где для баллиститного топлива Н имеем

140…200м/с;

в) ,

например, 0,4; к0,8;

г) ,

где для баллиститных топлив имеем (S/F)100; k0,003...0,004; S - площадь горящей поверхности в сечении с координатой x:

                        1 при 

д)  при 

где для баллиститного топлива Н имеем (ФГВ, 1971, №l) =0,04;
J=1,6; J_п=5,6.                                                                           

Коэффициенты k_v, k, к, к и k не являются физическими констан­тами топлива, но в ограниченных пределах конкретного внутрибаллистического расчета принимаются постоянными. Топлива с низкими ско­ростями горения более подвержены эрозионному горению, чем топлива с высокими скоростями. Вблизи v_n при v < v_n наблюдается уменьшение скорости горения (отрицательная эрозия, см. п.2.3.2).

4.  Зависимость скорости горения от деформации растяжения имеет
вид f₂ () = 1 + b; значение  b— порядка единицы.

5.  Скорость горения твердого топлива увеличивается с ростом уско­
рения ng, действующего перпендикулярно к горящей поверхности; так,

для пороха Н имеем (по данным Б. И. Гончаренко), что f₃ (n) = 

равна 1; 1,2; 1,4; 1,5 и 1,6 при п =0,7 • 10³; 1 • 10³; 4 • 10³; 8 • 10³ и 18 • 10³ соответственно.

Для металлизированных смесевых твердых топлив, в которых мас­совая доля алюминия равна z_A1, взаимосвязь между f₃  =  и п имеет вид (ФГВ, 1978, №6):

,

где давление измеряется в 10 Па, скорость горения - в мм/с.

При очень больших ускорениях (на участке насыщения) для раз­личных топлив f₃ () = 1,5 ...2,5 .

Увеличение и под действием ускорения зависит от размера частиц алюминия, содержащегося в смесевом твердом топливе. При отклоне­нии вектора ускорения от нормали к поверхности влияние п на и сначала уменьшается приблизительно как косинус угла наклона, а при углах 0...70⁰ ускорение не влияет на скорость горения.

Скорость горения безметалльного состава из очищенных компонентов не меняется при увеличении перегрузок до 10^3g.

6.  Скорость горения в условиях быстроменяющегося давления отличается от стационарного значения, и это изменение может быть приближенно описано, например, зависимостью

,

где  = 0,5…2; а — коэффициент температуропроводности топлива.

Возможно прерывание горения топлива при достаточно быстром спаде давления:

         — для баллиститных топлив;

             - u/d — для смесевых (d — диаметр зерна окислителя).

На скорость горения различных частей заряда твердого топлива оказывают также влияние особенности конструкции, технологии изготовления и режимов эксплуатации (хранения) РДТТ.

Устойчивое горение твердого топлива определяется следующими источниками тепла:

1) суммарно-экзотермическими реакциями, протекающими в тонком поверхностном слое топлива;

2) суммарно-экзотермическими процессами, протекающими в дымогазовой смеси.

Нагрев топлива до температуры, необходимой для устойчивого горения, осуществляется в основном первым источником тепловой энергии; при этом большая часть топлива в поверхностном слое диспергируется.

При квазистационарном горении твердого топлива со скоростью и в прогретом слое устанавливается распределение температуры, приближенно описываемое экспоненциальной зависимостью (рис. 2.1)

Т(х))ехр(-xu/а),

где T_s, T₃ — температура поверхности горящего топлива и начальная | температура заряда.

Для баллиститных топлив существует однозначная зависимость температуры поверхности T_s от скорости горения и. Для топлива HT равна 600, 650, 690 и 720 К при и =0,25; 0,5; 0,75 и 1 см/с соответственно.

Всего в прогретом слое аккумулировано количество теплоты

.

Основной запас этой теплоты заключен в слое толщиной  = а/и, время прогрева которого порядка t₄ ⁼ -а/и^г (время тепловой релаксации для баллиститного топлива составляет 60 и 4 мс при давлении 0,4 и 6,0 МПа соответственно). На основании этого можно приближенно по­лагать, что для воспламенения заряда и устойчивого развития реакции разложения, твердого топлива необходимо поверхностному слою пере­дать определенное количество теплоты  /и и нагреть поверх­ность топлива до температуры, близкой к значению , за определенное время, равное примерно а/и². При этом давление в РДТТ должно быть больше величины, необходимой для устойчивого горения.

Рис. 2.1 Схема горения баллиститного топлива:

Т₃ - начальная температура заряда;  — температура на поверхности раздела твердой и газовой фаз; 1 — исходное состояние топлива; 2 - зона прогрева и первичного разло­жения компонентов; 3 - жидковязкий слой;  4 - зона газификации; 5 - зона подготовки горючей смеси; 6 - зона горения; 7 -  продукты
сгорания.

Возрастание скорости горения с ростом давления и температуры за­ряда обусловлено тем, что при этих условиях ускоряется прогрев поверхностного слоя. Рост скорости горения при v > v_n обусловлен уве­личением эффективных коэффициентов теплопроводности и диффузии в развитом турбулентном потоке. Под действием перегрузок агломера­ты, образующиеся при горении, прижимаются к поверхности и, будучи по размерам сравнимы с толщиной прогретого слоя, увеличивают ло­кально теплопередачу к топливу и ведут фронт горения. При растяжении твердого топлива появляются микротрещины, доступные для горения, и линейная скорость перемещения горящей поверхности увеличивается.

Конкретные параметры зависимости скорости горения каждого заряда (или каждой партии зарядов) твердого топлива от давления и температуры (например,    и = и(T₃)p^v) определяются с помощью сжига­ния цилиндрического образца, забронированного по боковой поверхнос­ти, в приборе постоянного давления (рис. 2.2). Погрешность определе­ния и = e/t в этом приборе складывается из погрешностей измерения не­скольких параметров: