Brennen manche Feststoffraketen unten schneller? Was ist ein Extremfall?

Die Diskussion in den Kommentaren unter dieser Antwort bezieht sich darauf, wie viel Feststoffraketen oder SRBs von unten nach oben im Vergleich zu radial nach außen brennen.

Ich bin mir sicher, dass ich irgendwo ein Diagramm gesehen habe, das zeigt, dass verschiedene Designs in diesem Aspekt unterschiedlich sind und dass es in einigen Fällen einen Vorteil für den unteren Teil gab, radial schneller zu brennen als der obere, um einen "besseren Fluss" zu ermöglichen, aber Ich kann mich wirklich nicht mehr genau erinnern, wie die Diskussion verlaufen ist.

Bilde ich mir Dinge ein und alle SRBs beginnen schnell über die gesamte Länge zu brennen, und die Brennrate ist über die gesamte Länge gleichmäßig und streng radial? Oder gibt es einige Konstruktionen, bei denen die Masse unten schneller verschwindet als oben, was zu einer zumindest kleinen, aber signifikanten Verschiebung des Massenschwerpunkts nach oben führt?

Wenn dies passiert, wäre es großartig, ein Beispiel oder einen Extremfall zu haben, in dem dies häufiger vorkommt als bei typischen SRB-Brennmustern.

Denken Sie an Korngeometrie ? Vielleicht aus dieser Frage ?
@called2voyage, woran ich mich entweder erinnere oder mich falsch erinnere, ist ein Diagramm im Querschnitt, nachdem beispielsweise 50% der Masse verbrannt sind, das zeigt, dass der verbleibende Kraftstoff unten weniger ist als oben, wodurch sich der Massenmittelpunkt nach oben bewegt hat . Ich sehe das in keinem der beiden Links (noch) Ich werde jetzt genauer hinsehen.
@called2voyage es könnte vor sehr, sehr langer Zeit gewesen sein , sogar auf einem Einsatz in einem Estes-Raketentriebwerkspaket. Update: Ha! Dies ist in einer der Antworten auf Ihre verknüpfte Frage! spaceflightsystems.grc.nasa.gov/education/rocket/… Da ist auch ein GIF!
Verwandte: Für den Shuttle SRB habe ich einen Winkel von 2,6º von der Vertikalen für den Wandwinkel der Bohrung erhalten. space.stackexchange.com/questions/10829/…
@Hobbes Das GIF auf le_daims Antwort ist nett. Es wäre interessant, diese Ansicht für verschiedene Korngeometrien zu sehen.

Antworten (2)

Shuttle SRB hatte einen tief gerillten Abschnitt an der Vorderseite des Boosters und einen sich verjüngenden Bohrungsabschnitt an der Rückseite.

Dieses Diagramm gilt für einen stornierten leichten fadengewickelten Booster für STS-Flüge mit hoher Nutzlast (FWC-SRM), aber der Standard-STS-SRB hat meines Erachtens einen im Allgemeinen ähnlichen Querschnitt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Schub ist im Allgemeinen proportional zur brennenden Oberfläche. Der gerillte Abschnitt bietet am Anfang viel Oberfläche für hohen Schub, brennt aber schnell aus, was zu einem Abfall des Schubs führt, der meiner Meinung nach dem Beginn des "Gaskübels" entspricht. Die Oberfläche der zentralen zylindrischen Bohrung nimmt im Verlauf der Verbrennung allmählich zu, aber der sich verjüngende Abschnitt nach hinten verringert die Verbrennungslänge im Laufe der Zeit und gleicht dies für ein gleichmäßigeres Schubprofil aus.

Der Schwerpunkt dieses Körnungsprofils würde daher ziemlich schnell nach hinten fallen und sich dann langsam wieder nach vorne bewegen, aber die gesamte CG-Bewegung sollte ziemlich klein sein.

Ah, ich brauchte eine Minute, um zu erkennen, dass die beiden Teile in der ersten Zeichnung die „untere Hälfte“ und die „obere Hälfte“ eines SRB sind, insgesamt vier Segmente. Ich habe auch eine Minute gebraucht, um zwischen vorne/hinten und oben/unten umzuwandeln, aber vorne/hinten ist definitiv die bessere Art, es auszudrücken, da Raketen hoffentlich nicht für immer auf der Startrampe bleiben.

Frühe solide Jet Assisted Takeoff (JATO) (auch bekannt als Rocket ...) (RATO) Einheiten waren am Ende brennende; das Gehäuse wurde einfach mit festem Brennstoff ohne geformtes Korn gefüllt und am Ende gezündet.

Diese Art von Feststoffrakete würde eine CG-Bewegung entlang der Längsachse des Gehäuses erfahren, wenn das Treibmittel verbraucht würde. Diese Booster waren jedoch im Vergleich zum aufgeladenen Fahrzeug normalerweise klein, sodass die CG-Bewegung vielleicht kein großes Problem darstellte.

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Fragen Sie (im Extremfall) und Sie werden erhalten! Ich habe gerade gefragt, was genau diese Ingenieure tun
@uhoh Ich bemühe mich sehr, nicht auf den Austausch von Luftfahrtstapeln zu achten, da ich bereits genug Zeit mit meinen primären 3 Stapeln verbringe!
4.000+ Aufrufe; Sie finden immer interessante Leckereien und Quellen!
@uhoh Das ist ein interessantes Bild; Ich habe mich vor langer Zeit für eine Stelle im Werk von General Dynamics in Fort Worth beworben. Güterwagen mit Teilen kamen an einem Ende herein und F-16-Kampfflugzeuge gingen am anderen heraus. In dieser riesigen, riesigen Fabrikhalle herumzulaufen war unvergesslich, ich bin sicher, eine große Transport-/Bomberfabrik ist es noch mehr.
Brennen manche Feststoffraketen unten schneller? Was ist ein Extremfall?
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