Пользователь
297,6
рейтинг
20 января 2014 в 19:03

Незаметные сложности ракетной техники. Часть 2: Твердотопливные двигатели


В комментариях к первой статье мне справедливо указали, что я совсем не рассказал о твердотопливных двигателях, которые применяются в космонавтике. Действительно, в одну статью даже простой ликбез не влез. Поэтому приглашаю желающих почитать продолжение.


Предания старины глубокой


Черный (дымный) порох изобрели китайцы в девятом веке. И уже в одиннадцатом веке появляются документальные свидетельства о создании боевых ракет на черном порохе («Уцзин цзунъяо» 1044 год ):

Обратите внимание на дизайн ракеты по центру. Эта компоновка боевых ракет оставалась неизменной восемьсот с лишним лет, до начала двадцатого века, а фейерверки с ней производятся до сих пор!
Человеческая мысль не стояла на месте. Уже в 1409 году в Корее додумались до системы залпового огня (Хвачха):

Также есть легенда о китайском чиновнике Ван Ху, который приблизительно в шестнадцатом веке собрал аппарат из кресла, двух змеев (не во всех вариантах легенды) и сорока семи ракет (очевидно, от снарядов типа Хвачхи):

Увы, тогдашние изобретатели были бесстрашны от незнания, про методику лётно-конструкторских испытаний не думали, и страдали излишним оптимизмом. Поэтому первое испытание оказалось последним. Когда стих рёв двигателей, и рассеялся дым, ни Ван Ху, ни его аппарата не нашли.
Ракеты вместе с завоевателями с Востока (монголы, османы) пришли в Европу. Само слово «ракета» — от итальянского «маленькое веретено». С различной интенсивностью ракеты применялись по всей Европе и Азии.
Следующим заметным этапом была четвертая англо-майсурская война (1798—1799). Ракеты Майсура впервые в мире имели стальную оболочку, различное назначение (зажигательные, противопехотные с режущими кромками) и массированно использовались. Корпус ракетчиков Типу Султана насчитывал пять тысяч человек.

Впечатленные англичане, к тому же захватившие в Серингапатаме в качестве трофеев сотни ракет, решили воспроизвести технологию. Так родились ракеты Конгрива, которые широко использовались в наполеоновских войнах и последующих конфликтах, и даже просочились в гимн США.

Начиная с середины девятнадцатого века нарезная артиллерия начала выигрывать у ракет и по дальности и по точности, а залповое применение по типу Хвачхи было забыто. Поэтому боевые ракеты постепенно сходили со сцены, однако, даже в Первой мировой войне они ещё использовались. На фотографии французский «Ньюпор-16» с ракетами «Le Prieur» для борьбы с дирижаблями и воздушными шарами. Несмотря на электрозапал и установку на самолёте, это старые добрые пороховые ракеты такой же компоновки, что и у китайцев одиннадцатого века.


Выезжала на берег «Катюша»


Ракеты на черном порохе не стали сложней и мощней из-за ограничений самого пороха. Нельзя было сделать пороховую шашку с устойчивыми параметрами в партии, большого калибра, и горящую хотя бы пару секунд. Для развития твердотопливных ракет требовался новый материал. В конце девятнадцатого века был изобретен бездымный порох. Однако на артиллерийском бездымном порохе ракету сделать не получалось. Начались поиски бездымных ракетных порохов.
Наибольшего успеха в этом деле добилась Газодинамическая лаборатория Тихомирова и Артемьева в СССР. Они создали т.н. баллиститный порох, из которого уже можно было сделать достаточно большие шашки и поставить их в реактивные снаряды. К тому же вовремя вспомнили про идею залпового огня. Так родились «Катюши» — снаряды РС-82 и РС-132 для авиации, М-8 и М-13 для наземных установок. Более подробно про пороха, их виды и производство можно почитать здесь.

Успехи технологии привели к тому, что во время Второй мировой войны СССР активнее других стран использовал боевые ракеты на твердом топливе. Оружие оказалось очень эффективным, применялось с воздушных, наземных, корабельных носителей, были разработаны новые модификации большей дальности или калибра.


