91 Принципы выбора топлива и формы заряда для конкретной конструкции рдтт

При проектировании заряда твердого топлива обычно задаются размеры корпуса и необходимо обеспечить требования технического задания по энергетическим, внутрибаллистическим, эксплуатационным, технологическим и другим характеристикам. Трудность проектирования заряда заключается в большом количестве факторов, влияющих на работоспособность заряда. Обеспечивать выполнение всех требований можно только за счет формы заряда и марки топлива. Кроме этого, первоначальная форма заряда обеспечивает выполнение всех его характеристик в течение всего времени его работы. Это означает, что если отказ заряда происходит, например, на второй секунде работы, то надо изменять начальную форму, с учетом того, чтобы он нормально работал и третьей, и на четвертой секунде.

Изменение первоначальной формы заряда ведет к изменению всех его характеристик: меняется напряженно-деформированное состояние, скорости газового потока, форма зависимости давление – время и т.д. Одновременный учет всех этих факторов очень сложен, поэтому несмотря достаточно простую форму заряда, полученную в конце проектирования, процесс достижения ее очень трудоемкий. Разработка зарядов твердого топлива обычно относится к наукоемким технологиям. Даже используя программы САПР, конструктор работает в режиме «диалога», т.е. перебирает возможные варианты с последующим отбором приемлемых.

В начале проектирования обычно решается две задачи – это выбор топлива и формы заряда. Необходимо отметить, что это деление условно. Сначала из всех анализируемых топлив отбрасываются топлива, которые заведомо не проходят по эксплуатационным характеристикам (взрывчатым, воздействию факторов окружающей среды и т.д.), потом рассматриваются энергетические и внутрибаллистические характеристики. Одновременно производится прикидка формы заряда. Как правило, для окончательного выбора остается несколько топлив и форм заряда. Для каждой совокупности требований технического задания существует одно оптимальное сочетание топлива и формы заряда, но и здесь трудно сделать окончательный выбор без кропотливого анализа вариантов.

Существует еще одна трудность, связанная с выбором топлив. В настоящее время их разработано достаточно большое количество, но как только приступаешь к проектированию, выясняется, что топлива с необходимым комплексом свойств нет, и здесь также необходимо искать компромиссные варианты. Поэтому, наряду с проектными работами, постоянно идет разработка топлив с малыми или большими значениями скоростей горения, увеличенными гарантийными сроками хранения, нужными законами изменения скорости горения, повышенными значениями единичного импульса и плотности топлива, улучшенными физико-механическими характеристиками. Можно рекомендовать такой порядок поиска нужного сочетания свойств топлива и формы заряда, когда на каждом этапе остается для анализа несколько таких сочетаний.

Этапы анализа должны идти не по пути выбора какой – то формы заряда или топлива, а по пути отбрасывания ненужных вариантов. Это позволяет конструктору постоянно находится в области возможных решений и у него всегда есть альтернативные варианты. Поспешный выбор какой-то определенной формы заряда или топлива отсекает другие возможные варианты, а среди них могут оказаться и очень хорошие. Когда пройдены все этапы анализа, то остается один вариант формы заряда и топлива. Он и будет наиболее близок к оптимальному. Необходимо отметить, что проектирование заряда в настоящее время невозможно вести без применения компьютерных технологий. Обычно пользуются как стандартными пакетами программ, так и десятками специально разработанных программ расчета, охватывающими все возможные случаи эксплуатации заряда.

Предварительная оценка применимости топлив производится по энергетическим характеристикам и скорости горения.