Твердотопливные ракеты: История создания боевых ракет КБ «Южное»

отношение к ним главных ракетчиков СССР




 


Оглавление

Форум

Библиотека

 

 

 

 

 

Твердотопливные ракеты: отношение к ним главных ракетчиков СССР



Янгель
с пафосом утверждал, что
Королев
, увлекаясь кислородом, заводит нашу ракетную технику в тупик. Теперь,
ссылаясь на многолетний американский опыт, с таким же пафосом можно
утверждать, что не только Королев, но и сам Янгель, а впоследствии и
Челомей
, если и не заводили ракетную технику в тупик, то пошли по неоправданно
сложному пути. Великие главные и генеральные Королев, Янгель и Челомей
допустили одну общую ошибку. Первым понял и попытался ее исправить Королев.
Американцы неожиданно обошли нас там, где после войны мы считали себя
самыми сильными.


Мы по праву гордились «
катюшами
«. Наши военные историки утверждали, что ни немцам, ни нашим
союзникам не удалось во время и непосредственно после войны создать столь
же эффективные реактивные твердотопливные снаряды на специальном
нитроглицериновом пороховом топливе. Действительно, наши снаряды имели
ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ)
гораздо более простые, надежные и дешевые по сравнению с любым видом
жидкостных. Историю создания пороховых двигателей обычно начинают излагать
с того, что РДТТ был вообще первым, нашедшим практическое применение в
ракетной технике.


Я не хочу повторять хрестоматийное повествование от китайских фейерверков
до «катюши». Напомню только, что одна из проблем создания
твердотопливных двигателей снарядов «катюши» заключалась в
безвзрывном горении. Процесс горения стал стабильным в течение нескольких
секунд после разработки технологии изготовления шашек диаметром до 150 —
200 мм.


Этими порохами по праву гордились наши химики — специалисты по взрывчатым
веществам. Но для ракеты, активный участок полета которой имеет
длительность десятки или сотни секунд, они оказались совершенно не
пригодными. Заряд, составляющий в твердотопливных ракетах единое целое с
двигателем, в процессе горения не может охлаждать сопло, как это делает
горючее в ЖРД. Интенсивность теплового воздействия продуктов сгорания на
оболочку корпуса
РД
с большой продолжительностью работы достигает недопустимо высокого
уровня. Кроме того, топливный заряд при длительном хранении или воздействии
рабочего давления растрескивался, боковые поверхности заряда воспламенялись
и температура была столь высока, что корпус прогорал. Заряды из стабильного
бездымного шашечного пороха на специальных растворителях оказались хороши
для ракетных снарядов, но совершенно не пригодны для больших ракет. Обычные
РДТТ имели по сравнению с ЖРД низкий удельный импульс тяги.


Со времен классических трудов пионеров ракетной техники считалась
незыблемой истина, что твердое топливо — разновидности порохов —
применяется в тех случаях, «когда требуется простой, дешевый,
кратковременно действующий движитель» (Лангемак Б.Э., Глушко В.П.
Ракеты, их устройство и применение. М.-Л., 1935). Для ракет дальнего
действия должно использоваться только жидкое топливо.


Так продолжалось до начала 1950-х годов, пока
лаборатория реактивного движения КТИ
не разработала смесевое твердое ракетное топливо. Это был совсем не
порох. Общим с порохами являлось только то, что горючему не требовался
посторонний окислитель — он содержался в составе самого топлива.
Смесевое твердое топливо
, изобретенное в США, по своим энергетическим характеристикам намного
превосходило все сорта наших порохов, применявшиеся в ракетной артиллерии.
Стало возможным создание РДТТ со временем работы в десятки и сотни секунд.
Новая технология снаряжения, большая безопасность, способность смесевых
топлив к устойчивому горению дали возможность изготавливать заряды больших
размеров и тем самым создавать высокое значение коэффициента массового
совершенства, несмотря на то, что удельный импульс тяги
РДТТ
даже у лучших смесевых рецептов существенно ниже, чем у современных
ЖРД
— жидкостных ракетных двигателей. Однако, конструктивная простота:
отсутствие турбонасосного агрегата, сложной арматуры, трубопроводов — при
высокой плотности твердого топлива позволяет создавать ракету с более
высоким числом Циолковского. Не только противоречия между Королевьм и
Янгелем, но и последовавшая
«гражданская война»
— соревнование школ Янгеля и Челомея — могли иметь совершенно другой
характер, если бы смесевое твердое топливо было освоено нашей
промышленностью лет на пять раньше.


Первую попытку создать баллистическую ракету дальнего действия на твердом
топливе предприняли в
НИИ-4
в период 1955-1959 годов. В это время начальником НИИ-4 был
генерал Соколов
, а его заместителем полковник
Тюлин
. Под руководством доктора технических наук
Бориса Житкова
была разработана твердотопливная
ракета ПР-1
с дальностью 60-70 км. В 1959 году эта ракета была успешно испытана в
Капъяре
. НИИ-4 добился в 1959 году выпуска специального постановления Совета
Министров на разработку пороховой управляемой ракеты
ПР-2
.