Стойкий смесевой сержант


Баллиститный порох имел свои физические ограничения. Максимальный диаметр шашки измерялся в сантиметрах, а время горения — в секундах. Даже если бы фон Браун хотел, он не смог бы сделать Фау-2 на баллиститном порохе. Нужен был новый вид твердого топлива. Им стало т.н. смесевое топливо («rubber fuel»). В 1942 году Джон Парсонс создал первые экземпляры двигателей на смесевом топливе, используя асфальт. А эксперименты с компонентами обнаружили, что наиболее эффективным топливом является смесь перхлората аммония (окислитель), алюминия и полиуретана (горючее) и полибутадиена для улучшения параметров горения, формования и хранения двигательной шашки. Первой ракетой с двигателем на смесевом топливе стала MGM-29 «Сержант» (первый полёт — 1956 г), двигатель которой имел диаметр 0,7 метра и работал 34 секунды. Это был качественный прорыв — ракета массой 4,5 т. и длиной 10 м. могла забросить боеголовку весом 0,8 т на 135 км, и не требовала колонны автомашин с компонентами топлива и десятки минут на заправку.

После ракет средней дальности была разработана МБР «Минитмен» на смесевом топливе. Её преимущества можно увидеть, сравнивая с похожими советскими проектами. Дело в том, что в СССР Королёв попытался создать баллистическую ракету на баллиститном порохе (РТ-1) и на смесевом топливе советской рецептуры с худшими характеристиками (РТ-2). Сравнение характеристик очень наглядно:

Обратите внимание на то, что в ракете РТ-1 пришлось делать фактически сборку из четырех отдельных двигателей из-за ограничений на диаметр шашки баллиститного пороха. У РТ-2 и «Минитмена» шашка одна, большая, но на первой ступени 4 сопла.

Особенности твердотопливных двигателей


Возможность создать двигатель очень большой тяги

Самым мощным ракетным двигателем в истории был твердотопливный ускоритель «Спейс Шаттла». Его начальная тяга составляет 1250 тонн, а пиковое значение достигает 1400 тонн, что приблизительно в 1,8 раз больше тяги самых мощных ЖРД (F-1 и РД-170). Самый мощный из эксплуатируемых двигателей тоже твердотопливный — это боковые ускорители «Ариан-5», их тяга составляет 630 тонн.

Профиль тяги задается при конструировании

ЖРД можно дросселировать — менять величину тяги, иногда в весьма большом диапазоне. Твердотопливный двигатель горит неуправляемо, и величину тяги можно регулировать только с помощью внутреннего канала специального профиля. Разные профили канала позволяют иметь разные профили тяги во времени:


Невозможность аварийного выключения

После того, как РДТТ включился, выключить его нельзя. На боковые ускорители «Спейс Шаттла» ставили заряды взрывчатки, чтобы в случае катастрофического отказа они не летели в произвольном направлении. Все полёты шаттлов проходили с людьми, и знание того, что в бункере сидит специальный человек (RSO), который взорвёт ускорители в случае аварии, добавляло нервозности. Боковые ускорители «Челленджера» в катастрофе 1986 года не были повреждены взрывом центрального бака и были подорваны несколько секунд спустя.

Невозможность повторного запуска

Вытекает из предыдущего пункта. На каждое включение надо иметь отдельную ступень с двигателем. Это важно для разгонных блоков, которые должны включаться уже в космосе несколько раз.

Отсечка тяги

При необходимости выключить досрочно нормально работающий РДТТ (например, при разгоне до нужной скорости при стрельбе на неполную дальность), единственное, что можно сделать — это т.н. отсечка тяги. Специальные заряды вскрывают верхнюю часть камеры сгорания, обнуляя тягу. Двигатель ещё работает некоторое время, но пламя вырывается с обеих сторон, что, фактически, не добавляет скорости.

Меньший удельный импульс

Удельный импульс (мера эффективности топлива) РДТТ ниже, чем у ЖРД. Это приводит к тому, что в боевых МБР обычно на одну ступень больше. Жидкостные УР-100 и Р-36 имеют две ступени, что оптимально по баллистике, а на твердотопливные «Тополя» приходится ставить три ступени. Поэтому массовое совершенство РДТТ хуже.

