Твердотопливный ракетный двигатель
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. |
Твердото́пливный раке́тный дви́гатель (ТТРД — твёрдотопливный ракетный двигатель) использует в качестве топлива твёрдое горючее и окислитель.
ИсторияПравить
Самые ранние сведения об использовании твердотопливных ракет (китайских пороховых ракет) относятся к XIII веку. Вплоть до XX века все ракеты использовали ту или иную форму твёрдого топлива, как правило на основе дымного пороха. В период между первой и второй мировыми войнами начинается принятие на вооружение легких твердотопливных ракет на основе различного нитроцеллюлозного топлива. После Второй Мировой войны началось бурное развитие ракетной техники как военного так и космического назначения.
Достоинства и недостаткиПравить
Достоинствами твердотопливных ракет являются: относительная простота, отсутствие проблемы возможных утечек токсичного топлива, низкая пожароопасность, возможность долговременного хранения, надёжность.
Недостатками таких двигателей являются невысокий удельный импульс и относительные сложности с управлением тягой двигателя (дросселированием), его остановкой (отсечка тяги) и повторным запуском, по сравнению с ЖРД; как правило, больший уровень вибраций при работе, большое количество агрессивных веществ в выхлопе наиболее распространённых видов топлива с перхлоратом аммония.
ПрименениеПравить
КосмонавтикаПравить
Редко используются в отечественной космонавтике (например, Старт (ракета-носитель)), однако широко применялись и применяются в ракетной технике других стран. В основном это элементы первой ступени (боковые ускорители):
- Боковой ускоритель МТКК Спейс шаттл и Space Launch System.
- Вторая ступень Наро-1 (Республика Корея), Антарес (США).
- Семейство твердотопливных ступеней Castor и в любительском ракетостроении.
Метеорологические ракетыПравить
Боевые ракетыПравить
- UGM-27 «Поларис» (1960)
- UGM-73 «Посейдон» (1970)
- UGM-96 «Трайдент» (1979)
- M1 (1972)
- M20 (1976)
- M45 (1996)
- M51
- Р-39 (1983)
- Р-30 «Булава»
- LGM-30 «Минитмен» (1962)
- MX «Пискипер» (1986)
- РТ-23 УТТХ "Молодец"(1987)
- РТ-2ПМ «Тополь» (1982)
- РТ-2ПМ2 «Тополь-М» (1998)
- РС-24 «Ярс» (2009)
- РС-26 «Рубеж» (2017)
- Противоракеты системы ПВО
- LIM-49A «Спартен»
- ПЗРК
В моделизмеПравить
В ракетомоделировании используется 2 типа двигателей на твёрдом топливе. Первые — на основе дымного пороха (в Америке такие двигатели имеются в свободной продаже). Но обычно используют расплав или смесь калийной селитры (или реже натриевой селитры) и углеводов (сахар, сорбит и декстроза) — это т. н. «карамель», она изготовляется самостоятельно. Ракетные двигатели обычно имеют сопло, но иногда делают и бессопловые двигатели. Их обычно изготовляют из картонных гильз для охотничьих ружей, в качестве сопла используется отверстие для капсюля.
В настоящее время существуют программы для расчёта характеристик таких двигателей. Наиболее популярная — «SRM» авторства Ричарда Накки (существует и русскоязычная версия).
ТопливоПравить
- Гомогенные топлива. Представляют собой твёрдые растворы (обычно — нитроцеллюлозы) в нелетучем растворителе (обычно в нитроглицерине). Применяются в небольших ракетах.
- Смесевые топлива. Это смесь твёрдых окислителя и горючего. Наиболее значимы:
- Дымный порох. Исторически первое ракетное топливо. Состав: селитра, древесный уголь и сера.
- Смесевые топлива на основе перхлората аммония (окислитель) и полимерного горючего. Наиболее широко применяемое топливо для тяжелых ракет военного и космического назначения.
- В ракетомоделизме получило широкое распространение самодельное смесевое топливо на основе нитрата калия и органических связующих, доступных в быту (сорбит, сахар и тому подобных).
Топливо РДТТ американских межконтинентальных ракет состояло из смеси на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана с алюминием (первая ступень), с присадками (связующего НТРВ (англ. Hydroxyl Terminated Poly Butadien — полибутадиена с концевой гидроксильной группой), улучшающими стабильность скорости горения, формование и хранения заряда и смесью на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана в смеси с сополимером полибутадиена и акриловой кислоты (вторая ступень).
См. такжеПравить
ЛитератураПравить
- SOKOLSKII, V. N, RUSSIAN SOLID-FUEL ROCKETS, January 1, 1967
- Дисперсность частиц конденсированной фазы в продуктах сгорания РДТТ