При массе ракеты 6,2 тонны она была способна нести боевую головку массой
900 кг на дальность 250 км. Эта ракета была твердотопливным аналогом
жидкостной
Р-11
, созданной королевским ОКБ-1. В ходе работ над этими проектами были
созданы рецептуры высокоэнергетических смесевых топлив, разработаны
теплозащитные покрытия, эрозиостойкие материалы, разработаны управляющие
поворотные сопла. Однако инициатива ученых НИИ-4 не была поддержана ни
промышленностью, ни самим
Министерством обороны
.


Королев понимал, что в соревновании с Янгелем и Челомеем ракета
Р-9
и любые ее модификации проигрывают уже потому, что
«высококипящие» ракеты хранятся в заправленном виде. Их
готовность всегда будет выше.


Нужен был детонатор — толчок для начала процесса выбора, поиска
принципиально иного, третьего, пути. Королев получил не один, а сразу три
импульса, заставивших его первым из наших главных конструкторов и ракетных
стратегов переосмыслить, изменить выбор, при котором стратегические
ракетные вооружения ориентировались исключительно на жидкостные ракеты. По
разным причинам в исторических трудах по ракетно- космической технике и
исследованиях творческого наследия Королева этой его работе уделяется
несправедливо малое внимание. Первым толчком к началу работ в
ОКБ-1
над твердотопливными ракетами была обильно посыпавшаяся в начале 1958
года информация о намерении американцев создать новый тип
межконтинентальной трехступенчатой ракеты. Не помню сейчас, когда мы
получили первую информацию о «
Минитменах
«, но, оказавшись по каким-то делам в кабинете Мишина, я был
свидетелем разговора о достоверности этой информации. Кто-то из проектантов
докладывал ему о соответствии полученной информации нашим тогдашним
представлениям о возможностях твердотопливных ракет. Общее мнение оказалось
единодушным: создать ракету стартовой массой всего в 30 тонн при массе
головной части 0,5 тонны на дальность 10 000 км в наше время невозможно. На
том временно и успокоились. Но ненадолго.


По дороге на Северный флот к нам заехал
Виктор Макеев
. Он был у Королева и Мишина, рассказывал о морских делах и проблемах,
потом со своими управленцами зашел ко мне. Речь шла о нашей помощи в
разработке более мощных рулевых машин. По этому вопросу мы быстро
договорились. В конце встречи он сказал, что передал СП информацию об
американской ракете «
Поларис
«. Если это была не дезинформация, то получалось, что американцы
имели возможность сразу вооружать свои подводные лодки твердотопливными
ракетами, которые для морских условий куда как приятнее.


— Представляешь, нигде ничего не течет, не газит, не парит. Под водой ходи
сколько хочешь, и никаких пугающих запахов. Макеев уже хлебнул забот с
нашим наследием — «азотнокислыми»
Р-11ФМ
, потом уже со своими
Р-13
. Последний проект, на который воодушевил его
Исаев
, — ракета с двигателем-«утопленником». Исаев предложил для
уменьшения общей длины ракеты «утопить» всю двигательную
установку в топливный бак. Но проблемы заправки, хранения, коррозии,
герметичности все равно оставались.


— Я почувствовал, — сказал Макеев, — что наш СП не знает, можно ли верить
этой информации о «Поларисе».

Ссылки:
1. ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ РАКЕТЫ СССР

 

 

Оставить комментарий:
Представьтесь:             E-mail:  
Ваш комментарий:
Защита от спама — введите день недели (1-7):

 

 

 

 

 

 

 

 

Первые твердотопливные: engineering_ru — LiveJournal

В одном из углов ангара собрана, не побоюсь этого слова, коллекция твердотопливных ракет. Некоторые из них вряд ли можно увидеть где-то еще.
Третья ступень с приборным отсеком и головной частью ракеты 8К95 (РТ-1).

На боковых конусах видны окна, с помощью которых происходит выключение двигателя.
РТ-1 была первой твердотопливной ракетой СССР. Было проведено несколько пусков этой ракеты, но большинство запусков были неудачными, а в остальных нужные характеристик не были достигнуты. Поэтому на вооружение ракету не приняли. Но работы по созданию твердотопливных ракет продолжили. На тот момент времени они обладали неоспоримым преимуществом по сравнения с жидкостными. Ракета на твердом топливе могла стоять готовой к пуску годами, а поскольку не нужно было проводить заправку компонентов топлива, время подготовки к старту определялось практически временем раскрутки гироскопов системы управления и составляло примерно 15 минут.  Сейчас и жидкостные ракеты стоят, готовые к пуску, десятилетиями, и их время подготовки составляет минуты, но тогда…
Кроме этого, твердое топливо нетоксично и . .. оно просто твердое. Поэтому можно использовать большие ракеты на твердом топливе в мобильных комплексах. Из-за возможных перемещений жидкости в баках жидкостные ракеты нельзя перевозить в заправленном состоянии, особенно по плохим дорогам, — постоянно смещающийся центр масс будет отрицательно сказываться на устойчивости мобильной пусковой установки. Да даже если бы и удалось аккуратно перевезти заправленную ракету, поднять ее в вертикальное положение не получилось.Тонкие стенки баков хорошо воспринимают продольные нагрузки, но изгибающие нагрузки от веса жидкости они бы не выдержали. Ну или пришлось бы их усиливать в ущерб весу забрасываемого груза. А в РДТТ топливо само будет выполнять роль силового элемента.
Но у твердого топлива есть и существенные недостатки. Во-первых, оно менее энергетически выгодно по сравнению с жидким, а во-вторых, тягой ракетного двигателя на твердом топливе нельзя оперативно управлять в полете. В жидкостном ракетном двигателе все просто: есть  клапана, изменяющие расход топлива через магистрали, а в РДТТ что загорелось, то и горит.
Низ третьей ступени.

