Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Алтайский государственный

технический университет им. И.И. Ползунова»

Бийский технологический институт (филиал)

А.В. Яскин, С.Н. Вагичев

Конструктивные схемы рдтт. Справочные материалы

Учебное пособие

по дисциплине «Основы конструирования ракетных

двигателей» для студентов специальности 130400

Бийск

2005

УДК 001.6.621.454.3

Яскин А.В., Вагичев С.Н. Конструктивные схемы РДТТ. Справочные материалы: Учебное пособие по дисциплине «Основы конструирования ракетных двигателей» для студентов специальности 130400.

Алт. гос. техн. ун-т им. Ползунова, БТИ. – Бийск:

Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2005. – 67 с.

Приведены схемные решения, характеристики, описание важнейших узлов и элементов конструкций РДТТ, применяемых в военной и космической технике.

Материалы разработаны как учебное пособие по дисциплине «Основы конструирования ракетных двигателей» для студентов специальности 130400.

Рассмотрено и одобрено

на заседании кафедры

«Ракетные двигатели»

Протокол № 7 от 07.04.2005 г.

Рецензенты: Главный конструктор ФГУП «ФНПЦ «Алтай»,

д.ф.м.н., профессор Потапов М.Г.

Заведующий кафедрой «Тепловые двигатели и установки»

Ижевского Государственного Технического университета,

д.ф.м.н., профессор Алиев А.В.

 БТИ АлтГТУ, 2005

Введение

Ракетные двигатели на твердом топливе – одно из древнейших изобретений человечества. Открытие дымных порохов, состоящих из калийной селитры, серы и угля позволило создавать различные иллюминации и огненные фейерверки. В 969 г. в Китае были разработаны стрелы с устройствами, забрасывающими эти стрелы на дальность до 1000 шагов. В 1717 г. в России была принята на вооружение осветительная граната, которая при массе 0,454 кг (один фунт) поднималась на высоту до 1077 м (500 саженей).

С 20-х годов прошлого века началось интенсивное развитие ракетной техники, в том числе и на твердом топливе. За короткий исторический период были созданы самые разнообразные ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ) – от первых реактивных снарядов времен Великой Отечественной войны до маршевых РДТТ современных ракет стратегических вооружений и космических систем.

Рабочий процесс в РДТТ (как и в любом химическом ракетном двигателе) складывается из двух основных стадий: сначала в камере сгорания химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию газообразных продуктов сгорания, а затем в сопле тепловая энергия газов переходит в кинетическую энергию. Конечная цель работы ракетного двигателя – создание реактивной тяги с помощью струи газов, с большой скоростью вытекающих наружу.

Тяга, создаваемая каждым килограммом массы газов, вытекающих из двигателя в одну секунду, называется удельным импульсом тяги. Чем больше скорость истечения, тем больше удельный импульс тяги и, следовательно, тем совершеннее топливо и ракетный двигатель, так как он расходует меньше топлива при той же тяге. Поэтому для ракетного двигателя обязательны, по крайней мере, два основных узла – камера сгорания и реактивное сопло.

Конструкция ракетного двигателя, работающего на твердом топливе, значительно проще, чем у других типов ракетных двигателей.

В РДТТ камера сгорания (корпус) выполняет сразу две функции – в ней размещается твердое топливо и осуществляется процесс горения. РДТТ состоит из ряда узлов и конструктивных элементов.

Описанию устройства современных РДТТ, а также конструктивно-компоновочных схем и посвящены данные справочные материалы, составленные по монографии [1] с привлечением публикаций других ведущих российских специалистов [2 – 7].

Разработка РДТТ под заданные характеристики начинается с выбора топлива и последующего проектирования твердотопливного заряда. Результаты проектных проработок по заряду являются важнейшими исходными данными для детального конструирования и расчета других элементов РДТТ. Поэтому в Приложении А к данным справочным материалам приведены методические рекомендации «Проектный расчет заряда РДТТ» [8], иллюстрирующие порядок расчетных работ по заряду при выполнении курсового проекта студентами специальности 130400 по дисциплине «Основы конструирования ракетных двигателей».