2.3.5. Ракетный двигатель твердого топлива (рдтт)
РДТТ – это РД, использующий топливо, находящееся в твердом агрегатном состоянии (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Схема РДТТ
Все топливо, в виде заряда, размещается непосредственно в КС и является не только источником химической энергии, но и элементом конструкции
РДТТ.
Состав РДТТ:
1 – корпус;
2 – сопловой блок;
3 – заряд твердого топлива;
4 – теплозащитное покрытие (активное и пассивное ТЗП);
5 – воспламенительное устройство.
1. Корпус образует камеру сгорания и обычно является корпусом ступени ракеты. Корпус маршевого РДТТ современной стратегической ракеты (СР) выполняют в виде «кокона».
«Кокон» изготавливается способом намотки органического волокна, протягиваемого через эпоксидную композицию, на специально изготовленную болванку. Болванка, после полимеризации связующего, разрушается и удаляется из «кокона» через торцевые отверстия.
2. Сопловой блок (СБ) изготавливается из композиционного материала на основе углеродного волокна. Самое теплонапряженное место РДТТ – критическое сечение СБ обычно защищают вкладышем из пирографита, облицованного молибденом или вольфрамом (пассивное ТЗП).
СБ может крепиться к корпусу неподвижно, или на специальном шарнире (для управления вектором тяги).
3. Заряд заливается в корпус и составляет с ним единое целое, повышая жесткость корпуса, защищая его от высоких температур зоны горения, и обеспечивает заданный режим газообразования за счет сохранения постоянной площади горения Sгор, следовательно – МПС = Мкр, в течении всего времени работы РДТТ.
4. Тепло-защитное покрытие (активное ТЗП) предназначено для защиты элементов конструкции РДТТ от воздействия высоких температур из зоны горения. Активное ТЗП – это каучуковое покрытие днищ корпуса (горит с низкими температурами, отсекая высокие температуры из зоны горения заряда.
5. Воспламенительное устройство (ВУ) представляет собой навеску с горючим веществом, предназначенным для поджига заряда (запуск РДТТ).
6. Органы управления (ОУ) предназначены для изменения направления потока газа (вектора тяги) из двигателя. ОУ могут выполняться в виде:
- газовых рулей;
- устройства вдува газа в закритическую часть СБ;
- поворотного соплового блока.
Достоинства РДТТ:
- простота конструкции;
- нетоксичность топлива;
- отсутствие необходимости заправки ракеты при эксплуатации;
- простота и быстрота запуска;
- высокая жесткость конструкции, обеспечивающая высокие допустимые перегрузки при транспортировке, пуске ракеты и маневрах на траектории полета.
Недостатки РДТТ:
- меньший, чем у ЖРД удельный импульс тяги (меньшая энергетика твердого топлива);
- сложность управления величиной тяги;
- зависимость прочности корпуса и топлива от условий эксплуатации (температура, влажность).