ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА РУССКОГО ПЕРЕВОДА

Одним из основных направлений развития ракетной техники является разработка высокоэффективных топлив с большой удельной тягой и плотностью.

В настоящее время наибольшее применение получили жидкие окислители: кислород, четырехокись азота, азотнокислотные окислители, перекись водорода и жидкие горючие: керосин, несимметричный диметилгидразин, гидразин, амины, жидкий аммиак, скипидар. Осваиваются также жидкие фтор и водород. Изучаются как возможные компоненты бороводороды, бериллий-содержащие соединения, фторсодержащие окислители (окись фтора, три- и пентафторид хлора, трифторид азота, тетрафторгидразин и т. д.), сочетания жидких компонентов с легкими металлами (литием, бериллием) и т. п.

Водород и металлосодержащие горючие с такими окислителями, как перекись водорода, фтор и кислород, образуют жидкие топлива с высокой удельной тягой. К ним относятся высококипящие топлива: перекись водорода в паре с пентабораном или гидридом бериллия [95], перекись водорода — бериллий — гидразин; низкокипящие: кислород—водород, фтор—водород, кислород—водород—бериллий, фтор—водород—литий и др. [18]. Топливо перекись водорода—гидрид бериллия имеет такую же теоретическую удельную тягу, как и высокоэффективное низкокипящее топливо фтор—водород, а приведенные трехкомпонентные низкокипящие топлива по удельной тяге превосходят топливо фтор—водород.

Для вспомогательных целей как однокомпонентные жидкие топлива применяются перекись водорода и гидразин. Из твердых ракетных топлив более распространены гетерогенные (смесевые) топлива. В качестве окислителей этих топлив чаще используются перхлорат аммония, нитрат аммония или перхлорат калия, а в качестве горючих-связующих — асфальты, битумы, полимеры: тиоколы, полиэфиры, уретаны, синтетические (полибутадиеновые и др.) каучуки, полиэтилен, полипропилен, синтетические смолы (фенольные, эпоксидные, стирольные, акрилатные, полиамидные) и т. д. Рассматривается возможность применения перхлората нитрония. В качестве компонентов гомогенных (двухосновных) твердых топлив применяются нитроцеллюлоза, нитроглицерин; исследуется возможность использования диэтиленгликольдинитрата. Для увеличения удельной тяги к твердым топливам добавляются металлы (алюминий, магний, бериллий), предлагается введение их соединений.

Применение многих легких элементов и их соединений в качестве компонентов жидких топлив впервые приложено русскими исследователями. Циолковский рекомендовал использовав кислород, водород, ацетилен, нефтепродукты и другие углеводороды (1903 г.), озон, метан, скипидар (1914 г.), окислы азота (1926 г.) [67], пятиокись азота и атомарный водород [68]. Кондратюк [29] указал на возможность использования лития, бора, алюминия, кремния и магния как самостоятельно, так и в смесях с другими веществами, ин предложил в качестве компонентов топлива водородные и углеводородные соединения бора и кремния. Цандер [66] рассматривал возможность использования лития, магния, алюминия и бора с кислородом или с фтором. В газодинамической лаборатории (ГДЛ) в 1930—1931 гг. были предложены в качестве компонентов топлив азотная кислота, азотнокислотные окислители, четырехокись азота, растворы озона в жидком кислороде, перекись водорода, хлорная кислота, тетранитрометан, а также бериллий (как в сочетании с жидкими кислородом и водородом, так и с высококипящими горючими и в порохах [31]), а в 1933 г. — смеси кислорода и фтора. В ГДЛ-ОКБ были изучены свойства окиси фтора и топлива окись фтора — диэтиламин [31].

