Композиционные материалы в двигателях летательных аппаратов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. -344 с.
ISBH 5-7038-1325-5
Изложены актуальные вопросы применения в двигателях летательных аппаратов композиционных материалов (композитов) разных видов, обеспечивающих качественно новый уровень технического совершенства двигателей и способствующих повышению тактико-технических характеристик летательных аппаратов различного назначения.
С учетом специфических особенностей композитов разных видов изложены методы исследования их работоспособности в двигателях летательных аппаратов, рассмотрены" вопросы расчета теплового состояния конструкции и уноса массы композитов при взаимодействии с продуктами сгорания топлив, приведены экспериментальные методы исследования эрозионной стойкости композитов. Предложены новые методы расчета надежности элементов конструкции двигателей летательных аппаратов из композитов, методы прогнозирования сохранности свойств этих материалов и элементов конструкции двигателей, рекомендованы методы повышения работоспособности композитов в двигателях летательных аппаратов.
Книга является одной из первых в отечественной и зарубежной научно-технической литературе, в которой изложены вопросы состояния композитов и методы исследования их работоспособности при создании конструкции двигателей летательных аппаратов.
Для научных и инженерно-технических работников предприятий и организаций ракетно-космического и авиационного профиля. Может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений, специализирующихся в области машиностроения и приборостроения.
Ил. 42. Табл. 48. Библиогр. список 12 назв.
УДК 621.792.6 ББК 34.432:39.52
BN 5-7038-1325-5 © Белов Г.В., Ерохин Б.Т., Киреев В.П., 1998
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................... 6
Глава 1. Композиты для элементов конструкции двигателей летательных
аппаратов ............................. 8
1.1. Двигатели летательных аппаратов и приоритетные
направления их развития.................. 8
1.2. Виды композитов, применяемых в конструкциях двигателей . 14
1.3. Методы промышленного изготовления композитов...... 26
1.4. Свойства композитов..................... 36
1.5. Перспективы развития композитов.............. 56
Глава 2. Методы исследования работоспособности композитов
в двигателях летательных аппаратов...............77
2.1. Критерии эффективности двигателей во взаимосвязи
с показателями работоспособности композитов.......77
2.2. Основы теории системных методов исследования
работоспособности композитов в конструкциях двигателей . 82
2.3. Типовые задачи оптимизации показателей работоспособности
элементов соплового блока.................93
2.4. Сравнительная оценка эффективности моноблока сопла
из композитов....................... 107
2.5. О соотношении разгара проточного тракта сопла и снижения
его массы при применении композитов.......... 116
2.6. Выбор характеристик композита на основе статистического
метода оценки разгара критического сечения сопла
по результатам стендовых испытаний двигателя...... 123
Глава 3. Расчет теплового состояния конструкции двигателя
из композитов......................... 136
3.1. Общие положения..................... 136
3.2. Конвективный теплообмен. Характер течения и теплообмена
в пограничном слое.................... 139
3.2.1. Критериальные соотношения для определения конвективного теплообмена.............. 141
3.2.2. Дифференциальные уравнения пограничного слоя . . 157
1* Ч
3.2.3. Интегральные уравнения движения.......... 160
3.2.4. Тепломассообмен при течении турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности ... 164
3.2.5. Влияние шероховатости поверхности стенки
на теплообмен при турбулентном течении газа .... 167
3.2.6. Влияние двухфазности продуктов сгорания
на теплообмен.................... 170
3.3. Радиационный теплообмен................. 177
3.4. Расчет термодинамических характеристик продуктов сгорания
топлива.......................... 181
3.5. Методы расчета прогрева элементов конструкции двигателя
из композитов....................... 187
3.6. Расчет уноса массы композитов и теплозащитных покрытий
при взаимодействии с продуктами сгорания топлива ... 192
3.6.1. Физические предпосылки. Режимы окисления .... 192
3.6.2. Химический унос массы материалов......... 194
3.6.3. Математическая модель расчета уноса массы теплозащитных покрытий камеры сгорания РДТТ . . 203
3.6.4. Кинетика механического уноса массы композитов . . 210
3.6.5. Эрозионный унос массы композитов.........214
Глава 4. Экспериментальные методы исследования эрозионной
стойкости композитов .....................219
4.1. Методы экспериментальных исследований и критерии
эрозионной стойкости...................219
4.2. Методы прогнозирования уноса массы элементов проточного
тракта сопла из композитов по результатам испытаний стендового двигателя................... 227
4.3. Влияние особенностей конструкции элементов проточного
тракта сопла из композитов на их эрозионную стойкость . 234
4.4. Учет влияния анизотропии композитов на показатели
их работоспособности...................241
Глава 5. Расчет надежности конструкции двигателей летательных
аппаратов из композитов.................... 249
5.1. Расчет надежности элементов конструкции двигателей . . . 249
5.2. Прогнозирование сохранности свойств композитов
и элементов конструкции двигателя............257
5.3. Методы расчета надежности конструкции двигателя .... 264
5.4. Экспериментальная оценка надежности элементов
конструкции двигателя по результатам испытаний.....281
Глава 6. Методы повышения работоспособности композитов
в двигателях летательных аппаратов..............291
6.1. О выборе характеристик исходного профиля проточного
тракта сопла .......................291
6.2. Выбор композитов для элементов проточного тракта сопла
и силовых элементов конструкции двигателя.......305
6.3. Учет влияния начального напряженного состояния
композитов на работоспособность элементов конструкции двигателя.........................314
6.4. Конструкторско-технологические способы повышения
эрозионной стойкости и термопрочности элементов конструкции двигателей.................. 322
6.4.1. Применение эрозионно стоких предкритических вставок 323
6.4.2. Уплотнение и упрочнение рабочей поверхности элементов критического сечения сопла........324
6.4.3. Применение средств активной тепловой защиты
рабочей поверхности элементов сопла ........327
6.4.4. Трудности, возникающие при использовании высокоэнергетических металлизированных твердых топлив в конструкциях РДТТ............. 329
6.4.5. Связь эрозионной стойкости композитов
с характеристиками термопрочности элементов
конструкций..................... 330
Предметный указатель......................... 339
Список литературы.......................... 341
Цена: 300руб.