Для управления полетом ступени применялись твердотопливные качающиеся управляющие двигатели. (Табличка с характеристиками не от этого двигателя)
Вторая ступень.

Каждая ступень представляют собой связку из 4 твердотопливных двигателей. Двигатели связаны между собой не только скрепляющими элементами, но и между ними есть огневая связь, чтобы выровнять их силы тяги между собой. Конечно, лучше было бы сделать один большой двигатель с несколькими соплами. Но тогдашние технологии еще не позволяли делать твердотопливные заряды больших диаметров. Буквально несколько абзацев дальше мы увидим уже привычный твердотопливный двигатель. В качестве твердого топлива на 8К95 использовался баллиститный порох. Обычно это нитроцеллюлоза, растворенная в нитроглицерине. В этом затвердевшем растворе присутствует сразу и окислитель и горючее.
Часть хвостовой части первой ступени.

Нижнее днище ракетного двигателя твердого топлива 3 ступени ракеты 8К98 (РТ-2).

Это была уже «нормальная» межконтинетнальная баллистическая ракета на твердом топливе. В ней использовалось смесевое твердое топливо. Как правило это смесь горючего — мелкой металлической (чаще всего алюминиевой) пудры с твердым окислителем типа перхлората аммония и залитая связующим веществом. Теперь пару слов про заряд твердого топлива. В РДТТ камерой сгорания является по сути весь свободный объем в корпусе двигателя. Поэтому если твердое топливо будет гореть с нижнего торца (что первое приходит в голову), то «камера сгорания» будет все время увеличиваться. Поскольку количество продуктов сгорания будет постоянным (площадь горения — все время площадь нижнего торца заряда), то давление в «расширяющейся камере» будет падать. Кроме того горячие газы будут воздействовать на стенки корпуса двигателя и их придется или охлаждать или они прогорят. Поэтому делают так: нижний и верхний торец заряда бронируют, чтобы там не было горения, а по продольной оси заряда делают канал. Топливо горит по боковой поверхности этого канала. Канал разгорается, увеличивается его объем, но увеличивается и боковая поверхность, т.е. поверхность горения. Таким образом в камере РДТТ поддерживается постоянное давление. Поскольку топливо горит от центра к стенкам, горячие газы не касаются стенок двигателя, а твердое топливо служит хорошей теплоизоляцией. Более того, формой канала можно «программно» задавать тягу (тут мы не учитываем изменение тяги двигателя по высоте из-за изменения атмосферного давления. Уже совсем скоро увидим, как решают эту проблему). Скажем, для цилиндрического канала будет один закон изменения его объема относительно площади горения, в канале в форме звезды или креста — другой (там будет не только первоначальная форма растягиваться, но и обгорать углы). Таким образом будет изменяться отношение количества продуктов сгорания к объему, в котором происходит горение, а, следовательно и давление в двигателе и, как результат, тяга. Это в общих чертах.
Четыре сопла в нижнем днище сделаны для возможности управления ступенью. Двигатели имеют возможность качаться, для чего в критическом сечении установлен шарнир с хитрой системой защиты от прорыва газов.
Верхнее днище этой же ступени.

В центре днища устанавливается зажигающее устройство. Его задача создать в двигателе температуру и давление, необходимые для воспламенения заряда твердого топлива. Другие четыре отверстия — окна для прекращения работы двигателя. В нужный момент пирозарядами вскрываются два окна, давление в двигателе начинает падать, тяга тоже, и к тому же газы, выходящие через эти окна, создают тягу в противоположном направлении. Ракета все еще набирает скорость, но уже значительно медленнее. Потом вскрываются другие 2 окна и двигатель гаснет окончательно. Это сделано, чтобы в конце активного участка ракета имела определенную скорость. Из-за того, что двигатель гаснет не мгновенно и  изменение тяги из основных сопел и противотяги имеет достаточно случайный характер, получается разброс реальной конечной скорости от расчетной. Чтобы его уменьшить, и делают ступенчатое выключение двигателя последней ступени.
Еще один момент, тот самый «нужный». Из-за различий в горении топлива, окончание активного участка на жидкостных и твердотопливных ракетах происходит по-разному. На жидкостных, автомат стабилизации постоянно поддерживает программное угловое положение ракеты, а система регулирования кажущейся скорости поддерживает скорость, равную заданной. При достижении заданных конечных угловых положений ракеты и скорости прекращается подача топлива и происходит выключение двигателей ступеней.
На твердотопливных ракетах автомат стабилизации тоже управляет ракетой по углам, но поскольку тягу двигателя менять в полете нельзя, выключение двигателей происходит по-другому. Первые ступени работают «на пронос», т.е. двигатели не выключаются, а работают до полного выгорания топлива. Какая скорость в конце их работы получилась — не важно (Понятно, что она не сильно будет отличаться от расчетной). Во время работы последней ступени все время высчитывается, попадет ли головная часть в цель при текущих значениях угла тангажа и скорости. Ну, естественно, это делается с небольшим предсказанием. Как только система управления «решает», что достигнутые значения параметров полета позволят попасть в цель, выдается команда на прекращение работы двигателя последней ступени и отделения головной части.