Простота изготовления и эксплуатации

После заливки топлива в камеру сгорания оно становится похожим на резину по консистенции и не требует дополнительных операций. В отличие от разгонных блоков на ЖРД, которые надо заправлять и проверять на космодроме, разгонные блоки с РДТТ приходят готовые от производителя. Боевые ракеты с РДТТ также приходят от производителя готовыми и стоят на дежурстве десятилетиями, не требуя дополнительных операций с топливом со стороны персонала. Справедливости ради необходимо отметить, что боевые МБР с ЖРД также приходят от производителя «ампулизованные», не требуя заправки в шахте.

Сложность механизмов управления

В ЖРД можно отбирать компоненты после ТНА и использовать их в гидравлических рулевых машинах для отклонения сопла. В РДТТ такой возможности нет, поэтому приходится ставить мощные аккумуляторы или генераторы для рулевых машин. Например, на твердотопливном ускорителе «Спейс Шаттла» стояли специальные газогенераторы, сжигавшие гидразин из отдельных баков и питавшие гидравлические рулевые машины, которые отклоняли сопло для управления полётом. На ТТУ РН «Титан-4» стояли баки с тетраксидом азота, который несимметрично впрыскивался в сопло через управляемые форсунки, создавая асимметрию тяги.
На разгонных блоках приходится ставить отдельные двигатели ориентации на жидком топливе, а на время работы двигателя обеспечивать стабилизацию раскруткой.

Невозможность регенеративного охлаждения

Стенки камеры сгорания изолированы ещё не сгоревшим топливом, это безусловный плюс РДТТ, но с соплом ситуация обратная. Дело осложняется тем, что температура горения твердого топлива выше, а продукты сгорания обладают гораздо большим, нежели в ЖРД, эрозионным эффектом. Сопло разъедается продуктами сгорания, что ещё ухудшает параметры двигателя из-за нарушения геометрических параметров сопла. Без потока компонентов, которыми можно охлаждать сопло, приходится придумывать другие методы. Их два — охлаждение излучением и испарением (абляцией). Критическое сечение (самая узкая часть сопла, там наибольшие нагрузки) выполняется из очень твердых и жаропрочных материалов (специально обработанный графит), менее нагруженные части — из теплостойких материалов. Более подробно можно почитать здесь.
Но эти решения имеют свою цену — сопло РДТТ тяжелее, чем у ЖРД. Очень хорошо это видно на фотографиях из этого хабрапоста:

Слева ЖРД, справа РДТТ

Заключение


В современной ракетной технике РДТТ нашли четыре основные ниши:
  1. Военные ракеты. РДТТ обеспечивают высокую боеготовность, простоту и надежность двигателей межконтинентальных и прочих ракет.
  2. Стартовые ускорители. Возможность создать очень мощный и дешевый двигатель используется, когда необходимо оторвать от земли более эффективный, но менее мощный ЖРД.
  3. Разгонные блоки. Распространенность, простота, надежность, освоенность промышленностью, легкость хранения привели к широкому использованию РДТТ в качестве разгонных блоков в США. Удельный импульс РДТТ всего на ~10% меньше, чем у пары гептил/амил (масса РБ IUS даже меньше «Бриза-М» из-за меньшей широты космодрома), а в полтора раза более эффективные водород/кислородные блоки не использовались в «Спейс Шаттлах», которые не так давно выводили большое количество спутников.
  4. Фейерверки и ракетомоделизм. Простота изготовления маленького РДТТ привела к тому, что ракеты используются в фейерверках (там почти наверняка черный порох) и в ракетомоделизме. Простые составы домашнего производства или покупные (есть стандартные в магазинах) позволяют делать небольшие ракеты для развлечения и обучения.


P.S. Ещё будет третья часть. Про виды жидкого топлива, размеры ступеней, стартовые сооружения и деньги. Не очень скоро — через одну статью.
Филипп Терехов @lozga
карма
542,7
рейтинг 297,6
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (56)

  • +1
    Спасибо за столь развернутую статью, которая освещает многие моменты.

