В учебнике изложены современные представления о работе твердотопливных ракетных двигателей применительно к работоспособности материалов и конструкций в экстремальных условиях высоких температур и скоростей газовых потоков.
Широко представлены сведения о композиционных и тугоплавких материалах, технологиях создания на их основе конструкций, которые существенно отличаются от традиционных металлических.
Из введения: Твердотопливные реактивные двигатели (РДТТ) появились в Китае одновременно с изобретением пороха, а затем в Европе. Есть сведения о том, что еще запорожские казаки в 1516 году впервые применили реактивные снаряды в битве с турками. Значительно позже начали использовать реактивные снаряды на более высоком уровне. Всему миру известны знаменитые «катюши», которые наводили страх на врага во Второй мировой войне. Но твердотопливные маршевые двигатели для зенитных ракет, а тем более для стратегических ракет, стали разрабатываться сравнительно недавно.
Кажущаяся простота самой идеи твердотопливного двигателя в конечном итоге воплощается в сложной конструкции и технологии. Ведь температура горения современных смесевых топлив доходит до 3 800 К, и, конечно, ни один традиционный материал не сможет работать в таких условиях; особенно это касается соплового блока двигателя. Если учесть, что конструкция должна быть сравнительно легкой, проектантам и технологам приходится буквально изощряться, чтобы удовлетворить этим требованиям.
Так как условия теплообмена при работе РДТТ нестационарны, а расчетные температуры на рабочих поверхностях выходят за все разумные пределы, в книге рассматриваются особенности охлаждения материалов за счет абляции. Приведены понятия эффективной энтальпии, термостойкости, жаростойкости и жаропрочности, транспирационного охлаждения, что, к сожалению, при рассмотрении в учебных курсах собственно твердотопливных двигателей отсутствует.
Учитывая, что работа любого теплозащитного покрытия сводится к работе углеродного остатка, в книге достаточно подробно рассматриваются углеродные материалы.
