§ 2. Воспламенительные составыдля ракетных двигателей

Надежность работы ракетного двигателя в значительной степени зависит от наличия эффективной системы воспламенения. Воспламенители на основе черного пороха оказались не пригодными для воспламенения смесевых или баллиститных порохов. В связи с этим американские фирмы разработали ряд конструкций пиротехнических воспламенителей, которые теперь используются для РДТТ и ЖРД. Пиротехническая система воспламенения применяется вракетных двигателях самых различных типов, в частности, в двигателях ракет Титан, Полярис, Минитмэн. Она надежна и безопасна, обеспечивает быстрый запуск двигателя на большой высоте, для включения системы требуется источник энергии малой мощности.

Факел пламени пиротехнического воспламенителя имеет высокую температуру и достаточно большие размеры (большую площадь воспламенения). В литературе описано большое количество конструкций таких 'воспламенителей: роликовые, корзиночные, «ракета аз ракете» и др.

На первой стадии отработки в пиротехнических воспламенителях была использована смесь А1С10 алюминиевого порошка с KC104. Эта смесь высококалорийна, интенсивно горит, температура ее воспламенения около 3б0° С.

Позднее в смесь А1С10 стали .вводить этилцеллюлозную связку. Для воспламенения смесевых топлив с высоким содержанием NH4C104 применяют пиротехнические смеси: К.С104 — 26—50% Ва(NОз)2 — 15—17%, сплав Zr—Ni ,(50/50) — 32—54%, этил- целлюлоза — 3% 1.

Находят применение и воспламенительные составы, содержащие бор, например: КМОз—71%, В (аморфный) — 24% каучук—5%.

При отработке пиротехнических воспламенителей проводят многочисленные испытания; определяют их рабочие характеристики при различных условиях2.

Отправными моментами при этом являются:

1) заданный габарит;

2) способ крепления в ракетном двигателе;

3) минимально необходимая температура факела пламени;

4) общее время действия и время до достижения максимального давления;

5) характеристика продуктов сгорания (максимально допустимое количество твердых веществ, степень дисперсности частиц и др.);

6) условия работы (вибрация, перегрузки, давление окружающей среды, максимальная и минимальная рабочие температуры и др.).

§ 3. Газогенераторные составы

Получение небольших количеств газа следует отнести к чисто пиротехническим операциям. Газогенераторные пиротехнические изделия (патроны) применяют во многих случаях: для наддува топливных баков, перемещения движущихся частей различных устройств; катапультирования пилота, размыкания и замыкания цепей электрического тока; приведения 'в действие клапанов, пуска небольших газовых турбин.

Амер. патент 2.988.876,11961. 2 Miss a Rockets, 'IBTO, 6, No 13(0; то же, .1959, 5, No 41.

Газогенераторные составы должны иметь низкую температуру и малую скорость горения. Хотя в принципе газогенерирующее действие могут оказывать и нитроцеллюлозные пороха, но существуют и созданные специально для этой цели пиротехнические составы. В качестве основных компонентов в них часто используют высокоазотистые «полувзрывчатые» вещества, не дающие твердого остатка при своем сгорании. В качестве таких веществ в литературе указываются нитрат аммония, нитрат гуанидина и нитрогуанидин. Некоторые свойства этих веществ приведены ниже (табл. 20Л).

Таблица 20.1

Свойства	Аммония нитрат NH4NO,	Гуанидиннитрат CNH(NH2)2*HNO,	Нитрогуанидин CNH(NH2)2NH*N02
Азот, %......	35 80 1,7 169 87,3 29,3 980 кал—4,186 кДж.	46 122 1.4 91.2 83.7 920	54 104 1.72 230 21.9 94.7 860
Молекулярный вес . . Плотность, г/см3 . . Температура плавле-
Теплота образования, ккал/моль . : . . .
Теплота разложения,
Объем газов при разложении, л/кг . . . Примечание. I к

В табл. 20.2 приводятся заимствованные из книги [117] рецепты составов с указанными выше веществами.

Однако в работе [78] сообщается, что ни бездымные коллоидные пороха, ни смесевые пороха на основе NH4NОз не удовлетво-

Таблица 20.2