    Небольшой комментарий от себя: насколько помню то некоторые модификации все таки позволяли повторное включение двигателя, а останов осуществлялся введение определенной газовой смеси в зону горения.
    • +2
      А вы не могли бы уточнить, что это за двигатели были, кто и куда их ставил?
      • 0
        Если память не изменяет, то такие двигатели имели место в системах разведения боеголовок.
  • 0
    А как обстоят дела с запуском РДТТ в зимнее время? Понятно дело что ракеты запускают, но вот топливо просто не замерзает или его с помощью дополнительного обогрева не дают замерзнуть?
    • +3
      У него консистенция типа резины, и горит хорошо. Обеспечьте качественное зажигание, и топливо загорится нормально. Какие-то рамки устойчивости наверняка есть, но зимой «Тополя» боеготовы.
    • 0
      Проблема возникает, если температура ниже температуры стеклования топливного заряда. Наиболее остро этот вопрос для зарядов из баллиститных порохов.
      В таком случае заряд теряет механические свойства, становится хрупким.
      Для военных удобнее «резиновое» смесевое топливо, как раз такое в двигателях «Тополя».
    • 0
      Практически все современные ракеты с РДТТ хранятся, транспортируются и запускаются в транспортно-пусковом контейнере, который предназначен для поддержания температурно-влажностного режима и разгерметизируется непосредственно перед стартом.
  • +2
    А еще я слышал, что РДТТ запускаются быстрее ЖРД. Не надо насосы запускать и что-то ещё.
    • +2
      Да, есть такое. ЖРД обычно запускаются какое-то время, выходя на полную тягу не мгновенно.
      • 0
        Ну тут же все сложнее. Современные ЖРД уже готовый к старту с завода. У них чуть дольше время выхода на рабочую мощность. С другой стороны, при подводном старте ЖРД выходит на своём двигатели и Тверодотоплевные выкидываются ПГД, а старт уже в воздушной части. Время старта от ножатия кнопки пуск отличается не сильно.
        • 0
          А что такое ПГД?
          • 0
            Пороховой генератор давления, которым вышибают ракету из шахты «по-миномётному».
        • +1
          Не совсем так. Или даже совсем не так :)

          И ракеты с ЖРД и ракеты с РДТТ сейчас запускаются миномётным стартом, то есть, при помощи пороховых аккумуляторов давления (ПАД).
          Это хорошо видно на
          пуск Р-36М
          Кто скажет, что она не жидкостная, пусть бросит в меня ею.
          Хорошо видно, как отлетает поддон.

          Миномётный старт сделан для уменьшения нагрузки на пусковую, чтобы была возможность использовать её повторно.
          Если двигатели запустить в шахте, то привет будет горячий.
          Особенно интересен старт РТ-23 УТТХ.

          По поводу подводного старта с ЖРД — да, была такая веха в истории нашей ракетной техники, но освоили это от бедности, по причине недостатка хорошего твердого топлива.
          Сейчас никто двигатели в пусковой не включает.
          Только космические РН, потому что пускают со стола с возможностью отвода продуктов.
          • 0
            Никто не говорит что ЖРД нельзя выкинуть перед стартом из стакана, все зависит от ситуации.
            Шахта при любом старте, требует переоборудования.

            Подводный старт, это отдельная тема, (поэтому кст и не летает булова). И старт на маршевых двигателях для жидкостных с затопленой шахтой является оптимальным. А для твердотовпливных из сухой шахты с минометным стартом.

            Морские БР делались жидкостными не из бедности, а из-за массового совершенства.
            Знаю это точно, потому что прохоил практику на ГРЦ им. Макеева.
            • +2
              Массовое совершенство ЖРД потому и было превалирующим фактором, что на тот момент не было твердого топлива с хорошей энергетикой.
              Зато представьте себе насколько сложнее в обслуживании жидкостная ракета в подводной лодке.
              Агрессивность компонентов ЖРД уже большая проблема, по ней даже художественный фильм сняли
              Катастрофа в шахте № 7
              Ну вы хотя бы представьте себе как сложно маневрировать ПЛ с штакетницей ракет с баками, в каждом из которых плещется жидкий компонент. С гидроударами надо как-то бороться — баки-то приличного размера, несколько десятков тонн. Можно спросить у водителя какой-нибудь автоцистерны как ему рулится машиной, узнаете много новых идиоматических выражений.
              Поэтому и мобильные комплексы очень быстро получили РДТТ, как только добились нужных характеристик у твердого топлива.

