RLAN> Лечение - подъем рабочего давления, температуры. Это можно получить подняв Кн, изменив состав.
Ни один пульсирующий двигатель не достиг рабочего давления, значит полного воспламенения всей поверхности не было. Здесь вопрос не в давлении, а в воспламенении.
Поднять Кн - не значит поднять рабочее давление в процесс воспламенения. Процесс воспламенения - это постепенное нарастание Кн, какой бы он ни был изначально, всё равно он будет меняться от 0 до исходно заданного значения. И подняв Кн избежать того, что происходит всё равно не получиться. Менять топливо? А аналогичный состав без серы NaNO3(70%)+Сорбит(30%) ведёт себя точно также.
RLAN> но ты уперся в свои, не совсем понятные принципы, и не хочешь это хотя бы проверить.
Строить камеры с разным Кн (меняя площадь критики) и проверять это таким способом бесмыссленное занятие, см. выше. Всё тоже самое можно пронаблюдать в одной камере.
RLAN> Явно же видно, что когда повышается давление, начинаются пульсации, но в этот момент хотя бы шлак начинает вылетать.
Шлак вылетает на давлениях от 1,02атм до 3атм может до 6атм. То есть пока не будет набрано сколько-нибудь значительное давление, а вместе с ним и большая линейная скорость горения топлива. Так как на большей линейной скорости горения происходит интенсивное распыление жидкой фазы в дым. Иными словами, чем медленней горит топливо с одинаковым шлакообразованием, тем больше капель шлака оно оставит возле себя после сгорания, и тем меньше уйдёт его в дым.
RLAN> Явно же видно, что когда повышается давление, начинаются пульсации
Пульсации начинаются ещё при атмосферном давлении.
Собственно к чему я это всё затронул.
Нашёл сейчас нормальное описание всех видов неустойчивого горения в ТТ.
Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Сокольский В.Н., 1992 - Твердотопливные ракеты
Оказывается я снова не изобрёл ничего нового. Теорию о смыве или сдувании слоя топлива выдвинул ещё сам Победоносцев!
Но в этой книжке приняли другую теорию Зельдовича, об эрозионном раздувании.
Я всецело за Победоносцева. Зельдович правильно объяснил механизм глушения всего процесса горения при резком падении давления. Но причина резкого спада давления неверна, более того падение давления не резкое.
Он считает, что хуже было прогрето топливо у сопла и поэтому при его воспламенении и эрозионном ускорении горения, возникает условие недостаточного прогрева и оно тухнет. Но в этом случае должна вспыхнуть вся поверхность канала, а значит, давление в импульсах должно быть не ниже рабочего, чего на практике я не наблюдаю даже близко.
В своём двигателе Р-20-16 я ПРЕДНАМЕРЕННО использовал условие возникновения эрозионного горения, очень сильно заузив канал. Чтобы это дало конусное уклонение горящей поверхности к соплу на момент выхода двигателя на режим. При его испытании произошло сильное и резкое оплавление глиняного сопла. Двигатель полностью заглох (это и есть резкое падение всего за 0,1сек, а не за 1-2сек). Разгар составил от 3,8мм по диаметру до 7,5мм. При постепенном разгаре сопла до такого диаметра, двигатель бы не дал сколько-нибудь значительной тяги, а она была более 1,5кГ. Это дало возможность взглянуть на профиль канала, что я и сделал, разрезав его вдоль. Я увидел идеальную коническую поверхность, которая совершенно стабильно горела, и не было никакого намёка даже на импульсный режим. А по Зельдовичу всё наоборот. Ещё меня вообще удивило то, что они написали во второй гипотезе: «…после ускоренного выгорания части заряда за счёт раздувания…» Где оно ускорено? На всех графиках импульсных режимов работы двигателя чётко видно, что максимум набирается дольше, чем на расчётном режиме работы двигателя. Значит оно наоборот замедлено.
Ну и ещё, если оно из-за эрозии происходит, то явно опережение горения у сопла, а не у заглушки, что противоречит практике.
По моей гипотезе происходит не просто сдувание слоя, прежде происходит его деформация в напряжённых местах, а затем сильно вспученная поверхность увлекается газовым потоком к соплу и к заглушке. Но на дне канала деваться некуда и там процесс горения продолжается, повторно воспламеняя поверхность.
Тут гораздо более интересно рассмотреть именно напряжённые зоны. На самом деле между газом в камере сгорания и твёрдой поверхностью топлива образуется жидкий слой топлива с переменной вязкостью, обусловленной постепенным повышением температуры по мере продвижения теплового фронта вглубь топлива. В случае замкнутых контуров возникает интересный эффект разности площадей воспринимающих давление. Площадь поверхности жидкого слоя, контактирующая с газом, меньше площади поверхности воспринимающей давление от газа через жидкость на твёрдое тело. При этом возникает избыточное или недостаточное давление в жидком слое, что приводит к течению его по твёрдой поверхности. В случае замкнутых контуров правильной формы происходит взаимокомпенсация избыточного давления (например, в поперечном сечении канала - круг). Но если контур не замкнут и имеет волнистый профиль с холмами и впадинами, то течение жидкости неизбежно и тем, сильнее, чем больше на неё давят.
С холмообразных выпуклостей жидкость под равномерно распределённым на её поверхности давлением стремиться стечь во впадины.
На практике при постепенном воспламенении поверхности канала, когда горение раньше начинается в его глубине, происходит образование углублённой полости. Канал становиться не строго цилиндрическим, а похожим на раздутый чулок. При этом возникает образование холма или перегиба профиля канала по длине, с которого и убегает жидкость в разные стороны по направлению к соплу и к заглушке. Этого можно избежать, если уменьшить толщину прогреваемого слоя, при этом вязкость жидкости может воспрепятствовать интенсивному течению, за счёт утонения слоя. Это возможно на некотором давлении, когда уменьшиться толщина прогреваемого слоя. Но при кривой геометрии канала этого давления видимо никогда не получиться достичь.
В этой же книжке написано, что Победоносцев установил ещё и влияние типа воспламенителя на возникновение аномального горения ТТ. И я с этим тоже столкнулся.
Именно кривое воспламенение способствует возникновению аномального горения. Я уже давно заметил, чтобы быстро и чётко набрать давление в камере сгорания, необходимо РАВНОМЕРНО прогревать поверхность топлива. Как оказалось на практике – это очень непросто сделать. Именно при равномерном разогреве вся поверхность вспыхивает с минимальными задержками по времени и процессы течения жидкости просто не успевают протекать. Более того, создание конической формы канала, позволяет существенно снизить допускаемое давление устойчивого горения до нескольких атмосфер, так как при этом устанавливается умеренное и равномерное течение жидкость вдоль канала.