Ракетные топлива представляют собой совокупность горючих и окислителей или соединений, взаимодействующих с выделением тепла и газов (рабочее тело). Они могут подаваться в ракетный двигатель раздельно, где при их смешивании и сгорании выделяется тепло, преобразуемое в тягу двигателя в результате истечения газов из сопла двигателя.
Топливо, используемое в химических ракетных двигателях, выполняет одновременно две функции: является источником рабочего тела в виде газообразных продуктов реакции горения и источником энергии в виде тепла, выделяемого при горении.
Выбор ракетного топлива зависит от цели его применения. Ничего идеального нет, поэтому смотрят на такие факторы, как цена, удельный импульс, скорость горения, функция зависимости скорости горения от давления, безопасность и технологичность изготовления и т.п.
Целью написания дипломной работы является изучение горения твердых ракетных топлив, понятия принципа горения. Расчет термодинамических характеристик гетерогенных систем отличающихся типом горючего и окислителя. В ходе написания данной работы необходимо изучить важнейшие классы твердых топлив, узнать, что представляют собой смесевые твердые топлива. Необходимо рассмотреть пути повышения величины удельного импульса смесевых твердых ракетных топлив.
Данная тема является актуальной. В наше время Российские ракетные двигатели на твердом топливе являются лучшими в мире. Десятки НИИ, сотни научных умов работают над созданием современных композитных материалов с ранее неизвестными физическими и химическими свойствами. Их использование даст возможность повысить эффективность имеющихся и разрабатывать и внедрять принципиально новые ракетные двигатели с увеличенным удельным импульсом.
Существует два пути повышения величины удельного импульса смесевых твердых ракетных топлив — это повышение теплового эффекта при горении топлива и повышение коэффициента полезного действия. Для увеличения теплового эффекта используются металлы: Al, B, Be и т.д. Наибольшее распространение в настоящее время получили составы с Al. Однако теплотворная способность бора существенно выше, особенно при взаимодействии со фтором. Одним из источников фтора является фторопласт.
Фторсодержащие полимеры обладают целым набором таких свойств, как термостойкость, химическая стойкость, антиадгезионные свойства, износостойкость и хорошие электрические свойства, которыми не обладают другие пластики.
В ходе расчетов выяснилось, что состав, в котором присутствуют фтор, имеет больший удельный импульс, при условии достаточно большой температуры. Исключением стал состав с Al+F.
НА+F дают более высокие значения единичного импульса, по сравнению с остальными исследованными составами.