              Про оптимальность старта на маршевых двигателях для жидкостных с затопленой шахтой можете ссылку дать где-нибудь почитать?
              Ну или хотя бы из здравого смысла какое-нибудь доказательство получить.
              Иначе непонятно почему все современные БРПЛ стартуют при помощи сложной системы выброса.
              Иначе чего было бы проще — крышку открыл, воду в шахту запустил, скорректировал глубину и включил двигатели.

              Вот, почитайте про хитрости пуска у конкурентов
              Баллистическая ракета подводных лодок Trident-2 D5
              Только не говорите мне, что они лохи, и просто не умеют пускать ЖРД из-под воды — по ПЛАРБ американцы всё-таки впереди.
              • 0
                Ракета не сложнее в эксплуатции. Проблама агресивности компонентов решается апулизацией и спецальными сплавами (например двигатель 2ой ступени плавает в окисилтели 1ой ступени для экономии места, при этом назвать эту среду неогресинвой никто не отважится), Компоненты не плещутся, и по поведению от нежидкого топлива не отличаются.
                Твердотопливные ракеты имеют больший размер, для сухопутных частей это имеет не такое важное значение. Другое дело ПЛ где имеется очень ограниченный обьем. Та жа булова, ей пришлось неплохо так срезать (Тополь-М «Длина (с ГЧ) 22,55» Булова «Длина: 14,8 м») Чтоб входить в габариты лодки.

                Суть в том что мокрый старт проще. В шахте находится сама ракета, поддерживающие резиновые упоры ну и плюс кабель для связи с лодкой. При сухом старте, также находится собственно Система закрывающая шахту которую надо отводить после старта (как у Р-39) либо ломающаяся мембрана (как у трайденов), также добавляется минометная система. Что не уменьшает цены старта. Плюс резко изменяется масса лодки, лодка подпрыгивает, что недает возможным произодить залповую стрельбу. Опять же минометная система делает ударную нагрузку на корпус лодки(импульс больше чем от работающих дигателей) потому что этого иммпульса должно хватить на выборос ракеты за пределы водной системы, тогда как двигатели работают постоянно что уменьшает нагрузку на лодку. Американские системы стартуют за счет более сложной системы потому что твердотопливные двигатели не могут работать в пониженном режиме, плюс сам по себе мокрый старт вещь достаточно сложная, минометная система в этом плане проще.

                Они не лохи, уних другая отработаная система старта. Подводный старт вещь очень сложная( image иначе бы не требовались такие гидротрубы для отработки старта.) Если бы было просто пускать ракету из под воды Булова бы давно и успешно летала.

                К сожалению литературу по подводному старту я дать не могу, надо гуглить. Все эти системы делали очень не глупые люди, которые знали все плюсы минусы типов двигателей. Правда правительство насмотревшись на Трайдены в 70 годах заставили сделать Р-39 (ну Американцы же лучше знают как делать ракеты). Правда тему ЖРД не забросили и сделали куда более успешный проект Р-29РМ.
                • 0
                  Ампулизация — это не про это. Путем ампулизации пытаются увеличить срок службы. Проблему агрессивности это не снимает.

                  например двигатель 2ой ступени плавает в окисилтели 1ой ступени для экономии места, при этом назвать эту среду неогресинвой никто не отважится

                  У какой ракеты? Именно плавает в окислителе?

                  Компоненты не плещутся, и по поведению от нежидкого топлива не отличаются.

                  Как этого добиваются? Как заставить жидкость не двигаться? Заморозить не предлагать.

                  Чтобы уж не впадать в дискуссию, вот ссылка — Подводный аспект истории подводного ракетного старта. (глава из книги А.Л. Локтева «И корабль плывёт...»)
                  Цитата оттуда
                  В ОКБ-1 (ныне — РКК «Энергия» им.С.П. Королёва), руководимом С.П. Королёвым, работы по подводному старту начались в 1955 году. К этому времени С.П. Королёв был весьма обеспокоен успехами США, освоивших старт пороховых ракет с подводной лодки в погружённом состоянии (ракеты «Трайдент»). Однако в СССР тогда не было порохов с необходимыми для такого старта характеристиками.… Оставалась одна возможность — освоить подводный старт ракет с ЖРД. По воспоминаниям сотрудников С.П.Королёва, у него были большие сомнения в технической возможности такого старта. Так что подходили к разработке старта основательно и осторожно.


