Combustion of the Solid Propellant With Addition of Aluminum Powder Under an Acceleration Load

Abstract

1Представлена физико-математическая модель горения металлизированного твердого топлива при перегрузках, направленных по нормали к поверхности горения. Модель учитывает тепловой эффект разложения конденсированной фазы, конвекцию, диффузию, экзотермическую химическую реакцию в га-зовой фазе, нагрев и горение частиц алюминия в потоке газа, движение про-дуктов сгорания, скоростное отставание частиц от газа, влияние поля уско-рений на движение частиц алюминия. Учитывается влияние размера и мас-совой доли в составе топлива вылетающих с поверхности горения частиц металла на скорость горения. Исследовано влияние размера вылетающих с поверхности горения частиц алюминия на линейную скорость горения при перегрузке. Ключевые слова: твердое топливо, скорость горения, перегрузки, частицы алюминия, газовая фаза.Впервые в отечественной научной литературе проблематика влияния положи-тельных и отрицательных перегрузок на скорость горения конденсированных вы-сокоэнергетических систем сформулирована в начале 60-х годов XX века. Иссле-дователями было показано, что перегрузка, направленная по нормали к поверхно-сти горения металлизированного твердого топлива, может увеличивать скорость горения.Авторами [1] изучены закономерности горения поливинилнитрата под дейст-вием массовых сил в двух направлениях. В работе [2] предполагается, что ско-рость горения составов при перегрузках увеличивается за счет удержания у по-верхности горения инерционными силами каких-либо конденсированных частиц. На основе экспериментальных данных предложена модель горения алюминизиро-ванных твердых топлив при перегрузках, теоретически показаны максимальное и минимальное увеличение скорости горения. Как показано в работе [3], перегрузки не влияют на скорость горения безметальных составов, а отклик скорости горения металлизированных составов на рост перегрузки тем выше, чем крупнее частицы металла в его составе. Авторами [4] экспериментально и теоретически изучено горение алюминизированных составов. Измерены скорость горения, масса и со-став образованного шлака. Предложена модель горения алюминизированных со-ставов при перегрузках. Теоретически предсказаны максимальное и минимальное увеличение скорости горения и продолжительности переходного режима в зави-симости от величины перегрузок и характеристик составов. В [5] представлено исследование влияния перегрузки на горение баллиститных составов на основе нитроклетчатки, нитроглицерина и диэтиленгликольдинитрата без добавления 1 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-03-02578 А.