---

Для реактивных систем залпового огня "Град", "Ураган" и "Смерч", прародителем которых была легендарная "Катюша", важными параметрами являются дальность и кучность стрельбы. Значительную роль в достижении высоких значений этих характеристик играет оптимальный выбор формы вкладышей критического сечения сопел РДТТ.

Использование в качестве вкладышей критического сечения плотных графитов и углерод-углеродных композиционных материалов предполагает знание величины разгара горловины сопла, определяющего расход продуктов сгорания.

Опыт показывает, что унос материала графитовых вкладышей достаточно равномерный по окружности в силу своей однородности. Унос для вкладышей из углерод-углеродных материалов может оказаться неравномерным и значительно зависеть от механического воздействия потока.

Наряду с материаловедческими задачами при разработке равномерно разрушающихся в течение времени работы двигательной установки вкладышей из углерод-углеродных композиций весьма значительным оказывается газодинамический аспект. Является очевидным, что при создании реактивных снарядов РСЗО целесообразно использовать технологически простые и дешевые детали. При этом конфигурации деталей должны быть максимально простыми, а их производство - нетрудоемким.

Наиболее употребительными вкладышами критического сечения сопла являются двоякоконические вкладыши с цилиндрическим участком в горловине и цилиндрической посадочной поверхностью на периферии. На величину разгара сопла влияет длина цилиндрического участка в горловине.

Для исследования был выбран экспериментальный метод уноса массы, который по отпечаткам после запуска позволял определять структуру потока и интенсивность теплового воздействия потока на стенку.

В качестве материала вкладыша был выбран фторопласт-4.
Пуски проходили кратковременно (t = 0,5 с) с целью обеспечения квазистационарности процесса. Давление в камере держалось постоянно на уровне 5,5 МПа.

Были испытаны вкладыши с переменной длиной L цилиндрической образующей в критическом сечении сопла.

По результатам испытаний определялась величина линейного уноса фторопласта-4 с внутренней омываемой потоком продуктов сгорания поверхности вкладыша.

Величины уносов в дозвуковой сужающейся части монотонно возрастают и достигают максимального значения в области критического сечения. Далее унос резко падает в области раскрывающейся части сопла и принимает свое минимальное значение. Затем след уноса приобретает форму тороидального углубления, широко известного в практике маршевых РДТТ как "закритическая яма", образующаяся в области за стыком разнородных материалов. Ближе к выходному срезу вкладыша унос монотонно падает.
Визуальный анализ отпечатков пристенных сечений показывает, что в дозвуковой области сужающегося сопла поверхность вкладыша гладкая, так как поток ламинарный. При переходе к горловине сопла, в области за изломом, поверхность вкладыша приобретает сложную форму с углублениями в виде правильных дискретных образований, равномерно расположенных по кольцевой поверхности горловины сопла.

Очевидно, что для каждой конкретной конструкции двоякоконического вкладыша сопла величина минимального разгара будет своя, и зависеть это будет, при прочих равных условиях, от углов наклона в дозвуковой и сверхзвуковой частях сопла. В результате анализа проведенных испытаний было установлено следующее. Структура течения состоит из областей: ламинарной; циклических вихревых образований в закритической части; линейно-перемежающихся дискретных течений (спинов); сверхзвукового течения (ромбовидные узоры).

Экспериментально установлен факт образования "закритической ямы".

В результате эксперимента получены данные о существовании оптимального конического вкладыша с минимальными характеристиками разгара, который позволяет оптимизировать форму вкладыша критического сечения сопла для увеличения дальности и улучшения кучности стрельбы систем залпового огня.