Для воспламенения заряда использовалась подача в канал газообразных кислорода и метана, зажигавшихся электрической свечой. Передний торец заряда располагается на расстоянии 42 мм от форсунок подачи воспламенительных компонентов. В этой промежуточной камере уже через 3 мс после подачи компонентов устанавливалось давление, составлявшее 80% от равновесного значения. Коэффициент избытка окислителя у воспламенительного состава составлял 0,930,98. Между задним торцом заряда и соплом был зазор 70 мм. В пяти сечениях вдоль канала были установлены датчики давления. Измерение температуры и тепловых потоков производилось с помощью малоинерционных датчиков. Для определения скорости горения заряда использовался метод гашения.

ТРТ содержало 80% ПА (30% с размером частиц 15 мкм и 70% — 180 мкм) и 20% связующего на основе сополимера бутадиена и акриловой кислоты.

При проведении экспериментов варьировалось отношение кр в диапазоне от 1,06 до 2,0.

Установлено, что после срабатывания воспламенителя в канале РДТТ устанавливается почти стационарный уровень давления 1,2 бар, который поддерживается в течение 35+40 мс (после включения воспламенителя). К этому моменту образуется очаг воспламенения ТРТ переднего торца заряда. Затем начинается распространение фронта пламени вдоль заряда и постепенное повышение давления, которое заканчивается.

Максимальное давление у переднего торца заряда достигается на 1,52 мс раньше, чем в конце заряда.

На рис. представлено сравнение теоретической и экспериментальной диаграмм “давление время” в период запуска и показано влияние учета в теоретической модели эффектов эрозионного горения. Таким образом, в рассматриваемом случае влияние эрозионного горения ТРТ на уровень давления в канале заряда достигает 35+40%. На рис. 17 приведены экспериментальные и расчетные данные о распределении давления вдоль канала заряда в разные характерные времена выхода двигателя на режим. В период индукции имеется хорошее совпадение давлений. Во время периода распространения пламени расчетное давление несколько ниже измеренного, в то время как при заполнении камеры сгорания расчетное давление несколько выше измеренного. Во всех измеренных точках имеется очень хорошее совпадение между расчетными и измеренными пиками давления. Расчетные распределения скорости газа и температуры за те же интервалы времени показаны на рис. 18 и 19 соответственно. Применение полной расчетно-теоретической модели обеспечило хорошее совпадение с экспериментальными данными. Установлено, что различие между расчетными и экспериментальными значениями периода задержки воспламенения заряда не превышает ±5%. Однако для правильного расчета необходимы достаточно точные исходные данные и, в частности, значение температуры продуктов сгорания воспламенителя.

При расходе продуктов сгорания воспламенителя начальная скорость распространения фронта пламени (у переднего торца заряда) составляла 13 м/с. При достижении пламенем заднего торца заряда скорость фронта увеличилась до 187 м/с (рис. 20). В случае неизменного расхода уменьшение отношения приводит к снижению скорости распространения пламени по заряду, поскольку повышение FKP вызывает уменьшение давления, а следовательно, и скорости протекания химических реакций. Максимальные скорости нарастания давления в период запуска РДТТ зафиксированы в среднем сечении канала заряда. Эта скорость достигала 5000 бар/с при F/FBB = 2,0 и 3000 бар/с при F/FKp=l,06. В условиях F/FKp=1,2 увеличение расхода воспламенителя от 10 до 22 г/с обеспечивало уменьшение задержки воспламенения заряда, с 65 мс до 20 мс. [41].

Следует отметить, что разработанные теоретические модели процессов при запуске РДТТ имеют ряд недостатков:

Не учитываются нестационарные эффекты в законе скорости горения СТТ, хотя интенсивность нарастания давления в канале достигает 5103 бар/с;

Пренебрегается эффектом вдува, который в реальном процессе имеет место в период индукции и вызывает уменьшение коэффициента теплообмена;

Не рассматривается структура турбулентного пограничного слоя.

Поэтому разработку теории процессов при запуске РДТТ пока нельзя признать достаточно завершенной Дальнейшее совершенствование этой теории позволит не только правильно рассчитывать тяговые характеристики РДТТ и давление, но и технически обоснованно установить верхний достижимый предел коэффициента объемного заполнения корпуса РДТТ уже на ранних этапах проектирования двигателя.

Система магний + тефлон + витон применяется в основном для воспламенителей, хотя дополнительно может использоваться в качестве источника ИКизлучения и теплового источника для разрушения различных систем и материалов. Состав может применяться в виде порошка, таблеток, блоков и имеет следующие преимущества: а) является высокоэнергетическим источником, генерирующим продукты сгорания с повышенными энтальпией и температурой; б) хорошо подвергается глухому прессованию и экструзии; в) обеспечивает низкое содержание газовой фазы в продуктах сгорания. Однако состав имеет худшие характеристики воспламенения по сравнению с другими системами, продукты сгорания являются токсичными, калорийность системы 2200 кал/г, скорость горения зависит от соотношения компонентов и имеет порядок 1,8 мм/с (при 1 кгс/см2).

Цирконий + хромат бария (Zr + ВаСгО4) является одной из наиболее легко воспламенимых систем, которая применяется в относительно «безгазовых» воспламенителях, применяется в виде порошка или гранул и при горении образует нагретые частицы конденсированной фазы. Система характеризуется низким степенным показателем давления в законе скорости горения, а также относительно небольшой калорийностью (501 кал/г). Скорость горения составляет 71 мм/с (при 1 кгс/см2).

Пиротехническая композиция алюминий + окись меди (А1 + fCuO) применяется в порошкообразном и таблетированном виде. Система разработана для использования в ядерных боеприпасах благодаря стойкости компонентов к воздействию нейтронного излучения, отличается термической стабильностью и малым газовыделением, образует при горении нагретые конденсированные частицы. Калорийность 864 кал/г, скорость горения 39,5 мм/с (при 1 кгс/см2).

Система черный порох+магний применяется в виде порошка и таблеток. Вследствие низкой калорийности черного пороха во многих составах используется присадка магния. Хотя эта система получила широкое распространение, возник ряд проблем, вызванных расслоением компонентов смеси и протеканием химических реакций между магнием и остаточной влагой в черном порохе, вследствие чего ухудшаются рабочие характеристики воспламенителя. Калорийность системы 1040 кал/г.

Композиция магний + нитрат натрия + нитрат калия (Mg + 4NaNO3+KNO3) используется в виде порошка и таблеток. Для изготовления элементов основного заряда воспламенителя с большим временем горения в состав смеси включается смола в качестве связующего. Благодаря покрытию смолой система обладает низкой гигроскопичностью. Вследствие образования при горении нагретых конденсированных частиц продукты сгорания обеспечивают эффективную передачу тепла. Система характеризуется высокой калорийностью (1456 кал/г). Скорость горения составляет 3,8 мм/с (при 1 кгс/см2).