Систематический и подробный анализ компонентов ракетных топлив выполнен лишь в очень немногих работах. Первая систематическая оценка топлив дана в курсе лекций Глушко [16]. В интересной монографии Чернышева [70] приведен большой материал по свойствам многих компонентов топлив, в том числе результаты исследований автора. В справочнике Кита и Эвереда [94] описываются физико-химические и эксплуатационные свойства, методы производства, данные по совместимости с конструкционными материалами и т. п. для многих применяемых или возможных компонентов топлив. По сравнению с настоящей книгой этот справочник содержит более подробные данные о многих компонентах топлив, получивших широкое применение, но в нем рассмотрено меньшее количество веществ. В книге Паушкина [45] описаны физико-химические, эксплуатационные и другие свойства компонентов ракетных топлив (в основном нефтепродуктов). В сборниках [72, 77] приведен ряд интересных докладов по отдельным проблемам разработки и применения ракетных топлив. В обзоре Бойда и др. [74] конструкционные материалы классифицированы по их стойкости в компонентах жидких топлив, а статья Тинера [112] посвящена вопросу совместимости материалов с фторсодержащими окислителями. В обзоре Рысса [51] рассмотрены неорганические соединения фтора, а в сборниках [22, 107, 111] — применение водорода в ракетной технике.

В книге Сарнера на основе анализа обширной литературы собран интересный и ценный материал о свойствах более чем двухсот веществ, исследованных до 1965 г. Центральные и наиболее интересные главы книги (4, 8 и 9) посвящены описанию горючих, окислителей и энергетических характеристик топлив. Известный интерес представляют разделы гл. 10 и 11, в которых рассматриваются механизмы горения твердых топлив и методы испытаний, а также гл. 5 и 6 о потерях удельной тяги из-за двухфазности потока и неравновесности процессов рекомбинации в сопле. Остальной материал книги носит вспомогательный характер и изложен на значительно более низком уровне, чем основные главы.

При написании книги в основном была использована литература, вышедшая до 1962—1964 гг. Однако более поздние публикации не содержат существенных уточнений физико-химических эксплуатационных и других характеристик рассмотренных веществ и не меняют представления об этих веществах как компонентах ракетных топлив. При выполнении точных расчетов 1) следует использовать параметры компонентов топлив, заимствованные из оригинальных работ или авторитетных справочников. В этом случае необходимо учитывать результаты более поздних исследований.

Не вполне приемлемы рекомендации Сарнера по расчету удельных тяг, в частности по оценке теплот образования компонентов топлив и по расчету потерь вследствие двухфазности потока и неравновесности процессов рекомбинации в сопле; кроме того, эти разделы книги изложены слишком упрощенно. Поэтому ниже придется подробнее остановиться на этих вопросах.

В гл. 8 описываются физико-химические и эксплуатационные свойства, методы производства как неорганических горючих веществ (металлов, их гидридов, карбидов и т. д., водорода и его нитридов, растворов металлов в аммиаке), так и органических (аминов, спиртов, углеводородов, нефтепродуктов, эпоксидов, металлоорганических соединений). В гл. 9 приведены такие же сведения для окислительных веществ (кислорода, озона, фторсодержащих соединений, окислов азота, азотнокислотных окислителей, перекиси водорода, соединений инертных газов, перекисей металлов, нитратов, нитросоединений, перхлоратов). Особое внимание уделено фторсодержащим окислительным веществам (фтору, фторидам кислорода, азота и галогенов, перхлорилфториду). Таким образом, Сарнер рассмотрел практически все классы веществ, которые можно использовать в качестве компонентов топлива. Гл. 8 и 9 снабжены обширной и ценной библиографией, содержащей более 700 работ, в основном американских авторов. К недостаткам этих глав следует отнести весьма беглое упоминание о применении компонентов топлива; в частности, нет полного и четкого перечня применяемых компонентов. Утверждения о перспективности использования отдельных веществ не имеют достаточного обоснования.

Любое вещество может применяться в качестве нового компонента топлива, если топливо на его основе по эффективности существенно превосходит уже применяющиеся топлива соответствующего класса, либо по крайней мере не уступает им. При этом в первом случае рассматриваемое вещество должно удовлетворять техническим требованиям, предъявляемым к компонентам топлив, а во втором случае также должно иметь большое эксплуатационное, технологическое или другие преимущества. Следовательно, отбор веществ, предлагаемых в качестве компонентов топлив, должен производиться по удельным тягам и плотности топлив на их основе с учетом указанных требований. Сарнер этого не делает; поэтому к его рекомендациям следует относиться с известной осторожностью. В частности, вызывает сомнение перспективность использования циркония, растворов металлов и их гидридов в аммиаке и т. д., а также утверждение о большей эффективности гидразина по сравнению с несимметричным диметилгидразином.

