Скорость линейного уноса массы ТЗП вычисляется по формуле
U
п
=
q
Σ
ρ
п
[
Q
п
+
ϕ
(
I
к
−
I
п
) +
C
p
п
(
T
w
−
T
п0
)]
,
где
I
к
— полная энтальпия продуктов сгорания в ядре потока,
T
п0
=
= 293
K — начальная температура ТЗП;
ρ
п
— плотность покрытия;
Q
п
— удельная теплота абляции материала покрытия;
ϕ
— массовое
содержание связующего в покрытии;
I
п
— полная энтальпия материала
покрытия;
C
p
п
— удельная теплоемкость покрытия.
Тогда необходимая толщина ТЗП
δ
тзп
будет равна сумме значений
толщин разложившегося ТЗП и оставшегося ТЗП, определенного из
условия обеспечения допустимой температуры
T
м
силовой оболочки
корпуса:
δ
тзп
=
δ
разл
+
δ
ост
;
δ
разл
=
U
п
t
p
;
δ
ост
=
a
п
U
п
ln
T
w
−
T
п0
T
м
−
T
п0
,
где
t
р
— время работы РДТТ;
δ
разл
— толщина разложившегося по-
крытия;
δ
ост
— толщина оставшегося покрытия;
a
п
— коэффициент
температуропроводности покрытия.
Температуру силовой оболочки корпуса РДТТ вычисляем по фор-
муле
T
м
=
T
п0
+ (
T
w
−
T
п0
)
e
−
δ
ост
U
п
a
п
.
Исходные данные.
В рассмотренном модельном РДТТ канально-
щелевой заряд состоит из смесевого топлива и прочно скреплен с
корпусом двигателя. Силовая оболочка корпуса РДТТ выполнена из
органопластика типа Армос.
В качестве ТЗП в камере сгорания был выбран эластичный абля-
ционный материал с внешним уносом массы, имеющий следую-
щие характеристики: плотность покрытия
ρ
п
= 1300
кг/м
3
, удельную
теплоемкость покрытия
C
p
п
= 2600
Дж/(кг
·
K), температуру пиро-
лиза ТЗП
T
д.тзп
= 2500
K, полную энтальпию материала покрытия
I
п
=
−
4
МДж/кг, массовое содержание связующего
ϕ
= 0
,
6
, удельную
теплоту абляции материала
Q
п
= 3
МДж/кг, коэффициент температу-
ропроводности
a
п
= 1
,
5
·
10
−
7
м
2
/с.
Диаметр критического сечения сопла
d
кр
= 44
мм, время работы
двигателя на штатном режиме
t
р
= 60
с. Параметры в камере сгорания
РДТТ: давление
p
к
= 6
,
5
МПа, температура
T
к
= 3615
K, показатель
адиабаты
k
= 1
,
158
, массовая доля конденсированной фазы
z
= 0
,
289
,
газовая постоянная продуктов сгорания
R
= 268
,
2
Дж/(кг
·
K), коэф-
фициент восстановления
r
= 0
,
8045
, скорость звука
a
= 1043
,
4
м/с,
p
H
2
O
= 1
,
8378
МПа,
p
CO
2
= 0
,
21416
МПа.
При утилизации РДТТ диаметр выходного сечения принимал-
ся равным внутреннему диаметру соплового фланца
d
ф
= 95
мм
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 91
