Giáo trình các quá trình cháy của nhiên liệu rắn trong động cơ tên lửa (Dùng cho đào tạo nghiên cứu sinh và cán bộ nghiên cứu trong lĩnh vực vũ khí đạn và kỹ thuật hóa học)

Nghiên cứu về cháy trong động cơ tên lửa đóng vai trò rất quan trọng để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tên lửa rắn. Bởi vậy, các nhà khoa học trên thế giới khi nghiên cứu tên lửa tập trung rất nhiều vào vấn đề này. Quá trình cháy nhiên liệu tên lửa rắn khác biệt với quá trình cháy các chất khác là xảy ra độc lập mà không cần oxy bên ngoài. Hiệu quả chiến đấu của tên lửa (tầm bay, độ chính xác, thời gian sử dụng, v.v…) và độ an toàn trong quá trình bay phụ thuộc vào đặc trưng quá trình cháy nhiên liệu (quy luật cháy, tốc độ cháy, nhiệt độ cháy và lượng khí sinh ra). Hiểu biết về quy luật cháy và các phương pháp điều chỉnh quá trình cháy là cần thiết để thiết kế và chế tạo nhiên liệu tên lửa rắn cho kết quả tốt nhất.

Tác giả: Bộ Quốc phòng - Viện Khoa học và công nghệ quân sự

Kích thước: 19 x 27

0

Liên hệ ngay





Untitled Document



Nhiên liệu tên lửa là thành phần không thể thiếu trong tên lửa, là nguồn năng lượng đẩy tên lửa đến mục tiêu. Việc sử dụng nhiên liệu tên lửa rắn để đẩy tên lửa bay đến mục tiêu dựa trên cơ sở thỏi thuốc cháy theo quy luật nhất định, khi cháy tạo thành nhiều sản phẩm dạng khí có nhiệt độ cao. Các loại nhiên liệu tên lửa rắn cháy được theo quy luật nhất định là nhờ thành phần hóa học, mật độ, độ bền cơ học, hình dạng và kích thước thỏi nhiên liệu.


Nghiên cứu về cháy trong động cơ tên lửa đóng vai trò rất quan trọng để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tên lửa rắn. Bởi vậy, các nhà khoa học trên thế giới khi nghiên cứu tên lửa tập trung rất nhiều vào vấn đề này. Quá trình cháy nhiên liệu tên lửa rắn khác biệt với quá trình cháy các chất khác là xảy ra độc lập mà không cần oxy bên ngoài. Hiệu quả chiến đấu của tên lửa (tầm bay, độ chính xác, thời gian sử dụng, v.v…) và độ an toàn trong quá trình bay phụ thuộc vào đặc trưng quá trình cháy nhiên liệu (quy luật cháy, tốc độ cháy, nhiệt độ cháy và lượng khí sinh ra). Hiểu biết về quy luật cháy và các phương pháp điều chỉnh quá trình cháy là cần thiết để thiết kế và chế tạo nhiên liệu tên lửa rắn cho kết quả tốt nhất.


Ngày nay, động cơ tên lửa nhiên liệu rắn có xu hướng được sử dụng nhiều trong kỹ thuật tên lửa quân sự nhờ những ưu điểm tác chiến nhanh, dễ sử dụng, bảo quản, kết cấu gọn, đơn giản, hoạt động tin cậy. Bởi vậy, trên thế giới các nhà khoa học vẫn tiếp tục tiến hành nghiên cứu tăng hiệu quả của nhiên liệu tên lửa rắn, nâng cao lực đẩy và các tính năng ưu việt của nhiên liệu, giảm thiểu tối đa khối lượng động cơ để tạo ra động cơ tên lửa có tính năng vượt trội.


Để giúp cho các cán bộ nghiên cứu, sản xuất, sử dụng nhiên liệu tên lửa rắn và động cơ tên lửa rắn, trang bị thêm kiến thức trong việc tính toán, thiết kế, chế tạo, lựa chọn và sử dụng nhiên liệu tên lửa rắn đạt kết quả cao nhất nhằm phục vụ sửa chữa, thay thế, chế tạo mới động cơ phản lực, tên lửa, các tác giả tiến hành biên soạn Giáo trình “Các quá trình cháy của nhiên liệu rắn trong động cơ tên lửa”.


Tài liệu gồm 6 chương, trình bày khái niệm cơ bản về nhiên liệu tên lửa rắn, phân loại, phạm vi sử dụng và các hiện tượng, quá trình cháy cơ bản trong động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Tài liệu làm rõ hiện tượng cháy, cháy ổn định, cháy không ổn định, cháy xói mòn, hiệu ứng cộng hưởng khi cháy… của nhiên liệu tên lửa rắn trong động cơ.


Trong tài liệu, Tiến sĩ Nguyễn Đức Long (chủ biên) viết các Chương 3, 4, 5, 6 liên quan tới lý thuyết mồi cháy và quá trình cháy của nhiên liệu tên lửa rắn. Phó Giáo sư, Tiến sĩ Ngô Văn Giao biên soạn Chương 2: về tính toán nhiệt động học và các sản phẩm cháy của nhiên liệu tên lửa rắn. Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Mạnh Tường biên soạn Chương 1: giới thiệu chung về động cơ tên lửa nhiên liệu rắn và chế bản.


Quá trình biên soạn nhóm tác giả nhận được nhiều sự góp ý, giúp đỡ của Phòng Đào tạo Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, cũng như các chuyên gia trong lĩnh vực vũ khí đạn để nâng cao chất lượng tài liệu.