Жидкий фтор относится к наиболее эффективным из существующих окислителей, так как топлива на его основе имеют наибольшую удельную тягу (за исключением ранее указанных трехкомпонентных) и высокую плотность. По эффективности несколько хуже окись фтора. Остальные окислители, в том числе фторсодержащие, значительно уступают фтору по удельной тяге топлив на их основе. Фторсодержащие окислители обычно токсичны, химически активны и агрессивны. Продукты их сгорания токсичны из-за присутствия фтористого водорода. Это существенно затрудняет эксплуатацию фторсодержащих окислителей, использование которых целесообразно лишь при значительном выигрыше в эффективности топлива. К сожалению, выигрыш относительно невелик (кроме случая элементарного фтора), поэтому рекомендации Сарнера относительно этих окислителей неоправданны. Также спорно его утверждение о преимуществе фторкислородных соединений над фтором (начало разд. 9.5).

В гл. 4 приведен интересный анализ эффективности типичных двухкомпонентных жидких топлив, образованных девятью горючими в сочетании с десятью окислителями, в большинстве своем фторсодержащими. Путем сопоставления молекулярных весов продуктов сгорания, теплот образования и стабильности их компонентов Сарнер выявил наиболее эффективные трехкомпонентные топлива: кислород—бериллий—водород и фтор—литий—водород. Следует отметить, что действительные удельные тяги этих двух топлив отличаются на меньшую величину, чем теоретические.

Здесь также приведены краткие сведения об однокомпонентных и твердых топливах. Рассматривается влияние добавок металлосодержащих веществ на характеристики твердых топлив. Разделы об этих топливах менее интересны, чем о жидких двухкомпонентных.

Многие высокоэффективные топлива целесообразно применять лишь на верхних ступенях ракет, работающих в вакууме, поэтому правильнее сравнивать их по пустотным удельным тягам при малых давлениях в выходном сечении сопла. Однако в книге Сарнера топлива сравниваются по удельным тягам, вычисленным при давлении в выходном сечении сопла 1 атм, что является существенным недостатком.

В гл. 4 содержатся ценные и оригинальные разделы о термической стабильности компонентов продуктов сгорания (окислов и фторидов) при высоких температурах и о составах продуктов совместных «конкурирующих» реакций в системах из трех элементов.

Следует указать, что анализ стабильности компонентов продуктов сгорания и удельных тяг типичных топлив, аналогичный анализу Сарнера, представлен в монографии Зигеля и Шилера [104]. Во многих работах, например [18, 44, 78, 94, 95, 99, 104, 105, 108, 109, 114], 2) приведены расчетные удельные тяги ракетных топлив. Однако эти значения удельных тяг следует применять с известной осторожностью, так как не все значения вычислены по достаточно надежным термодинамическим параметрам компонентов топлив и их продуктов сгорания.

Удельная тяга топлива во многих случаях является определяющим параметром, Экспериментальное определение удельных тяг очень сложно, длительно и дорого. Поэтому при сравнении обычно используются их теоретические значения без учета потерь на неполноту сгорания, трение в сопле и т. п., так как расчет этих потерь громоздок и не дает надежных результатов. Однако в гл. 2 и 4 упоминаются упрощенные и недостаточно удачные методы расчета удельных тяг и выбора термодинамических параметров компонентов топлив, необходимых для проведения такого расчета. Сарнер приводит только самый приближенный и ненадежный метод оценки теплот образования с использованием средних энергий связи; при этом он пользуется представлением об «энергии резонанса». Рассмотрим несколько подробнее методы расчета удельных тяг и выбора теплот образования компонентов топлива.