                  Я ни в коем случае не хочу оспаривать заслуги людей, которые смогли запустить ЖРД ракету из-под воды. Мы вряд ли даже сможем осознать масштаб технологических проблем, сопутствовавших этому решению. Честь им и хвала.
                  Однако, успешный проект Р-29РМ как стартует?

                  P.S. если можно, пользуйтесь, пожалуйста, проверкой орфографии — читать очень тяжело
                  • 0
                    Ампулизация подразумевает полную готовность ракеты к старту с завода. Что снимает необходимость закачивать топливо и окислитель пред стартом. Для того чтобы были гидроудары желательны полости где будет перемещение жидкости, топливо и окислитель заливаются с давлением, и топливо не ходит внутри бака (сжатие происходит, но топливо уже под давлением, и степени сжатия небольшие)

                    У Р-29РМ двигатель плавает в окислитель для уменьшения габаритов, с какой конкретно модели используется данное решение нескажу к сожалению.

                    К 60 годам были уже весьма неплохие варианты РДТТ и в советском союзе. И в сухопутных ракетах применялись.

                    Р-29РМ (и модификации за исключением Р-29РМУ3 который сделан для замены булавы) мокрый старт.
                    • +1
                      Простите, но тут вы что-то совсем не то говорите.
                      Для начала жидкости не сжимаемы.
                      Закачать газ под давлением в бак (что и есть на самом деле в реальных жидкостных ракетах под названием «наддув») не поможет — жидкость будет плескаться точно так же.
                      Единственный вариант — залить бак под пробку.
                      Ну ещё можно в баке сделать перегородки для демпфирования волн.
                      В общем не просто так мобильные комплексы делают с РДТТ.
                      Не было бы этой проблемы, ставили бы массово совершенные ракеты на Тополь и не надо было бы огорода городить с семью колёсными парами.

                      За информацию об интересной конструкции Р-29РМ спасибо, не знал, что там всё-таки реализовали решение с погруженным в бак окислителя двигателем. Говорили только про погружение в топливо, оно не такое агрессивное.
                      Про мокрый старт Р-29РМ тоже не знал, но всё-таки помимо плюсов, о которых вы говорили, там очень много сложностей по сравнению с миномётным — наддув перед заполнением шахты, усложненное включение двигателя и управление им, корректировка набегающего потока воды и многое другое. Ну а масса лодки точно так же резко изменяется.
                      Единственное преимущество — скорострельность, но думаю, что для миномётного старта эту проблему тоже решают и решат.
                      • 0
                        Ага. Забыл.Давно уже было дело. Физика класс 8.

                        Как я понимаю проблема с транспортировкой есть и там используются хитрые платформы. Но я не думаю что оно не сильно сложнее когда уже в лодке находится.
                        Топливо заливается под пробку, и если не ошибаюсь внутри бака есть пористая структура (возможно как раз для подавления такого эфекта).

                        Думаю даже с ЖРД понадобится 7 пар, для трансопртировки и подавления стартого импульса.
                        Я не говорючто ЖРД идеальны. У них меньше необслуживаемый срок. Сами компоненты токсичны и т.д. Там есть ещё много минусов, которые частично решаются смешанными системами. Просто для морских Ракет конкретно у нас в странне лучше развита именно жидкостная система. За рубежом может быть наоборот.

                        А насчет залпового огня трайдены до сих пор не умеют.
                    • +1
                      Жидкость сама по себе имеет интересные свойства, даже когда не плещется. Виной тому межслойное трение в жидкости.
                      Пробовали раскрутить сырое и вареное яйцо? Первое хоть и не имеет полостей но очень сопротивляется раскрутке.
                    • +1
                      Схема с двигателем-утопленником была впервые применена на одноступенчатой баллистической ракете 4К10 (Р-27, комплекс Д-5).
    • 0
      Тут небольшая проблема в терминологии :)
      Ракеты с РДТТ стартуют быстрее (чем ракеты с ЖРД), потому что пусковую ситуацию быстрее набирают.
      У ЖРД очень много всяких стадий в процессе пуска ещё до включения двигателя.
      Слышали же всякие там «Протяжка один», «Продувка» и т.п.