Еще две ракеты, не принятые на вооружение.
Зеленая — 9Д12 — двигательная часть и приборный отсек ракеты «Темп», первой ракеты КБ Надирадзе. Тоже как и на РТ-1 твердотопливные двигатели малого диаметра. На двух двигателях сверху видно окна для выключения, два других двигателя работали до полного выгорания топлива.
Серебристая ракета ПР-90, 9Д711, «Гном». Первый вариант ракеты с твердотопливным прямоточным воздушно-реактивным двигателем. В качестве окислителя использовался кислород атмосферного воздуха, поступавшего в двигатель через кольцевой воздухозаборник.

Хвостовые части этих же ракет.

У ПР-90 ничего интересного, а «Темп» стоит посмотреть внимательнее. Видны два сопла из четырех с управляющими дефлекторами на них. Раньше мы уже видели в качестве исполнительных органов системы управления рулевые двигатели, аэродинамические рули, газоструйные рули. Теперь вот дефлекторы. Так же как и газоструйные рули они отклоняют вектор тяги двигателя. Но за счет того, что не находятся постоянно в потоке истекающих газов, во-первых, не дают большой потери тяги из-за торможения продуктов сгорания, во-вторых не выгорают сами.

Стабилизация «Темпа» осуществляется складывающимися решетчатыми стабилизаторами. Такие же (больше похожие на темные окошки) можно видеть на обтекателе ракеты-носителя «Союз». Там они раскладываются при срабатывании системы аварийного спасения.

Сопло с выдвигающимися высотными насадками. Еще в посте про Р-7 речь шла о режимах работы двигателя на разных высотах. Так вот, чтобы уменьшить потери тяги из-за недорасширения продуктов сгорания в сопле двигателя, используются высотные насадки. На уровне Земли двигатель работает в режиме, когда давление на его срезе равно атмосферному давлению и продукты сгорания полностью расширяются. С набором высоты атмосферное давление падает, и газы недорасширяются. Тогда выдвигается первая часть насадка. Сопло увеличивается и давление на его срезе снова становится равным атмосферному (а при движении газов по соплу вместе с их расширением происходит и падение их давления). Ракета летит все выше и атмосферное давление опять становится меньше давления на срезе. Тогда выдвигается третья часть насадка и снова выравнивает давления. Такие насадки устанавливают и на жидкостные и на твердотопливные двигатели. Естественно, на выдвигающихся насадках не предусмотрено никакой системы жидкостного охлаждения.  И еще одно замечание о соплах РДТТ. Не знаю, насколько хорошо здесь видно, но сопло имеет коническую форму в отличие от сопла Лаваля ЖРД. Это связано с тем, что в продуктах сгорания твердого топлива присутствуют твердые частицы — К-фаза и при прохождении по криволинейному соплу Лаваля под воздействием центробежной силы К-фаза буквально «срежет» поверхность сопла. Понятно, что в коническом сопле движение частиц прямолинейно и сильного разрушающего воздействия на стенку сопла нет. Но из-за того, что на выходе из сопла газы расходятся под небольшим углом к продольной оси сопла, возникает некоторая потеря тяги.
На этом, пожалуй, можно и закончить рассказ о твердотопливных ракетах Орева.

Еще из Орева Р-7, Р-2, Р-11, Р-17

21 команда запустила ракеты в финале соревнований «Ракетного движения»

Финал ракетостроительного чемпионата «Реактивное движение» прошел на аэродроме «Орешково» в Бабынинском районе Калужской области с 7 по 12 мая. Финал чемпионата организован Космическим центром Сколковского института науки и технологий, проектом «Братья Вольт» при поддержке компании «Иннопрактика», Госкорпорацией «Роскосмос», Калужского Кванториума и программой «Дежурный по  планете». Несмотря на трудный отбор и дождливую погоду, в финале чемпионата свои ракеты запустили участники команд со всей России.

По результатам нескольких отборочных туров, на очный финал чемпионата в лагере «Сокол» отобрались свыше 20 команд и более 100 участников из разных городов России: Москвы, Санкт-Петербурга, Королёва, Нефтеюганска, Волгограда, Красноярска, Калуги, Нижней Салды, Сочи, Тулы, Воронежа и др.

Соревнования проходило в два этапа и состояло из двух запусков по трем трекам: «Твердотопливные ракеты – 2-я ступень», «Твердотопливные ракеты – 1-я ступень», «Водные ракеты».

Твердотопливные ракеты работают на двигателе под названием «карамель» (это смесь селитры и сахара) с импульсом 100 Н*с. Ракеты обладают механической системой спасения, разработанной командой, и полезной нагрузкой, которую они должны выбросить на определенной высоте.

«Водные ракеты» или жидкостные – это ракеты, работающие на реактивной тяге воды, под давлением в шесть атмосфер в баке объемом 1,5 литра. Ракета состоит из бака, корпуса и системы спасения, которая должна срабатывать сразу после прохождения апогея и раскрыть парашют. Для этого на ракете установлены: барометр, акселерометр, магнетометр, гироскоп, а механикой управляет сервопривод. 

