Ckona>> А как выключают "взрослые" ТТРД ?
Xan> Или сброс давления быстрым открытием дополнительных дырок,
Ага. Причем дополнительная дырка может быть и отстреленный сопловой блок. Но только в том случае, если в процессе гашения допустим большой импульс тяги по оси. Если нет (первые ступени), то приходится открывать дырки в противоположную часть двигателя. Иногда после/во время сброса основной части давления через тормозные сопла отстреливают и сопловой блок. Иногда сбрасывают газы по нормали к оси сопла - если заряд с глухим каналом. Короче - любой бардак за свои деньги
Главна дело - знать, с какой скорости следует сбрасывать давление для гарантированного гашения заряда. Для этого делают довольно длительные и дорогие натурные испытания. Метод называется дэпэдэтау (dp/dτ
). Очень хорошее название, потому что важно не дельта пэ, а темп сброса давления. Объясняю - если сбрасывать давление от p до 0.1p за 2 s, заряд не погаснет. Однако если сбросить от p до 0.5p за 0.1 s, заряд погаснет. Потому что темп сброса давления на порядок больше.
Правда, есть возможность повторного воспламенения, от нагретых элементов двигателя... горящее топливо охлаждается при сбросе давления, а вот аблирующие теплозащитные покрытия - нет. Вполне может произойти вспучивание остывающего (но нагретого до температуры абляции) покрытия с разбрызгиванием тлеющих раскаленных остатков на только что погасшую, слегка охлажденную поверхность заряда. И тогда образуется очаг воспламенения. И заряд может разгореться снова, и двигатель, даже с отстреленным соплом, будет давать тягу. Вот поэтому вслед за дэпэ-дэтау следует (вернее, может последовать):
Xan> или впрыском жидкости (например воды) которая испаряется и охлаждает газ в камере. От этого, опять же, давление падает и топливо гаснет.
Во время впрыска хладоагента давление в камере может даже подняться. Это не беда, если заряд не горит, потому что он при этом будет охлаждаться. Правда, в основном охлаждаются теплозащитные покрытия, потому что они гораздо более нагреты... помним - лучшая термозащита в двигателе является горящее топливо
Xan> Скачок давления должен быть достаточно большой.
Именно, я выше постарался заострить внимание
Xan> Пересказываю книжку:
Xan> Гаснет топливо потому, что при высоком давлении оно горит быстро и прогретый слой (в котором уже реакции начались) тонкий. А из-за большого давление передача тепла к нему из газа интенсивная. И прогрев топлива теплопроводностью тоже идёт с большой скоростью.
Xan> Если плавно уменьшать давление, передача тепла уменьшается, скорость падает и толщина прогретого слоя увеличивается, чтоб теплопроводностью вглубь меньше тепла уходило.
Xan> Но если давление уменьшить резко, передача тепла из газа уменьшится, а за счёт теплопроводности тепло из нагретого слоя уйдёт в глубину топлива и слой остынет. И перестанет разлагаться и в слое газа у поверхности прекратится горение и, соответственно, нагрев топлива.
Еще деталь - можно погасить заряд просто подачей хладоагента на рабочем режиме. И лучший хладоагент для этого - именно вода. Однако воду придется подавать много, и под давлением. Либо вытеснительная, либо турбонасосная подача. И в процессе гашения тяга сначала будет
расти !
А это не нужно, именно поэтому впрыск воды применяют чаще всего после дэпэ-дэтау.
Если расписался, давайте бегло рассмотрим, в каких случаях приходится гасить двигатель.
Первый случай - регулирование суммарного импульса тяги. Это понятно. Есть некая одноступенчатая баллистическая ракета, и желательно, чтобы она могла стрелять не только далеко, но и близко. Если выбрать крутую траекторию и оставить двигатель отработать свой полный импульс, то время подлета увеличится в разы, и возмущения - тоже. Поэтому гасят двигатель, когда заряд еще не догорел. Полный аналог - переменный заряд у гаубиц.
Второй случай - обеспечение точной отработки импульса тяги. Чаще всего - в сочетании с первым, но может применяться и на однорежимных ракетах, типа космических носителей. Каким-то методом (акселерометры, регистрация параметров работы двигателя) определяют постоянно суммарный импульс по оси. И после достижения заданного, но ранее конца горения заряда включается система гашения заряда.
Третяя причина - разделение ступеней или головной части. Это понятно без особых объяснений... попробуйте разделить ракету, если работающий еще двигатель формирует перегрузка по оси в десяток g... иногда пробуют, и даже удачно
Четвертая - категорическое нежелание оставлять заряд работать до своего естественного гашения. Чаще всего из-за недопустимо высокого разброса по импульсу тяги в процессе погасания - представьте себе, как гаснет канально-щелевой заряд. Или того хуже - заряд со звездообразным каналом. Кроме разброса по импульсу следует иметь ввиду необходимость защищать двигатель в процессе догорания остатков топлива - а камера-то уже голенькая изнутри! Последнее - чисто практическое замечание - я отрабатывал заряд со звездообразным каналом, который прожигал камеру в процессе погасания.
А! Двигатель на старте не гасят, даже в аварийных случаях. Потому что гашение крупного РДТТ внешне похоже на подрыв двигателя системой самоликвидации, да и эффект примерно такой же
Xan> По изложениям у меня всегда тройки были!
Да ну, не тройка, а плюс в репу