      Выход на тягу зависит от многих факторов, и у «умных» ракет тягой управляют, как для ЖРД, так и РДТТ.
      Для разных ракет график тяги может быть разный — кому-то надо максимальный рывок в первые секунды, а кому-то равномерную тягу на протяжении всего этапа работы маршевых двигателей.
  • 0
    Можете немного подробней расписать то, как охлаждают РДТТ?
    • +2
      Более подробно очень неплохо написано вот тут.
  • +2
    «Разрушители легенд» в одном из выпусков попробовали воспроизвести полет на кресле с фейерверками, но после старта оно у них сразу завалилось набок. ЕМНИП, миф о таком полете в древности признали опровергнутым, поскольку для стабильного полета нужны современные знания и точность горения не хуже чем у «Катюши».
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      А никто и не говорит о стабильном полёте. Ван Ху наверняка погиб, от взрыва или неуправляемого падения.
  • +1
    Королёв кстати в детстве строил ракеты с порохом с артиллерийских снарядов (емнип замедляли горение добавками), ну а корпус лепили с бумаги (что-то типа папье-маше). Первый запуск был неудачный, взлетела, но корпус с боку разорвало.
    • 0
      А где об этом можно почитать?
      • 0
        Это сложно, читал давно, сейчас попробовал, не нагуглил. Рассказ опубликован в каком-то журнале 80х гг. Писал журналист от своего лица, в Одессе после 1й мировой или гражданской, пацанами вскрывали (точнее выплавляли) артиллерийские снаряды (неразорвавшиеся после взрывов складов) для добычи пороха, в качестве болванки для создания корпуса — бревно. запускали на пустыре, пролетев N-метров разорвало ей бок и ракета улетела в сторону, чудом не в пацанов.
        О том что один из пацанов был Королёв журналист (который в этом также участвовал) узнал только на интервью с ним, т.к. его имя в то время было засекречено.
  • +6
    Так сцена с По, взлетающем на стуле с ракетами из кунг-фу панды оказывается была отсылкой к древней китайской легенде, ух ты…
  • +5
    Забыли еще одно применение — детско-развлекательно-познавательное.
    Ох, сколько всего в детстве построено и запущено было, сначала — на старых фотопленках, потом, когда закончились — на аналоге карамельного топлива.
    • +1
      Да, святая карамелька =) Сейчас, к сожалению, реактивы добывать стало сложнее.
    • +9
      Крепился, терпел, но ваш камент прорвал таки на ностальгию :-)

      У нас с ребятами было отличное детство: маленький северный городок, все отцы охотники, порох дома был десятками банок и где-то в классе восьмом-девятом у нас начался всплеск интереса к самодельному ракетостроению. Банкой больше, банкой меньше, батя не заметит. Тырили все, складировали у меня, ибо родители всегда относились лояльно к любым моим увлечениям. За что им очень благодарен. Фюзеляж делался из обычной офисной бумаги, пропитанной ПВА, стабилизаторы из плотного картона, обтекатель — все очень типично. Но как долго шли к двигателю! Первые образцы из плотно утрамбованного дымного пороха взрывались так, что в ушах звенело. Шли эмпирическим путём, подмешивая в порох разные компоненты из кухни: сахарную пудру, муку, соль, и даже толченый активированный уголь. Последний подходил идеально, смесь не взрывалась а сгорала с хорошей тягой и снопом ярких оранжевых искр. Вторым пунктом шло сопло, простое бумажное или из фольги прогорало, потом кто-то придумал делать из гильзы ружйного патрона с выбитым капсюлем, двигатель получался очень технологичным, одна часть «конструкторов» работала над ракетой, я делал двигатели, оставалось только соединить.
      Еще делали двухступенчатые ракеты, но т.к. все создавалось кустарно и крайне стихийно вторая ступень или не отсоединялась или не стартовала вовсе. Еще отдельной гордостью был электрозапал собственной конструкции: тонкая нихромовая проволока добытая из резистора подключалась к выводам, а сама обмакивалась пастой из толченого в пыль черного пороха и канцелярского клея. У нас был аккумулятор на 12В и приличный моток кабеля. Перед запуском больших ракет забирались в окоп. Радует, что соображалка в те годы работала отлично в плане обеспечения безопасности, сколько всего было сожжено, взорвано но никто не пострадал и не был травмирован.

