Способ исследования образца твердого топлива

 

Изобретение относится к области испытаний твердых ракетных топлив. Целью изобретения является повышение точности определения зависимости скорости горения от параметров напряженно-деформированного состояния и снижение погрешностей, связанных с влиянием переходных процессов при воспламенении и принудительном гашении, и расширение информативности, которая достигается тем, что стержневой образец растягивают, в средней по длине части на участке симметрично относительно оси воспламеняют, поддерживая общую деформацию образца постоянной, заданием времени задержки воспламенения после нагружения отпределяют диапазон изменения напряжений с учетом упругих и реологических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытаний твердых ракетных топлив.

Известен способ определения зависимости скорости горения твердых топлив от параметров напряженно-деформированного состояния, заключающийся в том, что модельный заряд твердого топлива в эластичном корпусе подвергают баллистическим испытаниям при разных уровнях деформации и определяют влияние деформации заряда на скорость горения [1].

Наиболее близким является способ исследования образца твердого топлива, заключающийся в том, что образцы топлива деформируют при разных уровнях, воспламеняют и определяют скорости горения при разных значениях параметров напряженно-деформированного состояния. По профилю выгоревшей области судят о зависимости скорости горения от параметров напряженно-деформированного состояния [2].

Недостаток прототипа состоит в низкой точности, связанной с взаимным влиянием участков с разными напряжениями и погрешностями, возникающими в переходный период при воспламенении и принудительном гашении.

Целью изобретения является повышение точности определения зависимости скорости горения от параметров напряженно-деформированного состояния и снижение погрешностей, связанных с влиянием переходных процессов при воспламенении и принудительном гашении, а также расширение информативности.

Цель достигается тем, что в способе исследования осуществляют воспламенение симметричного относительно продольной оси стержня постоянного сечения на участке его боковой поверхности в средней по длине части, деформирование осуществляют вдоль его оси, измеряют в процессе горения нагрузку на образец и деформацию образца на участках вне участка выгорания топлива и определяют с учетом упругих и реологических характеристик топлива скорость горения, соответствующую деформации и напряжению на участке выгорания, а также воспламенение осуществляют с задержкой после деформирования образца, затем при каждом уровне деформации образца инициируют дополнительные образцы при одновременном изменении времени задержки воспламенения, а по зависимостям от деформации скорости горения при одинаковой общей деформации образцов с разными временами задержки воспламенения судят о влиянии напряжения на скорость горения при фиксированной деформации.

На фиг. 1 показана схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - зависимость от времени напряжения, деформации и скорости горения; на фиг.3 - серия зависимостей скорости горения от деформации при разных напряжениях.

Для реализации способа используется образец постоянного до начала выгорания топлива сечения, содержащий участок 1 вне зоны горения и участок 2, на котором топливо выгорает.

Устройство содержит нагружатель 3, позволяющий задать образцу постоянную деформацию, с захватами 4, блок 5 включения, узел 6 воспламенения образца, связанный с блоком включения через реле 7 времени и камеру 8 постоянного давления, в которой установлены захваты 4. Блок 9 регистрации информации, датчик 10 нагрузки на образец, датчики 11 деформации и датчик перемещения траверсы нагружателя.

Способ реализуется следующим образом. Камера 8 заполняется инертным газом при заданном давлении. Предварительно задают на реле 7 время задержки, равное сумме времени нагружения образца и требуемого времени, через которое необходимо воспламенить образец. По команде блока 5 включения включают блок 9 регистрации информации и нагружатель 3. Через заданное время на участке 2 симметрично относительно оси образца воспламеняют топливо. Симметричность выгорания контролируется датчиками 11. Одновременно регистрируется общая деформация образца, поддерживаемая нагружателем 3 постоянной (для этого фиксируется перемещение траверсы или захватов 4), и усилие на образец от датчика 10 нагрузки. Имея данную информацию, можно построить для каждого образца зависимости осевых напряжения и деформации на участке 2 и скорости горения по зависимости изменения площади сечения на участке 2. Указанные зависимости можно перестроить, обобщив их по всей партии образцов при разных начальных деформациях и времени задержки.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, заключающийся в том, что образцы топлива деформируют при разных уровнях деформации, воспламеняют и определяют скорости горения при разных параметров напряженно-деформированного состояния, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения зависимости скорости горения от параметров напряженно-деформированного состояния и снижения погрешностей связанных с влиянием переходных процессов при воспламенении и принудительном гашении, осуществляют воспламенение симметричного относительно продольной оси стержня постоянного сечения на участке его боковой поверхности в средней по длине части, деформирование осуществляют вдоль его оси, измеряют в процессе горения нагрузку на образец и деформацию образца на участках вне участка выгорания топлива и определяют с учетом упругих и реологических характеристик топлива скорость горения, соответствующую деформации и напряжению на участке выгорания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности, воспламенение осуществляют с задержкой после деформирования образца, затем при каждом уровне деформации образца инициируют дополнительные образцы при одновременном изменении времени задержки воспламенения, а по зависимостям от деформации скорости горения при одинаковой общей деформации образцов с разными временами задержки воспламенения судят о влиянии напряжения на скорость горения при фиксированной деформации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3