Современный общеизвестный метод расчета удельной тяги сформулирован и развит Ваничевым [10] на основании метода работы [83]; интересные способы расчета приведены в работах [18а, 23, 54]. Вычисление удельной тяги — трудоемкий процесс, обычно выполняемый на быстродействующих счетных машинах. Хафф и др. [88] одни из первых разработали метод расчета на таких машинах. Их метод модифицирован Томпсоном [77] и развит Алемасовым и др. и изложен в учебнике [1] (обзор работ группы Алемасова приведен в статье [2]).

Некоторые авторы предлагают либо приближенные методы вычисления удельных тяг без расчета состава [43, 81], либо применение номограмм [7, 87] и диаграмм (i, s). Применение приближенных методов может привести к существенным ошибкам, а построение номограмм и диаграмм (i, s) связано с большими затратами времени, к тому же они имеют лишь ограниченное применение.

Следует также упомянуть монографию Уилкинса [114] и сборники докладов [93], в которых описываются методы расчета удельных тяг.

Точность расчетных значений удельных тяг зависит от точности определения термодинамических параметров компонентов топлив и их продуктов сгорания. Наиболее надежные, систематизированные и согласованные между собой термодинамические параметры компонентов продуктов сгорания приведены в справочнике [19], где они вычислены на основании тщательного анализа практически всех данных, опубликованных до конца 1961 г. 3). В этом справочнике приведены обоснования выбора принятых параметров. Аналогичные термодинамические таблицы JANAF [89], опубликованные в США, имеют недостаточную внутреннюю согласованность данных и основаны на менее точных методах. В таблицах JANAF рассмотрено меньшее число элементов, но значительно большее количество образуемых ими соединений. При составлении обоих справочников использованы результаты специально поставленных экспериментов. Эти справочники снабжены обширной библиографией.

Для выбора энтальпий (теплот образования) компонентов топлив можно рекомендовать ряд справочников. Опубликованы первые три выпуска (из десяти) справочника [56], в котором приведены наиболее надежные и систематизированные значения термических констант неорганических и органических (содержащих не более двух атомов углерода) веществ. Эти константы выбраны на основании тщательного анализа практически всех опубликованных данных (в первом выпуске до середины 1963 г., во втором — до конца 1964 г. и в третьем — до марта 1967 г.). По тщательности подготовки и объему представленного материала уникален справочник Россини [102] по теплотам образования и фазовым переходам, охватывающий данные, опубликованные до 1948—1950 гг. На его основе составлен ценный справочник Вагмана и др. [113]. Справочники [56, 102, 113] снабжены обширной библиографией. К сожалению, в них не приводится обоснование принятых величин. Известный интерес представляет справочник Быховского и Россини [73], в котором собраны и обработаны результаты до 1934 г.; в нем дано обоснование выбора принятых величин, что является его основным преимуществом. Справочник Брицке и др. [56а] создан на основе справочника [73] и дополнен материалом, заимствованным из справочника Ландольта—Бернштейна, монографий Келли и др. Однако при внесении численных исправлений в справочнике [56а] была нарушена внутренняя согласованность ряда данных. Имеются ценные справочники по термодинамическим свойствам и теплотам образования углеводородов и других органических соединений [11, Па, 59, 60, 103].

Существует несколько методов оценки теплот образования. Карапетьянц [25] предложил методы сравнительного расчета, основанные на принципе закономерности свойств в рядах соединений, сходных по химическим свойствам и структуре молекул. При использовании этих методов необходимо опираться на свойства близких соединений. Энергия диссоциации веществ часто вычисляется, исходя из аддитивности средних энергий связи без учета влияния соседних атомов. Однако такое упрощение во многих случаях приводит к значительным погрешностям. Значения средних энергий связи приведены у Коттрелла [32], в обзоре Кондратьева [28] и в справочнике Веденеева и др. [12].

