Исследование эрозии графитового сопла в гибридных ракетных двигателях, использующих кислород и полиэтилен высокой плотности

С помощью недавно разработанной методики реконструкции исследована эрозия графитового сопла в гибридных ракетных двигателях двух классов тяги — 30 Н и 2000 Н — с использованием кислорода в качестве окислителя и полиэтилена высокой плотности в качестве топлива. Для оценки температуры стенки критического сечения сопла использовались измерения термопар, установленных внутри сопел. Для подтверждения достоверности результатов, полученных с помощью методики реконструкции, изучения условий начала эрозии и разработки эмпирической прогностической модели скорости эрозии сопла были проведены 44 статических огневых испытания при различных экспериментальных условиях. Результаты показывают, что одна формула, в которой продукты сгорания рассматриваются как единый окисляющий агент, а гетерогенные константы скорости являются функциями коэффициента эквивалентности, позволяет удовлетворительно воспроизвести скорость эрозии графита под воздействием продуктов сгорания, содержащих несколько окисляющих компонентов. Кроме того, условия начала эрозии сопла, ограниченные химической кинетикой, описываются новой эмпирической корреляцией, показывающей, что в богатых окислителем продуктах сгорания эрозия начинается при более низких температуре и давлении, чем в богатых топливом продуктах сгорания.