17.1 Требования к жидким топливам.

Из условий охлаждения двигателя предъявляют требование наибольшей тепловосприимчивости - , где

С – теплоёмкость компонента;

Т_кип – температура кипения компонента при давлении, имеющем место в рубашке охлаждения;

Т₀ – начальная температура компонента.

Условия подачи топлива в камере сгорания предъявляют требования малой вязкости компонентов и слабой зависимости вязкости от температуры. В противном случае может измениться соотношение компонентов ν и ухудшится использование топлива.

Условия смесеобразования требуют по возможности равных объёмных расходов компонентов топлива, т.к. в этом случае улучшается процесс смесеобразования.

Условия воспламенения и горения требуют низкой температуры воспламенения для несамовоспламеняющихся топлив и более малого периода задержки воспламеняющихся топлив.

Период задержки – время, которое проходит от момента соприкосновения жидких компонентов самовоспламеняющихся топлив до его воспламенения.

Условия эксплуатации двигателя и ракет требуют физической и химической стойкости, взрывобезопасности, высокой температуры кипения низкой температуры застывания. Топливо должно быть дешёвым, не должно быть ядовитым и агрессивным по отношению к конструкционным материалам.

В настоящее время топлив, отвечающих всем перечисленным требованиям, нет. В каждом конкретном случае, учитывая назначение ракеты, выбирают топливо, отдавая предпочтение тем или иным его характеристикам.

18.2 Аэродинамические и газодинамические органы управления.

Органы управления (ОУ) — это агрегаты и устройства, создающие управляющие усилия, действующие на ракету-носитель и обес­печивающие как ее движение по заданной траектории полета, так и парирование возмущающих сил и моментов в процессе этого движения

Аэрогазодинамические органы управления создают управляющие усилия за счет воздействия на их рабо­чую часть набегающего аэрогазодинамического потока (поток воздуха в процессе полета ракеты-носителя или газовая струя ракетного двигателя), а реактивные — путем изменения направления действия или величины реактивной силы (тяги) основных или вспомогательных ракетных двигателей.

По конструкции аэрогазодинамические ОУ делят на воздушные и газоструйные рули классической формы и периферийные газоструйные рули а реактивные — на поворотные маршевые двигатели (или камеры сгорания мар­шевого двигателя), специальные рулевые двигатели или камеры, качающиеся и неподвижно установленные рулевые сопла, ка­чающиеся сопла маршевых двигателей и неподвижно установ­ленные дросселируемые маршевые двигатели К реак­тивным ОУ относят также поворотный наса­док, установленный на срезе сопла двигателя, и управление вектором тяги путем изменения его направления за счет откло­нения истекающей струи газов с помощью впрыска жидкости или ввода газов из камеры сгорания в закритическую часть сопла но они обладают относительно малой эффек­тивностью, сложны по конструкции и отработке и не нашли широкого применения.

Воздушные рули обеспечивают управление полетом по всем трем плоскостям стабилизации (тангажа, рысканья и крена) и обычно устанавливаются на специальных пилонах (или стабилизаторах) в хвостовой части ракеты. Эффективность воздушных рулей (величина создаваемых управляющих усилий) зависит от их площади, угла поворота и величины набегающего скоростного напора, изменяющегося в течение полета от нуля до некоторого максимального значения. Поэтому эффективность воздушных рулей резко меняется по времени полета и во мно­гом определяется параметрами траектории движения ракеты-носителя, что исключает их применение для управления полетом РН на всем активном участке траектории, но с ростом скорост­ного напора делает весьма эффективными для парирования аэродинамических возмущений, также пропорциональных скоро­стному напору набегающего потока. Эта особенность воздушных рулей используется для управления РН в комбинации с любы­ми реактивными органами управления, обеспечивающими пари­рование других возмущений.

Практика показала, что использование воздушных рулей целесообразно только для определенного класса РН, так как их доля в общей эффективности органов управления с ростом мощ­ности РН уменьшается, а их применение становится нерацио­нальным.

Воздушные и газоструйные рули классической формы ис­пользуются начиная с первых баллистических ракет.

Газоструйные рули классической формы располагают в газовом потоке на срезе сопла неподвижно уста­новленного маршевого двигателя; они обеспечивают управляе­мость РН по всем плоскостям стабилизации. При повороте газоструйных рулей на некоторый угол по отношению к потоку истекающей струи газов на их поверхности возникает подъемная сила, которая и является управляющим усилием, обеспечивающим движение РН по заданной траектории. Эффек­тивность газоструйных рулей зависит от их площади, угла по­ворота и параметров струи (скоростного напора) двигателя на срезе сопла, что делает их весьма чувствительными по отноше­нию к параметрам двигателя. В связи с этим их применение наиболее эффективно на I ступенях РН, двигатели которых имеют большее давление на срезе сопла.

Характерной особен­ностью газоструйных рулей классической формы является из­менение их газодинамического профиля в процессе работы из-за обгара наружной поверхности под действием высоких темпера­тур струи ракетного двигателя, что приводит к изменению по­ложения центра давления руля и его шарнирного момента. Установка газоструйных рулей в струе двигателя приводит к снижению его тяги за счет возникновения силы лобового со­противления на рулях и, следовательно, удельного импульса.