Зависимость между энергией связей в молекулах углеводородов и их строением наиболее последовательно рассмотрена в работах Татевского 4), в которых рекомендуется выполнять расчеты с учетом классификации химических связей. Известны методы расчета теплот образования путем суммирования энергий отдельных групп атомов [79, 106]. Метод Караша [92] основан на зависимости между теплотой сгорания и числом валентных электронов. Хандрик [82], Юнг и др. [90] связывают теплоту сгорания с числом атомов кислорода, необходимых для полного окисления молекулы горючего. Из указанных методов наилучшие результаты дают методы Татевского и Заудерса—Франклина [79, 106]. Методы определения энергий диссоциации неорганических соединений по энергиям отдельных связей не столь точны, как в случае гомологических рядов органических соединений. Это объясняется большей специфичностью связей в неорганических соединениях. Теплоты образования можно оценить и по значениям сродства к электрону, например, приведенным в обзорных работах [9, 100].

При выборе теплот образования компонентов топлив рекомендуется пользоваться оригинальными работами; к сводкам без указания источника следует относиться с известной осторожностью. Для получения надежных удельных тяг не рекомендуется пользоваться оцененными значениями теплот образования, а следует определять их экспериментально.

В разд. 4.5 Сарнер использует понятие «энергия резонанса» и приводит таблицу ее значений по Паулингу. По последним представлениям, энергии резонанса, по-видимому, не существует. Поэтому оригинальный текст не был включен, а заменен текстом, написанным Татевским.

В гл. 3 даются упрощенные основные представления о расчете термодинамических свойств индивидуальных веществ. К сожалению, материал главы изложен нестрого, в некоторых местах даже ошибочен и не дает достаточно полного представления о предмете. Методы вычисления термодинамических свойств (энтальпии, энтропии, изобарно-изотермического потенциала и т. п.) индивидуальных веществ подробно изложены в справочнике [19], в монографиях [17, 39] и др., а в приложении к органическим соединениям — в работах [11, 11а].

В гл. 5 Сарнер приводит общие понятия о влиянии кинетики рекомбинации в сопле двигателя на потери удельной тяги. Это влияние он определяет наиболее простым расчетным способом, вычисляя разность удельных тяг при равновесном и «замороженном» течениях, а также на примере результатов нескольких работ, в которых эти потери определены экспериментально. Из расчетных методов Сарнер упоминает лишь метод Брея, но не дает даже ссылок на работы, обобщающие этот метод или описывающие другие методы.

При течении потока по соплу по мере приближения к выходному сечению увеличивается скорость изменения его параметров. Уменьшаются плотность и температура продуктов сгорания, а следовательно, и скорости выравнивания процессов, поэтому состояние потока стремится к «замороженному». При этом наиболее важными релаксационными процессами в соплах (кроме конденсации) является установление равновесия по колебательным степеням свободы и рекомбинация. Известно много работ, в которых рассматривается (особенно для воздуха) отклонение от равновесного состояния химического состава и колебательных степенен свободы при течениях в соплах, в зоне релаксации за скачками уплотнений, при обтекании тел, тепло- и массопереносе и т. д. Обзор литературы до 1963 г. выполнен Чженом [71], а также Кэмпбеллом и Мейером [27]. Эти процессы в вязких потоках рассмотрены в монографии Дорренса [21]. В ряде работ приведены уравнения, описывающие неравновесный поток невязкой реагирующей смеси без учета теплообмена (например, [37]). Решение этих уравнений, за весьма редкими исключениями, производится численными методами. Применялся численный метод Рунге—Кутта, но он вытеснен более совершенным — неявной схемой разностного метода (например, [47]). Оригинальный метод вычисления предложен Галюн и Крайко [14].

Точное решение указанных уравнений даже в одномерной постановке задачи трудоемко, поэтому часто применяются упрощенные способы. Некоторые авторы (например, [44]) вычисляют потери удельной тяги по ее разности в двух предельных случаях: при равновесном и «замороженном» течениях продуктов сгорания. Иногда предполагают, что до некоторой температуры происходит равновесный процесс расширения, а ниже ее — «замороженный».

Эти методы с вычислительной точки зрения значительно проще точного, так как в обоих предельных случаях энтропия продуктов сгорания в потоке постоянна и не нужно производить интегрирования дифференциальных уравнений по времени. В некоторых случаях применение этого приема вызывается отсутствием данных по механизмам и кинетике химических реакций рекомбинации.