На первом этапе были продемонстрированы пробные запуски. Команды получили комментарии опытных экспертов из отрасли, отработали процесс получения данных телеметрии и подготовились к финальным запускам.

На втором этапе, который состоялся на аэродроме 10 мая, были проведены финальные запуски. Также были проведены очные защиты проектов, в которых финалисты чемпионата в формате TED рассказали о целях и задачах, проблемах, решениях при проектировании, изготовлении и старте своих ракет.

В перерывах между соревновательными днями блогерами Антоном Громовым «Ракета Р7», Алексеем Стаценко «Реактивный ранец» и другими были прочитаны лекции.

В финале, по результатам,  запусков, основываясь на защитах проектов и конструкции ракет определились следующие победители:  

– В треке «Твердотопливные ракеты – 2-я ступень» победителем чемпионата среди студентов стала команда «Space Y» Воронежского Государственного Медицинского Университета им. Н.Н. Бурденко Минздрава России. Их ракета поднялась в воздух на 180 метров.

– Победителем  трека в номинации «Лучшие конструкторские решения» стала команда Сколковского института науки и технологий: ракета команды поднялась на 130 метров.

– Победителем трека «Максимальная высота» стала команда ФГБОУ ВО «Тульский Государственный Университет». Ракета команды поднялась на высоту 290 метров.

– В треке «Твердотопливные ракеты – 1-я ступень» (14-17 лет) победителем чемпионата стала команда «Ignis», г. Красноярск – представитель Красноярского Кванториума. Их ракета поднялась в воздух над Калужской землёй на 136 метров. Также лауреатами трека стали: команда СКБ «Технологический университет», г. Королёв: одна из их ракет поднялась выше всех, на 328 метров, и команда «Полет» Лицея №1581, г. Москва.

– В треке «Водные ракеты» (10-13 лет) победителем чемпионата стала команда «Барселона», Школа №1514 г. Москвы: их ракета понялась в воздух на 50 метров.

– Лауреатами трека «Водные ракеты» стали команды: «Космопионеры», г. Калуга (представители Калужского Кванториума) и команда «Сириус-1», г. Сочи, ОЦ «Сириус».

Всем победителям и призёрам были вручены кубки ракетостроителей и памятные призы от Сколковского института науки и технологий.

Сколтех ставил целью чемпионата возрождение интереса к ракетостроительному направлению и вовлечение талантливой молодежи в инженерные науки космической отрасли.

Как отмечает директор Космического центра Сколковского института наук и технологий  Антон Иванов: «Ракетостроительный чемпионат Сколтеха преследует две цели: дать навыки работы магистрантам и аспирантам Сколтеха и привлечь школьников и студентов вне Сколтеха к космической деятельности. Фокусом оценки является не только сам полет ракеты, но и подготовка конструкторской документации и обработка телеметрических данных после полета. Чемпионат также является форумом общения для людей, мечтающих об освоении космоса. В будущем мы планируем участие команд победителей в международных соревнованиях».

Антон Иванов, директор Космического центра Сколтеха

В чемпионате могли принять участие как школьные и студенческие, так и взрослые, команды в нескольких треках: водные и твердотопливные ракеты, а также в треке «открытое небо». Организаторы чемпионата уверены, что строить ракеты увлекательно не только в школе, но и в университете. Это достаточно серьезная задача и вызов для инженеров: попробовать побить мировой рекорд водной ракеты в 832 метра или проработать научную нагрузку с выводом на высоту более 3000 метров.

Заочный этап чемпионата «Реактивное движение» стартовал осенью 2018 года. Команды выбирали трек, регистрировались, разрабатывали и защищали проекты ракет. По результатам отборочных туров на очный финал чемпионата в лагере “Сокол” собралось более 20 команд и 100 участников из разных городов России: Москвы, Санкт-Петербурга, Королёва, Нефтеюганска, Волгограда, Красноярска, Калуги, Нижней Салды, Сочи, Тулы, Воронежа и др.

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

*protected email*

*protected email*

Последние достижения в области новых окислителей для твердотопливных двигателей

Джалал
Траче,
* и

Томас М.
Клапотке,
* б

Лотфи
Маиз, и

Мохамед
Абд-Элгани б
а также

Луиджи Т.
ДеЛука CD

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

и

UER Procédés Energétiques, Ecole Militaire Polytechnique, BP 17, Bordj El Bahri, Алжир, Алжир

Электронная почта:
[email protected] com

б

Исследование энергетических материалов, кафедра химии, Университет Людвига-Максимилиана, Мюнхен, Бутенандтштрассе 5-13 (D), D-81377 Мюнхен, Германия

Электронная почта:
[email protected]
Факс: +213 21863204
Тел.: +213 661808275

с

Кафедра аэрокосмической науки и техники (профессор на пенсии), Миланский политехнический университет, Милан, Италия

д

Школа химического машиностроения (приглашенный профессор), Нанкинский университет науки и технологий, Нанкин, Цзянсу 210094, Китай

