорости ракеты
Замечания к выбору наименьшего стартового веса двухступенчатой ракеты
Методика решения типичных задач баллистического проектирования
Зависимости для расчета запаса топлива ракеты с учетом кривизны ее траектории полета Приложения
Таблица газодинамических параметров
Таблица перевода размерностей в систему СИ