Брей [13] на примере рекомбинации двухатомного идеального диссоциирующего газа показал, что течение в сопле с учетом релаксационных процессов можно разбить на три области. В первой области расширение равновесно и изэнтропно; во второй небольшой области происходит резкое отклонение от равновесного состояния с возрастанием энтропии; в третьей — расширение близко к «замороженному» и изэнтропно. Поэтому Брей предложил [8, 13] приближенный расчетный метод, в котором параметры газа принимаются равновесными до «точки замораживания», а после нее «замороженными». Параметры «точки замораживания» определяются по отношению скорости изменения равновесного состава к характерной скорости реакции диссоциации. Финней [61] распространил метод Брея на колебательные степени свободы. В ряде работ, например [52, 62], метод Брея использован применительно к продуктам сгорания сложного химического состава. Согласно Лорди [38], для чистых двухатомных газов расчеты по методу Брея имеют точность 3%, но для газовых смесей его следует применять с осторожностью. Подобный результат получен Ченом [76]. Потери удельной тяги из-за неравновесности течения в сопле определены рядом исследователей [44, 62, 53, 57, 91].

Несмотря на весьма большое количество исследований, мы располагаем недостаточными знаниями как о константах скоростей химических реакций и колебательной релаксации в широких интервалах температур и давлений, так и о механизмах химических процессов, происходящих при горении и расширении продуктов сгорания. Это вызывает основные трудности при определении параметров неравновесных продуктов сгорания. В настоящее время получены неполные данные только для систем из водорода, кислорода, углерода и азота. Зачастую данные разных авторов являются противоречивыми. Для других систем имеются лишь отрывочные сведения. Ввиду практической важности таких данных необходимо шире поставить соответствующие теоретические и экспериментальные работы по их определению. 5).

В гл. 6 даются общие представления о конденсации в ракетных двигателях и о потерях удельной тяги, вызванных отставанием конденсированных частиц от газообразной фазы по скорости и температуре. Сарнер не приводит замкнутой системы уравнений для расчета этих потерь.

Теории двухфазного потока посвящено много работ. Анализ этой литературы показывает, что двумерные теории двухфазного потока позволяют достаточно точно определить потери удельной тяги по заданным размерам конденсированных частиц, их содержанию, коэффициентам сопротивления и теплоотдачи. Опубликованы работы по определению экстремальных контуров сопел для двухфазной среды. Интересный обзор работ по теории двухфазного потока в соплах, опубликованных до начала 1962 г., представлен Хогландом [65], некоторые статьи приведены в сборнике [20], анализ в общем виде выполнен Крайко и Стерниным [33]. В работе [26] приведены коэффициенты сопротивления движению частиц и коэффициенты теплоотдачи.

Неопределенность результатов указанных расчетов часто бывает обусловлена незнанием размеров частиц конденсированной фазы. Проведено несколько интересных работ по определению размеров частиц окиси, образующихся при горении твердых алюминизирозанных топлив в экспериментальных двигателях [34, 48, 49, 69, 75]. В работе Фейна [58] сделана попытка теоретически найти функцию распределения по размерам частиц окиси в продуктах сгорания трубчатых зарядов.

При проведении расчетов следует учитывать агломерацию (слияние) жидких частиц, которая, по-видимому, происходит в соплах. Ее наблюдали Браун и Макарти [75], теоретически исследовал Марбль [97], теоретически и экспериментально — Кроув и Уиллогби [34], причем последние считают агломерацию основным механизмом роста жидких частиц в соплах. Бабуха и Шрайбер [3, 4] получили теоретические результаты, аналогичные результатам Кроува и Уиллогби. При расчете агломерации очень важно знать коэффициенты эффективности соударения жидких капель. Эти коэффициенты определены для случая водяных капель, свободно падающих в воздухе (например, [86]), однако их нельзя непосредственно перенести на случай агломерации в соплах.

