Головной обтекатель (ГО) – это передняя часть самолета или ракеты. Специально разработанная форма обеспечивает наименьшее аэродинамическое сопротивление. Кроме авиапромышленности, головные обтекатели проектируются для очень быстрого наземного или подводного транспорта.

Обтекатель, установленный на ракетах, имеет ряд особенностей. Он состоит из камеры, содержащей полезную нагрузку (к примеру, спутник), и внешней поверхности, которая рассчитана на воздействие высоких температур. Самые глубокие исследования сверхзвуковых полетов обозначили создание обтекателей для ядерных боеголовок и космических аппаратов. Как правило, головные обтекатели обладают формой конусообразного тела.

Значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами. Первый из них — экономический — имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии трубопроводов, резервуаров (котлов), деталей машин, судов, мостов, морских конструкций и т. д. Второй аспект — повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями, например сосуды высокого давления, паровые котлы, металлические контейнеры для токсичных материалов, лопасти и роторы турбин, мосты, детали самолетов и автономные автоматизированные механизмы. Надежность является важнейшим условием при разработке оборудования АЭС и систем захоронения радиоактивных отходов. Третьим аспектом является сохранность металлического фонда. Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам энергии и воды. Не менее важно, что человеческий труд, затрачиваемый на проектирование и реконструкцию металлического оборудования, пострадавшего от коррозии, может быть направлен на решение других общественно полезных задач.

Для экспериментального исследования процессов горения заряда СТТ в период запуска РДТТ и проверки теоретических методом применяются специальные моделирующие установки, В которых производится скоростная киносъемка процессов горения через прозрачные окна в стенках камеры.

Одна из таких установок [41] представляла собой плоскую камеру, в которой были установлены два параллельных блока ТРТ в форме пластин длиной 495 мм, шириной 25,4 мм и толщиной свода 6,35 мм. Между пластинами был образован канал прямоугольного сечения (25,4X6,35 мм), боковые стенки которого (из нержавеющей стали) были покрыты слоем термоизоляции на основе сополимера бутадиена и акриловой кислоты, эпоксида с 50% окиси титана. В период запуска модельного РДТТ абляция этого покрытия была очень невелика.

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.

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.