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Перхлорат аммония (AP), рабочая лошадка окислителей в твердотопливных ракетах и ​​ракетном топливе, демонстрирует различные экологические проблемы, возникающие в результате выброса перхлората в грунтовые воды, которые напрямую связаны с раком щитовидной железы. Кроме того, образование соляной кислоты вызывает истощение озонового слоя и приводит к высокой концентрации кислотных дождей. В настоящее время значительные усилия были направлены на разработку твердого топлива с использованием «зеленых» окислителей, которые демонстрируют меньшую опасность и экологически чистые продукты сгорания, не содержащие хлора. Хотя было выявлено много кандидатов на замену AP, большинство из них далеки от практического применения в реальных приложениях из-за ряда серьезных трудностей, включая стоимость. В этом обзоре выделены потенциальные экологически чистые химические вещества для использования в качестве окислителей, которые демонстрируют интересные физико-химические свойства и характеристики. После краткого определения зеленого твердого топлива и его основных ингредиентов обсуждается текущий статус вопросов по топливу AP в свете возможной замены потенциальными зелеными компонентами. Особое внимание будет уделено последним достижениям в области зеленых окислителей, их производству и характерным свойствам. Также обсуждаются преимущества и недостатки различных экологически чистых окислителей для конкретных и потенциальных видов топлива вместе с попытками преодолеть эти проблемы. Как следствие, в ближайшем будущем, безусловно, будут продолжены усилия по поиску альтернатив AP и эффективных «зеленых» окислителей для твердотопливных ракетных двигателей.

  • Эта статья является частью тематического сборника:

    Горячие статьи о зеленой химии 2017 г.

Детали курса | AIAA

Этот курс организован и проводится ведущими экспертами отрасли из Технического комитета AIAA по твердотопливным ракетам.

Дэвид По

Ведущий инструктор

Доктор Роберт Фредерик

Доктор Фредерик получил докторскую степень. в Университете Пердью в 1988 г.
В настоящее время он является профессором и исполняющим обязанности директора Университета Алабамы в Исследовательском центре движения Хантсвилля. Он преподавал весь этот класс в гривне четыре раза в рамках курса повышения квалификации и дистанционного обучения.
Он расскажет о твердотопливных ракетных двигателях, которые на самом деле были собраны Бобом Гейслером.

Доктор Марк Лангенри
Доктор Лангенри получил докторскую степень. в Обернском университете в 1985 году.
Он работал в компании Lockheed Martin в Денвере, штат Колорадо, где помогал разрабатывать и интегрировать большие твердотопливные ракетные двигатели в космические ракеты-носители, включая SRMU Titan IVB. Он был ведущим инженером-двигателем в группе, разрабатывавшей навесные SRM для ракеты-носителя Atlas V.
С 2005 года д-р Лангенри работает в компании Raytheon Missile Systems в Тусоне, штат Аризона, в качестве старшего сотрудника в отделе энергетики и силовой установки, где он занимается разработкой и интеграцией твердотопливных ракетных двигателей для различных ракетных систем.

Аллан Дж. Макдональд
Доктор Макдональд получил степень бакалавра наук. в химическом машиностроении Университета штата Монтана в 1959 году и степень магистра. получил степень бакалавра инженерного управления в Университете штата Юта в 1967 г. 
В течение своей 42-летней карьеры в ATK Thiokol Propulsion он работал в области проектирования, проектирования, разработки топлива и управления программами, вышел на пенсию в 2001 г.  Он был директором космического корабля «Шаттл». Solid Rocket Motor Project во время аварии « Челленджера» и руководил модернизацией SRM в качестве вице-президента по проектированию космических операций в программе возвращения в полет космического корабля «Шаттл».
Он получил степень почетного доктора инженерных наук в Университете штата Монтана в 1986 году и был выбран в качестве заслуженного столетнего выпускника университета в 1987 году.
Он является научным сотрудником и заслуженным лектором AIAA; в прошлом он был председателем Технического комитета по твердотопливным ракетам и Технического комитета по космическим перевозкам, а также бывшим председателем секции штата Юта в AIAA и лауреатом в 1993 году самой престижной награды AIAA в области ракетных двигателей — Wyld Propulsion Award.
Он опубликовал более 80 технических статей и выступил с презентациями в многочисленных технических организациях и университетах по всему миру. Он получил множество наград за свою профессиональную деятельность, консультирует различные аэрокосмические компании и государственные учреждения, а в настоящее время является членом Совета директоров корпорации Orbital Technologies в Мэдисоне, штат Висконсин.
В марте 2009 г. г-н Макдональд опубликовал в издательстве University Press of Florida книгу под названием « Правда, ложь и уплотнительные кольца: внутри катастрофы космического корабля «Челленджер» 9». 0104, с помощью доктора Джеймса Р. Хансена из Обернского университета.

Д-р Джейми Нейдерт
Д-р Нейдерт отвечает за видение и направление энергетических материальных усилий в армейском центре авиационных и ракетных исследований, разработок и инженерии в Redstone Arsenal, AL. В его обязанности входит разработка и определение характеристик твердого топлива, а также руководство синтезом и определением характеристик новых энергетических материалов. Он является руководителем Совместной программы OSD по технологиям нечувствительных боеприпасов (JIMTP) в качестве Технической группы II по боеприпасам для ракетных топлив с минимальной сигнатурой, а также председателем Технической кооперативной группы III по энергетическим материалам в составе OSD Joint Munitions. Программа (JMP) с ядерными лабораториями Министерства энергетики (DOE). Кроме того, он является техническим руководителем в США проекта OSD IM Hazards Project Arrangement (PA) с Соединенным Королевством и национальным руководителем армейской программы технического сотрудничества с Великобританией, Калифорнией, Австралией и Новой Зеландией.
До прихода в армию США в качестве гражданского лица д-р Нейдерт работал в корпорации Thiokol как в Хантсвилле, так и в Юте; и для Atlantic Research Corporation (ARC) в качестве разработчика топлива, руководителя функции топлива, разработчика рецептуры автомобилей / газогенераторов, руководителя группы подушек безопасности и в развитии бизнеса.
На протяжении всей своей карьеры он в основном занимался исследованиями твердого топлива с минимальной сигнатурой (MS). Он является автором более 60 статей и имеет девять патентов.

