Рис. 2.60. Формы элементов теплового ножа:

а - тупая пластина; б - частично заостренная пластина; в - острая пластина; г - игла со сферическим закруглением; д - острая игла

6яг„Ур n-V\

(2.31)

где Гн - радиус иглы теплового ножа; ц - вязкость газа; и - скорость горения топлива; рт - плотность топлива; рг - плотность газа; бзаз - ширина зазора между ТН и ТТ.

Для элементов ТН других форм зависимость типа (2.31) выглядит еще более сложно. Практическое использование формул типа (2.31) осложняется тем, что полный набор теплофизических констант для большинства топлив фактически отсутствует.

В сложившейся ситуащ1и применимы три варианта определения коэффициента форсирования;

1. Если для конкретной марки топлива экспериментально установлена единая зависимость скорости горения от температуры поверхности ТТ, то, решая тепловую задачу, определяют температуру Ts, входят в график w =/(Г^) и сразу же определяют местную повышенную скорость горения (рис. 2.61).

2. На модельной установке для данной марки твердого топлива и конкретной конфигурации ТН с учетом масштабного фактора определяется зависимость п =f(pn) (рис. 2.62) или Л^= /( ), это по существу одно и то же (здесь рп - давление поджатия ТН).

, мм/с

Рис. 2.61. Единая зависимость

скорости горения от температуры поверхности для пороха:

- Го = 20 °С; Р = 0,1 МПа; □ -/7 = 2 МПа

п

Рис. 2.62. Экспериментальная зависимость коэффициента форсирования от давления

поджатия теплового ножа [52]:

1,2,3- баллиститные топлива; 4 - смесевое безметаньное топливо;

* - Гр= 2260 К; о - Тг= 1350 К;

- Тг= 1600 К; А - Т,= 1497 К

3. Определение зависимости п =fipj) проводится на установке, позволяющей изменять параметр По окончании (или даже в процессе проведения опьгга) путем решения обратной задачи внутренней баллистики определяется вид функции п = /{рпУ В этом случае достигается наивысшая точность экспериментального определения коэффициента форсирования.

При достижении местной скорости горения и^, равной некоторому предельному значению Wm , наступает такое условие, когда температура на поверхности острия ножа Ti становится меньше температуры поверхности горения топлива Ts. В этом случае горение непосредственно под пластиной (или иглой) ТН прекращается и наступает режим активного врезания металла в заряд. Поскольку температура Ti остается достаточно высокой (больше тем-

пературы плавления горючесвязующего), в районе передней кромки ТН образуется жидкая пленка, которая, играя роль смазки, выдавливается в зону активного горения заряда. При определении степени форсирования в режиме врезания для элемента ТН произвольной формы может быть использована зависимость

х„ 4,-Го)

(2.32)

Kdx)

где A - константа в зависимости

ц = Ц1ехр|

(2.33)

здесь а - коэффициент темпфатуропроводности разжиженного слоя топлива, а = Х/ср; Тх - температура поверхности ТН; Го - начальная температура топлива; \i\ - вязкость жидкого слоя при температуре Гь

Схема течения горючесвязующего в пограничном слое и расчетная схема ТН, работающего в режиме врезания, представлены на рис. 2.63 и 2.64 соответственно.

Рис. 2.63. Схема течения ПС в пограничном слое

Рис. 2.64. Расчетная схема ТН, работающего в режиме врезания