Горение протяженных пороховых элементов в камере сгорания

Развитие ракетной техники и артиллерии происходит по разным направлениям. В частности, проводится поиск разных форм пороховых элементов (ПЭ), позволяющих при умеренных параметрах снаряжения создавать сравнительно большие давления и уменьшить время набора максимального давления в камере сгорания. В работе использовалась модельная открытая камера сгорания, рассчитанная на максимальное рабочее давление 2500 атм. Камера снабжалась выходным коническим соплом и двумя индукционными датчиками давления. Пороховой заряд состоял из основного и вспомогательного. Основной — регулярно уложенные однотипные протяженные ПЭ в виде пластин, разрезных или щелевых трубок длиной около 150 мм, а вспомогательный заряд имел пиропатрон типа ПП-9 и картуз черного пороха массой 2–3 г. Эффективность ПЭ с точки зрения обеспечения максимального давления и минимального времени набора давления в камере изучалась на основании анализа диаграмм давления $p\left(t\right)$, полученных в условиях горения укладки (или заряда) из протяженных ПЭ при вариации начальной температуры или плотности заряжания. Установлено, что для элементов, не склонных к фрагментации в процессе горения (пластины, разрезные трубки), диаграммы $p\left(t\right)$ качественно практически одинаковы (или неразличимы). Элементы, с большой вероятностью фрагментирующие при горении, такие как щелевые трубки, обеспечивают высокие максимальные давления и малые времена набора давления в сравнении с зарядами из пластин и разрезных трубок при заметно меньших плотностях заряжания. Установлено, что увеличение плотности заряжания повышает максимальное давление более существенно, чем рост начальной температуры заряда. Предложена полуэмпирическая приближенная функция $p\left(t\right)$ для определения параметров снаряжения с целью уменьшения числа трудоемких экспериментов, связанных с камерой сгорания.