      • +1
        Добавлю свою копейку :)
        Самая простейшая конструкция была на основе РДТТ из селитрованной бумаги — так мы её называли, научного термина вряд ли существует :)
        В магазине садоводов закупалась селитра (где её глупо переводили на удобрения).
        Раствором в воде пропитывалась газетная бумага и высушивалась.
        Из этой бумаги делалась колбаска, потом корпус из фольги, потом второй «композитный» слой из изоленты.
        С одной стороны делалось импровизированное сопло и там же «бикфордов шнур».
        Вот и все дела, не скажу, что высокие технологии, но до третьего-четвертого этажа летали, с красивым шумом и иногда даже взрывались.
        И нам этого на тот момент хватало :)
        • 0
          Насколько я знаю именно «правильную» селитру сейчас не продают. Мы еще делали мини-ракеты из целлулоида. Сейчас бы с удовольствием опыт повторил, надо найти где-нибудь старую кинопленку или неваляшку.
          • 0
            ну сейчас не проблема пойти в хобби-магазин и купить и ракету и двигатели к ней :)
      • 0
        www.youtube.com/watch?v=TpkrhtXH_8I&feature=youtu.be
        Я, в 2005 году. Бережно храним давние традиции, так сказать
    • 0
      Да, вы совершенно правы, это стоит добавить. Интересно, на Хабре есть кто-нибудь из ракетомодельных кружков? Рассказали бы, как они живут и вдохновляют отроков космосом :)
      • 0
        В школе был спецкурс с названием в стиле «кинетика быстрых и экзотермических реакций». Первые несколько занятий — приличный материал по химии и кинетике. И контрольная каждое занятие. После такого первичного отсева небольшой процент выдержавших имел возможность позаниматься пиротехникой =)
        • 0
          «Термодинамика и химическая кинетика быстрых экзотермических реакций»?
          • 0
            Что-то вроде того)
  • +1
    Я на самодельном пироксилине запускал, отлично летали.
  • 0
    «массовое совершенство РДТТ хуже» — поясните пожалуйста, не могу понять фразу.
    • +3
      Массовое совершенство, это коэфицент полезного груза на массу необходимого носителя.
      Т.е. чтобы вывести одинаковую массу. РДТТ требуется более тяжелая и большая ракета
      • 0
        Для РДТТ масса конструкции двигателя на массу заряда.
    • 0
      наверно имеется в виду отношение создаваемого импульса и массы ракеты, в следствие чего твердотопливная ракета получается тяжелей жидкостной — несовершенство по массе.
  • +3
    Насколько понимаю, точкой приложения получающихся реактивных сил является сопло (что на жидком топливе, что на твёрдом), и фактически вся многотонная конструкция ракеты во время полёта опирается на эту железку? Или нет?
    • 0
      А не на горящую поверхность топлива, давлением газов? А в жидкостном — на донышко камеры сгорания… не?
      • +1
        Точкой приложения сил являются внутренние стенки сопла и, в меньшей степени, стенки камеры сгорания.
    • +2
      С точки зрения формальной физики, картина вот такая:
      image
      С точки зрения прочности, двигатель (камера сгорания+сопло), похоже, рассматривается как единый узел. Потому что есть двигатели, силовые элементы которых крепятся к верху камеры сгорания:
      image
      А есть и такие, где силовые элементы крепятся к верху закритической части сопла:
      image
    • +1
      В ракетно двигателе две поверхности приложения силы тяги:
      1) Внутренняя поверхность расширяющейся части сопла.
      2) Внутренняя часть передней стенки, равная по форме и площади проекции критического сечения сопла.
      В расчетах используется коэффициент, который показывает относительную величину вклада раструба сопла и передней стенки камеры в создание силы тяги.
  • +1
    Эх, и ни слова про Александра Засядько, первого русского ракетчика.
    • 0
      Александр Засядько, Константин Константинов, Петр I с ракетными заводами, и множество прочих достойных людей, увы, банально не поместились.
  • 0
    Дополню, что существуют РДТТ с возможностью дросселирования и выключения за счет впрыска некоторых газов в камеру. А также бывает предусмотрен повторный пуск, для этого на двигателе располагается столько воспламенительных устройств, сколько дополнительных пусков предусмотрено.
    Правда при виде такой конструкции задаешься вопросом «А может лучше было ЖРД поставить?» :)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.