Производимого во времени погасания и воспламенения топлива при одном и том же давлении. К сожалению, выяснилось, что давление дефлаграции существенно зависит от температуры поверхности заряда: с увеличением температуры предел дефлаграции снижается и при достаточно высокой температуре может совсем исчезнуть. Этот эффект был выявлен давно, при лабораторных исследованиях свойств топлив и ПХА. Однако разработчики двигателей не придали сначала ему особого значения. Лишь позже, после накопления практического материала о поведении двигателей при ОСИ, особенно при многократном включении КС О , достаточно длительной работе газогенератора (сотни секунд) и длительных паузах в работе КС (несколько десятков секунд), стало понятным отрицательное влияние неизбежного теплового прогрева поверхности топлива на эффект дефлаграции.

На рис. 5.9 показан качественный характер изменения давления от цикла к циклу в камере окислителя, полученный при обработке осциллограмм ОСИ крупногабаритной стендовой установки. Видно, что от цикла к циклу давление в КС О , его уровень и характер так изменяются, что при последнем отключении газогенератора горючего от камеры О гашения заряда окислителя не произошло. Результат закономерен, поскольку, чем больше время воздействия горячих продуктов сгорания на оголенные после сгорания топлив стенки корпуса двигателя, заднее днище и другие элементы (т.е. чем больше эти элементы аккумулируют в себе тепловую энергию), тем интенсивнее в паузах между включениями они отдают накопленную энергию в окружающее пространство. Часть излучаемой энергии попадает при этом и на поверхность топлива.

Этот процесс для заряда окислителя еще более усугубится, если функционирование ДУ PC осуществляется не в вакууме, а в среде с остаточным давлением (как при ОСИ). Тогда наряду с лучистой энергией на поверхность топлива переносится и дополнительная энергия за счет теплопроводности среды. При аккумулировании оголенной внутренней поверхностью камеры сгорания окислителя некоторого количества тепла наступает критический

Рис. 5.9. Типичный характер изменения ВВП в КС <Ю)> (при постоянстве F и т^) при проведении ОСИ

момент, когда горение заряда в маршевой камере сгорания становится нечувствительным к спаду давления, обусловленному прекращением подачи ПС Г , а внутренняя баллистика становится нерасчетной. Критический запас энергии прямо зависит от суммарной длительности работы КС, пауз в работе, теплофизических характеристик продуктов сгорания и характеристик теплозащитных материалов, соприкасающихся с продуктами сгорания, и косвенно от конструкщ1и.

Таким образом, при достижении критического времени работы заряда окислителя метод управления режимами тяги на основе эффекта дефлаграции при использовании схемных решений, подобных приведенному на рис. 5.7, становится неработоспособным. Следовательно, эта схема может быть рекомендована для ограниченных условий применения: либо для малой суммарной продолжительности работы заряда окислителя, либо при наличии длительных пауз в работе блока окислителя, во время которых избыточное накопленное тепло будет успевать отводиться во внешнюю среду. Выполнение последнего условия маловероятно, поскольку подразумевает длительность работы камеры сгорания горючего на режиме малой тяги не менее нескольких десятков минут, а реальных задач с такими режимами пока не существует.

Для реализации больших потенциальных возможностей ДУ PC авторы предлагают несколько путей решения проблемы отвода теплового потока.

Первый путь - это использование заряда окислителя, состоящего из двух полузарядов, схема расположения которых в камере представлена на рис. 5.10. При такой схеме заряда, когда поверхности горения расположены друг против друга, лучистый тепловой поток, попадающий на их поверхность горения, будет самым минимальным из всех возможных вариантов.

Иной путь решения тепловой проблемы - это активное за-холаживание поверхности топлива в период пауз в работе ДУ. За-холаживание технически можно осуществить направленной подачей на поверхность топлива холодного и притом химически нейтрального (инертного) газа. Источником холодного газообразного рабочего тела может быть либо дополнительная емкость со сжатым газом, либо спещ1альный газогенератор, снабженный фильтрующим патроном, изготовленным из материала с высокой теплоемкостью, например из бора. Однако очевидно, что эта мера, продлевая живучесть ДУ, одновременно будет приводить к ухудшению массогабаритных характеристик и снижению надежности ее функщ10нирования из-за усложнения структуры.

Другая крупная проблема схем ДУ PC, выявленная в процессе исследований, также связана с зарядом окислителя. С одной стороны, эта проблема обусловлена технологическими трудностями изготовления монолитных крупноразмерных зарядов диаметром 400 ... 500 мм и длиной 800 ... 1200 мм методом прессования. Вероятно, необходимо искать другие методы изготовления заряда.

Рис 5.10. Предлагаемый вариант исполнения камеры газогенератора окислителя:

1 - полузаряд окислителя; 2 - сопло маршевой тяги; 3 - ввод в камеру окислителя продуктов сгорания газогенератора горючего