|
Предисловие рецензента:
 Развитие ракетной техники выдвинуло на первый план ракетного двигателестроения проблему конструирования ракет на смесевом твёрдом топливе (СТТ). Направление вектора исследований в этом направлении - результат таких отличительных качеств ракетных двигателей твёрдого топлива (РДТТ), как постоянная боеготовность, мобильность, удовлетворительный удельный импульс. Особенность эксплуатации этого класса топлив заключается в том, что в полёте скорость горения СТТ постоянна, и имеет величину, определяемую рецептурой. Для каждого типа ракет с ракетным двигателем на основе твёрдого топлива необходимо создание своей рецептуры смесевого топлива с наперёд заданной величиной скорости горения, законом горения и т.д. Это является причиной большой номенклатуры топлив и необходимости постоянных разработок. В предлагаемой читателю книге на основе обзора и анализа существующих моделей горения смесевых твёрдых ракетных топлив предложена методика расчёта скорости горения одно- и двухфракционного СТРТ с принципиально новым подходом - разбиением СТРТ на ряд вложенных друг в друга псевдотоплив. Разработана, так называемая, <статистическая> модель горения смесевых топлив. Термин <статистическая> означает, что рассмотрение процессов, протекающих при горении, производится на уровне описания <судьбы> одной среднестатистической частицы окислителя. Модель рассматривает и учитывает особенности геометрии поверхности при горении, рассчитывает диффузионные пламёна с учётом локальных соотношений окислителя и горючего. Учитывается нестационарность и анизотропность соотношения окислитель/горючее в процессе горения. Расчёт линейного пиролиза компонентов производится с учётом конкуренции сублимации, химической реакции разложения и гетерогенной реакции окисления. Произведено определение состава продуктов высокотемпературного термораспада полимерных материалов, исследованы кинетические параметры реакционной диффузии окислителя в полимер, найдены теплоты сгорания ряда веществ. Особый интерес представляет разработанная методика экспериментального получения значений кинетических констант высокотемпературного термораспада конденсированных веществ тепловым ударом с анализом продуктов распада, при программировании температуры с темпом возрастания на десятки градусов в секунду. Полученные кинетические константы высокотемпературного разложения полимерных материалов указывают на смену механизма и кинетики термораспада при высокотемпературном пиролизе, и неправомерности применения низкотемпературных кинетических параметров термораспада полимеров, полученных, например, на дериватографе, при рассмотрении горения полимеров. В виде формально-кинетических уравнений термораспада приведены результаты кинетических экспериментов по терморазложению ряда веществ, применяемых в смесевых твёрдых топливах (СТТ) в качестве компонентов. Описаны оригинальные экспериментальные установки и методики эксперимента по исследованию давления насыщенных паров пластификаторов, применяемых в СТТ, приводятся экспериментальные зависимости давления насыщенных паров пластификаторов и бинарных смесей от температуры. Приведён расчёт температурно-временного ресурса нескольких изделий и показаны пути его увеличения. Разработанный пакет алгоритмов расчёта и прикладных программ позволил <довести до цифры> моделирование процесса горения РДТТ. Произведён расчёт скорости горения монотоплива - перхлората аммония, рассчитана скорость горения однофракционного и двухфракционного СТРТ с различным содержанием и дисперсностью окислителя. Произведён расчёт скорости горения при наличии в топливе катализатора и ингибитора горения. Сделан анализ и исследован вклад отдельных процессов в величину и закономерности скорости горения. Монография отличается тщательным анализом процессов, протекающих при горении смесевых твёрдых топлив, авторами действительно произведена <анатомия процесса горения смесевого топлива>. Книга будет полезна студентам, аспирантам, инженерам и исследователям, работающим в области изучения макрокинетики процессов горения и высокотемпературного терморазложения конденсированных веществ, применяемых в качестве топлив, конструкционных материалов, строительных конструкций.
Ал. Ал. Берлин
академик РАН, профессор, доктор химических наук директор Института химической физики РАН им. Н.Н. Семёнова |