Роберт Блэк III
Роб получил B.S. получил степень бакалавра машиностроения в Университете Делавэра и степень магистра инженерных наук в Университете Пердью.
Четыре с половиной года он был специалистом по баллистике стратегических твердотопливных ракетных двигателей в корпорации Thiokol в Промонтори, штат Юта.
Роб в настоящее время работает менеджером отдела баллистики в Aerojet-Gainesville. Он работает в ARC/Aerojet почти 15 лет.
Он работал над ракетными двигателями весом от 1,6 микрограмма до 108 000 фунтов топлива. Он также работал над газогенераторами в области пожаротушения и автомобильными подушками безопасности.

Д-р Фред Бломшилд
Фред работает в области нестабильности горения более 26 лет и опубликовал более 125 отчетов, статей и статей, включая главы в книгах AIAA по нестабильности горения. Он был удостоен признания в качестве младшего научного сотрудника NAVAIR, который представляет 3% лучших инженеров и ученых NAVAIR.
В настоящее время он возглавляет группу из 25 ученых и инженеров, работающих над различными аспектами горения твердого топлива, включая опасности, корабельные пожары, диагностику горения, горение металлов, горение при дыхании воздухом и нестабильность горения для приложений ВМС, Министерства обороны США и НАСА.

Карл Науманн
Карл получил степень магистра машиностроения в 1981 году и докторскую степень в области машиностроения в 1984 году в Университете Карлсруэ.

С 1985 по 1998 год работал научным сотрудником Немецко-французского научно-исследовательского института ISL в области газовой динамики, аэробаллистики, аэротермодинамики и измерительной техники.
В 1999 году он присоединился к Bayern-Chemie и был руководителем технологических программ, руководителем отдела развития и технологий, а в настоящее время является директором по стратегии и развитию бизнеса.
Он работал над такими технологическими программами, как: SRM для сверхскоростной испытательной ракеты Ма-7 HFK, летные демонстрации двухимпульсных ракет SRM LFK-NG и MSA, а также разработка и летная демонстрация ракетного двигателя, работающего на гелеобразном топливе. пропелленты.

Мишель Бердойес
Мишель имеет 25-летний опыт работы в области твердотопливных двигателей в Snecma Propulsion Solide, Safran Group. В начале своей карьеры он работал над демонстрацией тактических SRM с передовыми технологиями. Позже он около десяти лет руководил отделом проектирования и разработки SRM Nozzle. Он отвечал за разработку многочисленных насадок, таких как новые насадки SLBM M51 SRM, эволюцию конструкции насадки Ariane 5 Strap-on и разработку насадки Vega P80 SRM.
Последние 3 года возглавлял отдел разработки композитных материалов, а с этого года является руководителем отдела технического аудита компании Snecma.
Старший эксперт по твердотопливным двигателям в Safran. Технологии управления вектором тяги являются одной из его основных областей знаний. Он также является ассоциированным членом AIAA и уже много лет является членом SRTC.

Эд Касильяс
Эд получил степень бакалавра в области машиностроения в Государственном университете Сан-Хосе в 1979, и до 1985 года проходил различные исследования в области машиностроения.
Эд имеет более чем 20-летний опыт работы в CSD и Aerojet в области руководства, поддержки или управления возможностями системного анализа и предварительного проектирования силовых установок SRM и торговых исследований.
Он работал над несколькими программами от больших и малых ракет-носителей до стратегических ракет и тактических ракет. Он помощник Aerojet для проведения торговых исследований на системном уровне.

Дэйв МакГрат
Дэйв получил степень бакалавра и магистра в Университете Пердью в 1983 и 1984. 
Последние 26 лет работал в АТК-Эльктон и АТК-Промонтори. Он руководил многими программами разработки IR&D и программами демонстрации оборудования, включая всю программу IR&D в Elkton. Он был директором по системному проектированию и главным инженером первой ступени ракеты-носителя Ares IX, когда работал в ATK-Promontory.
Дейв в настоящее время является главным инженером двигателя управления ориентацией системы прерывания запуска «Орион», который успешно поднялся в воздух в мае 2010 года.0031 Он написал 35 статей и выступил с докладами на многих семинарах, кратких курсах и обучающих семинарах AIAA. Он является ассоциированным научным сотрудником и бывшим директором по двигателям и энергетике, а также председателем SRTC для AIAA и был удостоен награды Sustained Service в 2009 году. Бари (Италия) в 2001 году.
Более четырех лет она работала исследователем в Lamberti S.p.A (компания тонкой химии), получая опыт работы в лаборатории исследований и разработок синтетических полимеров и полиуретанов.
В 2005 году она присоединилась к Avio SpA в Риме и посвятила свою раннюю карьеру работе с композитными материалами для конструкционной теплозащиты. Она участвовала в выборе материалов, определении характеристик, разработке и производственном процессе для композитных корпусов и сопел трех ступеней твердотопливного двигателя ракеты-носителя Vega (Zefiro 9, Zefiro 23 и P80).
Анна в настоящее время является старшим научным сотрудником отдела технологического проектирования, материалов и лабораторий. Она отвечает за космические исследования твердого топлива, разработку и промышленный процесс для трех ступеней твердотопливного двигателя ракеты-носителя Vega и ускорителей ракеты-носителя Ariane 5.
Имеет три патента в области полиуретанов (сшивающие агенты, клеи и модификаторы реологии) и несколько публикаций в технической литературе.

