Устройство рдтт. Особенности конструкции корпуса.
Ракетным двигателем на твердом топливе (РДТТ), называется двигатель прямой реакции, в котором химическая энергия твердого топлива преобразуется сначала в тепловую, а затем в кинетическую энергию продуктов сгорания, отбрасываемых с высокой скоростью в окружающее пространство. В РДТТ твердое топливо является одновременно источником получения энергии и рабочего тела - продуктов сгорания.
Корпус РДТТ представляет собой прочный сосуд цилиндрической, сферической или другой формы, изготовленный либо из металла (сталь, реже – титановый и алюминиевый сплавы), либо из пластика. Это – основной силовой элемент твердотопливного двигателя, а также всей двигательной установки и твердотопливной ракеты (ракетной ступени) в целом. В корпусе содержится прочно скрепленный с ним заряд твердого топлива: обычно – механическая смесь кристаллического неорганического окислителя (например, перхлората аммония) с металлическим горючим (алюминий) и полимерным горючим-связующим (полибутадиеновый каучук). При нагреве этого топлива от воспламенителя (который в простейшем случае представляет собой пиротехнический заряд с электрозапалом) отдельные составляющие топлива вступают между собой в химическую реакцию окисления-восстановления, и оно постепенно сгорает. При этом образуется газ с высокими давлением и температурой.
Ракетный двигатель на твердом топливе, рис.1.7., состоит из следующих основных частей: обечайки 7 с теплозащитным покрытием, соплового днища 9 с теплозащитным покрытием, переднего днища 4 с теплозащитным покрытием, заряда твердого топлива 6 с бронировкой 5, деталей крепления заряда в двигателе 8, воспламенительного устройства 3, поворотного сопла 12 с заглушкой 11, соплового вкладыша 13, привода поворота сопла 10, реверсивных сопел с заглушками 1 и датчиков давления 2. Заряд может состоять из одной или нескольких шашек твердого топлива. Частично наружная поверхность заряда может быть бронирована, когда необходимо часть поверхности заряда предохранить от горения, с целью получения заданного закона изменения поверхности горения. Сопло с вкладышем и исполнительным органом управления тягой обычно называют сопловым блоком.
Внутренний объем корпуса двигателя, в котором размещается заряд из твердого ракетного топлива (ТРТ), называется камерой сгорания. Заряд может состоять из одного или нескольких элементов твердого топлива— шашек. В зависимости от конкретного назначения космические РДТТ могут иметь тягу от сотых долей ньютона до нескольких меганьютонов, а продолжительность работы – от долей секунды до нескольких минут. Корпуса и сопла длительно работающих двигателей необходимо защищать от прогара. С этой целью в РДТТ используются теплоизоляционные, аблирующие и жаростойкие материалы.
РДТТ обладают следующими основными достоинствами: простота конструкции и технологии изготовления; простота эксплуатации; постоянная готовность к действию; надежность и безотказность; малые объемы камеры для хранения топлива.
Основные недостатки РДТТ следующие: более низкий удельный импульс; сложность управления процессом горения; трудность осуществления многократного запуска; более низкая, по сравнению с ЖРД, продолжительность работы.