охл., 2(7o-7i) 1 3 (3 2)

где / охл5 - соответственно масса охладителя и продуктов сгорания.

При этом следует иметь в виду, что пока не достигнуто полное гашение, в объем камеры сгорания от горящей поверхности заряда поступают новые порщ1и продуктов сгорания. Интенсивность этого поступления характеризуется временем обновления газа, которое можно оценить по следующей зависимости:

.==4==6io-vai-e), (3.3)

ще е - коэффициент заполнения корпуса топливом; - полное время работы ЭУ.

Анализ зависимости (3.3) показывает, что время обновления газа в камере сгорания, изменяющееся на порядок в процессе работы РДТТ (от 8 = 0,9 до в = 0), для маршевых двигателей не превышает 3 ... 4 с, а для большинства РЭУ находится в диапазоне 0,3 ... 0,5 с.

Гашение будет эффективным тогда, когда за время впрыска в объем камеры сгорания поступит существенно меньше продуктов сгорания, чем в ней находится, т.е. ввод необходимой порции охладителя должен проюдшъся в течение промежутка времени на 1-2 порядка меньше времени обновления газа to.

Главная же причина потребности быстрого ввода охладителя в какой-то мере сходна с условием быстрого падения давления при гашении посредством вскрытия дополнительных отверстий. В случае впрыска условие быстрого падения давления обеспечить легче, чем при вскрытии дополнительных отверстий. Падение давления в камере сгорания обусловлено резким снижением темпера-газового объема, протекающим значительно интенсивнее

охлаждения каждого грамма газа, имеющего температуру ТЬ, до уровня, достаточного для прекращения горения (т.е. до температуры Ti\ требуется 1 ... 3 г охладителя:

увеличения удельного объема образующегося пара. Ввиду того что скорость падения давления зависит от интенсивности впрыска (удельного расхода охладителя), для данного двигателя существует такое значение интенсивности, когда фронт горения не успевает перестраиваться вслед за быстроизменяющимися условиями в камере сгорания. Таким образом, необходимое время впрыска составляет 0,003 ... 0,008 с.

Дальнейшее уменьшение времени впрыска нецелесообразно, так как, с одной стороны, потребуется увеличивать мощность (т.е. габаритные размеры и массу) устройств впрыска, а с другой стороны, термодинамические процессы не могут протекать бесконечно быстро, т.е. конечная скорость протекания этих процессов снизит эффект увеличения интенсивности впрыска.

При горении твердого топлива в первый момент прекращения теплоподвода к поверхности заряда температура его поверхностного слоя сопоставима с температурой газификации топлива. При прекратившемся теплоподводе газифицируемый слой на поверхности заряда не может существовать продолжительное время. Вследствие нестационарности изменения скорости протекания реакций разложения и газификации при резком спаде температуры и давления газифицируемый слой практически разрушается. Таким образом, в момент гашения реальная температура поверхности заряда оказывается меньше температуры газификации топлива. Возможный непосредственный контакт достигнувших уже не горящей поверхности заряда капель жидкого охладителя способствует дальнейшему снижению температуры поверхности заряда.

Когда скорость и глубина спада давления, вызванного впрыском и испарением в некоторой части объема камеры сгорания охлаждающей жидкости, достаточно велики, под действием на фронт горения волны разрежения затухание горения может происходить и в той части поверхности горения, на которую жидкий охладитель не оказывает прямого воздействия.

Отметим, что для крупногабаритных двигателей при расчете полезного прихода охладителя необходим учет времени / движения капель в камере сгорания (времени движения до границы раздела между парогазовой смесью и чистыми продуктами сгорания).

Наличие времени свободного пробега капель приводит как бы к увеличению времени впрыска жидкости на величину Д/дв и соответственно к уменьшению полезного прихода охладителя. Это

можно приближенно учесть, определяя массовый расход G ж жидкости из вьгтеснительного устройства (точнее, полезный приход жидкости в камеру сгорания) по зависимости

где G ж.р - расчетный расход жидкости из вытеснительной системы в камеру сгорания; F - скорость жидкой капли (скорость впрыска); - координата контактного разрыва, разделяющего парогазовую зону и зону продуктов сгорания топлива.

Если камера сгорания имеет небольшие размеры (хп мало), то при интенсивном впрыске она может простреливаться насквозь струей распьшенной охлаждающей жидкости. При этом после впрыска весь свободный объем оказывается заполненным парогазовой смесью.

Для крупногабаритных двигателей с большой относительной длиной корпуса узел впрыска целесообразно располагать у переднего днища, при этом размеры первоначальной зоны, занятой парогазовой смесью, должны быть достаточными, чтобы при дальнейшем распространении по свободному объему к соплу смесь не могла бы существенно нагреться за счет теплоты захватываемых продуктов сгорания.

После прекращения впрыска и распространения парогазовой смеси, содержащей капельную жидкость, по всему объему камеры сгорания начинаются процессы истечения капельной жидкости вместе со свободно истекающей из камеры сгорания парогазовой смесью и осушение (испарение капель) парогазовой смеси, находящейся в камере. Осушение парогазовой смеси происходит за счет тепла, накопленного элементами конструкции. Оно блокирует некоторое время повторный разогрев заряда. Поэтому истечение неиспарившейся капельной жидкости вместе со свободно истекающей из камеры сгорания парогазовой смесью снижает экономичность процесса гашения. Максимальный унос капельной жид-