Helmut Ciezki
Доктор Хельмут Ciezki изучал машиностроение в Техническом университете Аахена в Германии. После получения диплома работал в университете над процессами самовоспламенения. В 1990 году защитил диссертацию на тему «Характеристики самовоспламенения смесей н-гептан/воздух» со степенью доктора инженера (по аналогии с американской PhD).
В 1991 году он начал работать в Институте космического движения Немецкого аэрокосмического центра DLR и сейчас возглавляет отдел ракетных двигателей. Он также является лектором в Университете кооперативного образования в Мосбахе и приглашенным лектором в Штутгартском университете.
В сферу его интересов входят: процессы многофазного горения и смешения; гелевая тяга; усовершенствованные пропелленты; горение частиц; и прямоточные, ГПВРД, жидкостные и твердотопливные ракетные процессы.

Твердотопливные ракеты | Издательство Принстонского университета

Твердотопливные ракеты

Клейтон Хаггетт

Твердый переплет
ISBN: 9780691652504

$88. 00/£68.00

Мягкая обложка
ISBN: 9780691626185

$33,00/£25,00

электронная книга
ISBN: 9781400879076

электронные книги

Многие из наших электронных книг можно приобрести в этих
онлайн-продавцы:

  • Амазонка разжечь

  • Гугл игры

  • Ракутен Кобо

  • Барнс и Благородный Уголок

  • Apple Книги

Многие из наших электронных книг доступны в электронной библиотеке
ресурсов, включая эти платформы:

  • Книги в JSTOR
  • Электронные книги EBSCO
  • Эбрари
  • Моя библиотека
  • Библиотека электронных книг

Shipping to:

Choose CountryUnited StatesCanadaUnited KingdomAfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua And BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia And HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCabo VerdeCambodiaCameroonCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Democratic RepublicCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCuraçao CyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Мальвинские островаФарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГуата malaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island & Mcdonald IslandsHoly See (Vatican City State)HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Islamic Republic OfIraqIrelandIsle Of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKoreaKorea People’ Republic OfKuwaitKyrgyzstanLao People’s Democratic RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtenstein LithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Federated States OfMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian Territory, OccupiedPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint BarthelemySaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-МартинСент-Пьер и MiquelonSaint Vincent And GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome And PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia And Sandwich Isl. South SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard And Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad And TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks And Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited States Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin Islands, BritishVirgin Islands, U.S. Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Shipping to:

Choose CountryUnited StatesCanadaUnited KingdomAfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua And BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia And HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCabo VerdeCambodiaCameroonCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Democratic RepublicCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCuraçao CyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Islands (Мальвинские острова)Фарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГуэ rnseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island & Mcdonald IslandsHoly See (Vatican City State)HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Islamic Republic OfIraqIrelandIsle Of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKoreaKorea People’ Republic OfKuwaitKyrgyzstanLao People’s Democratic RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtenstein LithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Federated States OfMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian Territory, OccupiedPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint BarthelemySaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-МартинСент-Пьер и Микело nSaint Vincent And GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome And PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia And Sandwich Isl. South SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard And Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad And TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks And Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited States Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin Islands, BritishVirgin Islands, U.S. Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Добавить в корзину

Поддержите свой местный независимый книжный магазин.
  • США
  • Канада
  • Великобритания
  • Европа

Физика и астрономия

  • Клейтон Хаггетт, К. Э. Бартли и Марк М. Миллс
    Коллекции:

  • Библиотека наследия Принстона

      Твердый переплет

      Купить это

      • Скачать обложку

      Часть серии Princeton Aeronautical в мягкой обложке, предназначенной для того, чтобы предоставить студентам и инженерам-исследователям выдающиеся части двенадцатитомного Высокоскоростная аэродинамика и реактивное движение Серия . Эти книги были подготовлены путем прямого воспроизведения текста из оригинальной серии, и не было предпринято никаких попыток предоставить вводный материал или исключить перекрестные ссылки на другие части оригинальных томов.

      Первоначально опубликовано в 1960 году.

      Библиотека Princeton Legacy Library использует новейшую технологию печати по требованию, чтобы снова сделать доступными ранее не издававшиеся книги из выдающегося списка издательства Princeton University Press. Эти издания сохраняют оригинальные тексты этих важных книг, представляя их в прочной мягкой и твердой обложке. Цель библиотеки Princeton Legacy — значительно расширить доступ к богатому научному наследию, содержащемуся в тысячах книг, опубликованных издательством Princeton University Press с момента его основания в 19 году.05.

      • Связанная система Эйнштейна-Кляйна-Гордона


        Александру Д.