Для описания потока при наличии конденсации в сопле двигателя составляется система уравнений, учитывающих химические реакции в газовой фазе, кинетику зародышеобразования и роста частиц, агломерацию жидких частиц и газодинамику двухфазного потока. Такая система уравнений для квазистационарного процесса без учета кинетики зародышеобразования приведена Уильямсом [20]. Массовая скорость образования компонентов вследствие гомогенных реакций в газовой фазе определяется по уравнениям работы Ли [37], а масса образующихся зародышей конденсированной фазы — по Баханову и Буйкову [5, 50]. Обобщенные методы расчета двухфазного потока в соплах при наличии конденсации приведены в работах Буйкова М. В. и Баханова В. П. и в работе [55] (в последнем случае при отсутствии химических реакций).

Из работ по конденсации следует особо отметить обзор Хирса и Паунда [64] и статьи [12а, 15, 35, 42, 84, 85].

В гл. 7 приводятся элементарные данные по химическим и механическим свойствам горючего-связующего 6), а гл. 10 посвящена внутренней баллистике твердых топлив. В разд. 10.6—10.12 кратко рассматриваются механизмы горения и термическое разложение компонентов твердых топлив. Этот анализ основан на результатах более восьмидесяти работ, выполненных в основном до 1961 г. С тех пор опубликовано много работ по горению твердых топлив в журналах «Ракетная техника и космонавтика», «Combustion and Flame», «Журнал прикладной механики и технической физики» и в сборниках Symposium (International) on Combustion [5a, 12a, 24, 42, 46, 49a, 50]. Поэтому этот раздел гл. 10 следует рассматривать только как вводный.

В гл. 11 коротко изложен интересный материал по методам испытаний в основном твердых топлив и их компонентов. Здесь описаны термический анализ, ряд методов определения размеров частиц компонентов и другие методы. В этой главе приводятся элементарные представления о горении металлов 7).

В гл. 12 даются весьма элементарные представления о возможных источниках энергии и рабочего тела, обеспечивающих получение высоких удельных тяг. В ней рассматриваются гипотетические топлива на основе свободных радикалов, а также принципы работы ядерных, электрических и гипотетических фотонных двигателей. Эта глава в основном написана по материалам работы Микля и др. (топливо на основе свободных атомов и радикалов), Бассарда и Де-Лауэра [6] (ядерные двигатели) и Корлисса [30] (электрические двигатели).

К сожалению, в некоторых местах книги Сарнера, в основном во вспомогательных главах, приведен устаревший материал, имеются ошибки в формулах, в ряде мест даются расплывчатые или неточные определения и т. д. Поэтому в тексте были сделаны соответствующие исправления. Существенные исправления оговорены в настоящем предисловии и в примечаниях к тексту книги. Наиболее значительные исправления внесены в гл. 1—4 и гл. 11.

Несмотря на указанные недостатки, книга Сарнера представляет значительный интерес, в первую очередь как обзор физико-химических, эксплуатационных и других свойств многих веществ, как используемых в качестве компонентов ракетных топлив, так и перспективных.


1) К точным расчетам относятся, например, вычисления объемов топливных баков и весовых расходов компонентов топлив по объемным расходам (особенно при экспериментальных определениях удельных тяг). Их следует производить по точным значениям плотностей компонентов. Аналогично, теоретические удельные тяги необходимо вычислять по надежным значениям теплот образования компонентов.
2) Под руководством Глушко В. П. составляется многотомный справочник «Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания» (ВИНИТИ АН СССР).
3) В настоящее время подготавливаются дополнения к этому справочнику.
4) В разд. 4.5. этой книги, написанном Татевским В. М., изложены основы его метода; соответствующая литература приведена в конце гл. 4.
5) Готовится к печати справочник Кондратьева В. Н. (ИХФ АН СССР) по константам скоростей химических процессов.
6) Интересные сведения по механическим и другим свойствам твердых топлив приведены в статье Мажеруса и др. [96] и в сборниках [98, 101].
7) Из работ по горению металлов в первую очередь следует отметить ценные обзорные статьи Маркштейна [40, 41] и Гордона и др. [80], статьи в сборниках [12а, 15, 24, 42, 46, 50, 84], а также статьи по горению бериллия, помещенные в сборнике докладов [110].


Назад, на страницу описания