Техника - молодёжи 2004-02, страница 5

материала с нормированным уносом массы и зарядом твердого топлива переменной геометрии, что обеспечивало заданный закон изменения тяги при работе силовой установки. Идею уноса массы в критическом сечении сопла не сразу восприняли производители ракетной техники, ибо это, на первый взгляд, противоречило классическому объяснению действия подобной силовой установки с неизменной площадью критического сечения.

В 1962 г. решением Межведомственного совета МВТУ выделили средства на изучение возможностей создания подобного двигателя, работающего на высококалорийном твердом топливе без усложнения конструкции и с сохранением преимуществ — простоты конструкции и обслуживания, надежности и постоянной готовности ракеты к применению. К 1964 г. было доказано, что применение сопла с нормированным уносом массы наиболее просто решает проблему высококалорийного топлива в РДТТ, не усложняя его конструкцию, и рекомендовано на данном этапе применение пластмасс, армированных ориентированным высококремнеземистым стекловолокном. Нами были разработаны методики расчета зарядов твердого топлива разных конфигураций, чтобы обеспечить действие закона изменения тяги, в том числе для сопел с нормированным уносом массы. Мы читали лекции на ряде предприятий об особенностях найденных нами композиционных материалов на

■ \Ш fljfi 1

3. Образцы литьевых пластмасс, имевших неравномерный унос масс в критическом сечении

4. Сопла из волокнистых материалов с одинаковым исходным диаметром критического сечения после испытаний в равных условиях в разрезе: величина уноса массы по всему профилю малогабаритных сопел разная

номерный унос массы, по внутреннему профилю образуется тонкий — до 2 — 3 мм, прогретый слой кокса, граница которого (с температурой 3300 К) перемещается в глубину материала сопла очень медленно, а температура незатронутого химическими реакциями материала внешней части сопла остается равной температуре окружающей среды. Было проведено более тысячи испытаний.

В экспериментах с литьевыми пластмассами, а также со спутанным либо рубленным волокном, унос масс получался неравномерным, возникали вырывы и прочие неприятные неожиданности. Этого не происходило, если волокна располагались перпендикулярно газовому потоку. От пластмасс с ориентированным, но не переплетенным волокном, мы перешли к переплетенным тканевым структурам из высококремнеземистого и других волокон. В заготовке для соплового блока ткань слой за слоем размещалась перпендикулярно к оси, пропитывалась связующим по определенной технологии, а затем вытачивали вкладыш критического сечения.

Коэффициент теплопроводности

такого композиционного материала (КМ) на основе высококремнеземистой ткани, пропитанного связующим, составлял около 0,3 Вт/м-К, а изготовленного на основе углеродной ткани 0,8 Вт/м-К.

Для нового поколения композиционных материалов, предназначенных для деталей ракетных двигателей, выбрали Si и С — наиболее легкие из элементов таблицы Менделеева.

В начале 60-х гг A.M. Виницким была предложена конструкция твердотопливного ракетного двигателя с соплом, выполненным из

5. Сопло из волокнистого материала после испытания в разрезе — с неровной поверхностью по профилю сопла (а). Сопла из подобного углепластика после испытаний на жидкостном ракетном двигателе (б)

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 2 0 0 4

3