Mặc dù đã rất cố gắng, song do nguồn tư liệu còn hạn chế, nên sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót, nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến, đóng góp của các đồng chí và bạn đọc để lần xuất bản sau được tốt hơn.








Untitled Document



MỞ ĐẦU 7


Chương 1. ĐỘNG CƠ TÊN LỬA NHIÊN LIỆU RẮN 9


1.1. Cấu tạo và phạm vi ứng dụng 9


1.1.1. Cấu tạo động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 9


1.1.2. Phạm vi ứng dụng động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 14


1.2. Thành phần và phân loại nhiên liệu tên lửa rắn 15


1.2.1. Nhiên liệu tên lửa balistit 21


1.2.2. Nhiên liệu tên lửa rắn hỗn hợp 24


1.3. Liều phóng tên lửa rắn 31


Chương 2. NHIỆT LƯỢNG, NHIỆT ĐỘ VÀ THÀNH PHẦN SẢN PHẨM CHÁY NHIÊN LIỆU TÊN LỬA RẮN 38


2.1. Khái niệm cơ bản 38


2.2. Tính toán nhiệt lượng, nhiệt độ và thành phần sản phẩm cháy 41


Chương 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU TÊN LỬA RẮN 48


3.1. Phương pháp xác định tốc độ cháy 48


3.1.1. Xác định quy luật cháy của nhiên liệu tên lửa rắn trong bom áp suất không đổi 48


3.1.2. Xác định sự phụ thuộc tốc độ cháy vào nhiệt độ ban đầu của liều phóng 51


3.2. Xác định nhiệt độ trong các vùng cháy nhiên liệu tên lửa rắn 54


3.3. Các phương pháp hóa - lý nghiên cứu quá trình cháy 58


3.4. Phương pháp xác định khả năng mồi cháy của nhiên liệu tên lửa rắn 60


Chương 4. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ QUÁ TRÌNH MỒI CHÁY VÀ CHÁY NHIÊN LIỆU TÊN LỬA RẮN 66


4.1. Đặc điểm chung của quá trình mồi cháy và cháy 66


4.2. Các quá trình hóa lý xảy ra khi cháy nhiên liệu tên lửa rắn 71


4.3. Mồi cháy và cháy nhiên liệu tên lửa rắn 89


4.3.1. Mô hình vật lý chung của mồi cháy và cháy 89


4.3.2. Cơ chế mồi cháy nhiên liệu tên lửa rắn 91


4.3.3. Ảnh hưởng của bản chất nhiên liệu tên lửa rắn đến khả năng mồi cháy 95


4.3.4. Quá trình mồi cháy nhiên liệu tên lửa rắn 97


4.3.5. Cơ chế cháy của nhiên liệu tên lửa rắn balistit 99


4.3.6. Cháy xung động của nhiên liệu tên lửa rắn 102


4.3.7. Cơ chế cháy của nhiên liệu tên lửa hỗn hợp 114


4.3.8. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình cháy của nhiên liệu tên lửa rắn 119


Chương 5. QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU RẮN TRONG ĐỘNG CƠ TÊN LỬA 132


5.1. Tốc độ cháy nhiên liệu tên lửa rắn trong động cơ 132


5.2. Tính toán nhiệt động học quá trình cháy trong động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 138


5.3. Thay đổi áp suất trong động cơ tên lửa nhiên liệu rắn theo thời gian 143


5.3.1. Các giai đoạn làm việc của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 143


5.3.2. Các chế độ làm việc không ổn định của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 147


5.3.3. Ảnh hưởng quay tròn đến thuật phóng trong của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 149


5.3.4. Phân tích lỗi của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn khi thử nghiệm tĩnh 151


5.3.5. Quá trình cháy liều phóng xuất phát trong buồng đốt của động cơ dòng thẳng (RAMJET) 153


5.4. Điều chỉnh động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 155


Chương 6. HIỆU ỨNG KHÍ ĐỘNG HỌC LÊN BỀ MẶT CHÁY THỎI NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ TÊN LỬA 158


6.1. Cháy xói mòn của nhiên liệu tên lửa rắn 158


6.1.1. Hiện tượng cháy xói mòn 158


6.1.2. Cơ chế cháy xói mòn nhiên liệu tên lửa rắn 159


6.2. Hiện tượng vật lý quá trình cháy nhiên liệu trong động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 169


6.2.1. Khái niệm cháy ổn định của nhiên liệu tên lửa rắn 169


6.2.2. Cháy không hoàn toàn của nhiên liệu trong động cơ tên lửa nhiên liệu rắn 175


6.2.3. Hiện tượng cháy không ổn định 179


6.3. Giới hạn của tác động nhiệt khí động học của các sản phẩm cháy lên bề mặt cháy của nhiên liệu tên lửa rắn 187


6.3.1. Hiện tượng "gợn sóng" trên bề mặt cháy của nhiên liệu tên lửa rắn 188


6.3.2. Cháy cục bộ 190


6.3.3. Sự phá hủy liều phóng và động cơ tên lửa bởi kết quả tác động cháy cộng hưởng 192


6.4. Loại bỏ sự cháy không ổn định của liều phóng nhiên liệu tên lửa rắn 193


TÀI LIỆU THAM KHẢO 198



 




Reviews

There are no reviews yet.

Be the first to review “Giáo trình các quá trình cháy của nhiên liệu rắn trong động cơ tên lửa (Dùng cho đào tạo nghiên cứu sinh và cán bộ nghiên cứu trong lĩnh vực vũ khí đạn và kỹ thuật hóa học)”