Wie genau funktioniert die Druckentlastung in einem Feststoffraketenmotor?

Wie funktioniert eigentlich der Löschvorgang in einem Feststoffraketenmotor?

Die meisten Leute lesen zunächst immer, dass es nach der Zündung eines festen Raketentreibstoffs keine Möglichkeit gibt, seinen Betrieb tatsächlich zu stoppen, bis das feste Korn vollständig verbrannt ist. Aber ich bin auf das Konzept des Abschreckens und Druckentlastens gestoßen und dass es möglich ist, den Abbrand einer Feststoffrakete zu stoppen, wenn man dies wünscht. Ich habe ein Video gesehen, in dem erwähnt wird, dass eine schnelle Verringerung des Kammerdrucks auch zu einem starken Abfall der Regressionsrate führt, was richtig ist, da beide verwandt sind, aber es wurde auch erwähnt, dass die Verbrennungsfläche vom Kammerdruck abhängt.

Wie kommen der Brennbereich und das Abschrecken ins Bild? Die Details dazu sind mir auch nicht ganz klar.

Vielleicht können Sie Verweise auf die Stellen hinzufügen, an denen Sie auf die Konzepte des Abschreckens und der Druckentlastung gestoßen sind. Ist es die Verbrennungsfläche oder die Verbrennungsrate ?
Ich erinnere mich an ein Notabschaltsystem bei einigen SRBs, das im Wesentlichen darin bestand, den Hals und die Düse zu entkoppeln. Während der SRB weiter brennen würde, waren Druck und Abgasgeschwindigkeit für den Vortrieb nicht mehr von Bedeutung.
Bearbeiten: Hier ist der Link für das Video, das ich gesehen habe: youtube.com/watch?v=459VYHd0MXc Um 35:20 Uhr bezieht sich die Änderung des Kammerdrucks in Bezug auf die Zeit auf einen Wert Alpha und Alpha hängt von der Verbrennungsfläche ab. Wie genau würde dieser abrupte Druckabfall passieren?

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Ich habe noch nie eine Feststoffrakete gedrosselt, daher ist die folgende Antwort eher theoretisch als erfahrungsbasiert.

Ich finde, der beste Weg, Treibmittel (Sprengstoffe, ballistische Treibmittel und Feststoffraketen) zu verstehen, ist die Druck- / Brennratenkurve. Empirische Kurven können aus Daten erstellt werden, die in einer Versuchskammer gesammelt wurden, in der ein Treibmittelstab unter kontrolliertem Druck gezündet wird.

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Die theoretische Formel für diese Kurven ist das Viellesche Gesetz. „a“ ist eine Konstante. "n" ist der für das jeweilige Treibmittel charakteristische Druckexponent.

Beachten Sie, dass, wenn der Exponent n > 1 ist, das Treibmittel „boomt“ und wir es einen Sprengstoff nennen. Wir würden nicht in Betracht ziehen, dieses Treibmittel als Raketentreibstoff auszuprobieren.

Wenn n < 1, neigt der Druck dazu, stabil nach oben zu gehen, und wir betrachten das Treibmittel als Kandidaten für Raketentreibstoff.

Ballistische Treibstoffe liegen irgendwo dazwischen.

Die Brennraten des Treibmittels steigen mit dem Druck, da die höhere Dichte Wärme schneller auf unverbrannten Festbrennstoff überträgt und ihn in Gase zerlegt, die an der weiteren Verbrennung teilnehmen können.

Beachten Sie auch, dass nach dem Gesetz bei Druck p = 0 die Verbrennungsrate r = 0 ist. Dies bedeutet (theoretisch), dass die Verbrennung gelöscht würde, wenn Sie den Druck aus der Brennkammer entfernen würden.

Das Abschrecken einer Feststoffrakete kann durch schnelle Druckentlastung erreicht werden. https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD0711436.pdf Grundsätzlich stoppt die Druckentlastung den Wärmefluss von der heißen Brennkammerflamme in den unverbrannten Festbrennstoff.

Eine unvollkommene Analogie wäre das Ausblasen einer Kerzenflamme: Eine schnelle Luftbewegung verhindert die Wärmeübertragung von der Flamme auf den neuen Brennstoff (flüssiges Paraffin im Docht).

Der Verbrennungsbereich würde von der Druckentlastung nicht betroffen sein.

Vielleicht würden Sie nicht in Betracht ziehen, einen Sprengstoff als Raketentreibstoff auszuprobieren, aber sowohl Nitroglyzerin als auch HMX wurden als Raketentreibstoffe getestet.

Abhängig von der Zusammensetzung des Treibmittels, der Verbrennungstemperatur und vielleicht sogar davon, wie weit in der vollen Verbrennung das Ereignis der „schnellen Druckentlastung“ eintritt, ist es durchaus möglich, dass sich ein APCP-Verbundkorn nach einem solchen Ereignis tatsächlich wieder entzündet. Es ist lange her, aber ich habe es tatsächlich bei einigen kleinen Amateurmotoren (etwa 50-70 N-Sekunden Gesamtimpuls) gesehen, die Düsen ausgeblasen haben. Das verbleibende Treibmittel wurde gelöscht und einen Bruchteil einer Sekunde später wieder gezündet und brannte langsam im Lötlampenmodus, da es nicht mehr eingeschlossen war. Das Treibmittelrezept bestand, soweit ich mich erinnere, aus 80 % Ammoniumperchlorat und 20 Gew.-% Flexane 60 von Devcon, ein Rezept, das in den 1960er Enerjet-Motoren verwendet wurde, die von Rocket Development Corp. aus Indiana hergestellt wurden.

Wie genau funktioniert die Druckentlastung in einem Feststoffraketenmotor?
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