Представлены результаты анализа условий применимости обратных методов восстановления нестационарной скорости горения твердых топлив, проведенного на основе исследования чувствительности давления в камере сгорания к вариациям скорости горения. Рассмотрены термодинамическое и одномерное газодинамическое приближения. Показано, что термодинамическая постановка обратной задачи применима для исследования процессов с характерными временами не менее 0,2 времени релаксации свободного объема камеры сгорания. Учет одномерных эффектов возможен и целесообразен при обработке экспериментов по торцевому горению быстрогорящих топлив.
Рассматривается решение обратной задачи внутренней баллистики ракетного двигателя на твердом топливе для случая, когда давление в двигателе является известной функцией времени. При известном давлении задача сводится к расчету температуры и площади критического сечения соплового блока. Получено аналитическое решение обратной задачи. Показано, что при изменении давления меняется и температура продуктов сгорания. Установлено, что увеличение температуры продуктов сгорания при быстром росте давления больше, чем при сжигании твердого топлива в условиях постоянного объема.
Рассмотрено термодинамическое описание физико-химических процессов в неподвижном слое катализатора в приближении простейшей (квазигомогенной) модели при протекании обратимой реакции первого порядка. Показано, что физическая природа медленных тепловых волн подчиняется второму началу термодинамики и полное производство энтропии в распределенной открытой и сильно неравновесной системе является функционалом автоволнового решения математической модели. Из однопараметрического семейства автоволновых решений минимум функционала соответствует единственному физически обоснованному решению. Методами неравновесной термодинамики дано обоснование процедуры "обрезания" функции реакции. В то же время сформулирована вариационная задача, при решении которой эта процедура не используется.
На основе зависимостей давления, импульса и времени действия ударной волны от энергии сферического взрыва в воздухе и от расстояния до центра взрыва выполнены расчеты параметров падающих и отраженных от жесткой преграды ударных волн при взрыве сосредоточенной массы органической пыли. Определены расстояния от центра взрыва, в пределах которых температура в падающей или отраженной ударной волне превышает температуру воспламенения частиц, взвешенных в воздухе, и возможно возникновение вторичных очагов пожара, инициированных волной при прохождении через запыленное пространство.
Электротермографическим методом исследованы закономерности тепловыделения и формирования микроструктуры дисилицида вольфрама в широком диапазоне изменения параметров температурного режима нагрева образцов, в том числе в условиях, моделирующих распространение волны горения в смесях порошков вольфрама и кремния. Основное внимание уделено стадии тепловыделения, обусловленного кристаллизацией дисилицидной фазы из пересыщенного расплава WSi2–Si. На этой стадии процесса наблюдается самоускоряющийся характер тепловыделения даже в условиях понижения температуры образца. Рост кристаллов дисилицида вольфрама происходит лишь на стадии тепловыделения. При выдержке системы в условиях максимальной температуры термограммы дальнейший рост кристаллов не наблюдается в течение времени, в 10 – 20 раз превышающего длительность тепловыделения.
Приведен анализ измерений характеристик потока в следе за телом из сплава алюминия с магнием, летящим в воздухе с гиперзвуковой скоростью. Показано, что в результате догорания паров магния в следе сначала происходит образование MgO в газовой фазе, а затем его конденсация в микрокапли, с которых идет термоэлектронная эмиссия. Это приводит к образованию положительного заряда на каплях и заметному увеличению электронной концентрации в следе. Приведены расчеты, показывающие изменение концентрации магния и заметное повышение температуры в следе за счет его догорания.
Представлены основные газодинамические характеристики процессов детонации, мгновенного сгорания (взрыва) в постоянном объеме, горения при постоянном давлении и дефлаграционного горения для гидразина, метилгидразина, 1,1- и 1,2-диметилгидразина, триметилгидразина в смесях с кислородом и воздухом при разбавлении их аргоном и варьировании начальных значений давления и температуры. Проанализированы основные параметры процессов как для случая газообразного топлива, так и для случая гетерогенной смеси, когда топливо представляет собой мелкодисперсное распыленное облако в среде окислителя. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы "БЕЗОПАСНОСТЬ". Результаты расчетов согласуются с достоверными экспериментальными данными.
С использованием модели многоскоростной гетерогенной среды выполнены одномерные и двумерные расчеты перехода горения во взрыв для зарядов пористого взрывчатого вещества, заключенных в оболочку. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными. В зависимости от диаметра заряда взрывчатого вещества в двумерных расчетах, так же как и в экспериментах, зарегистрированы различные режимы взрыва: детонация и низкоскоростное взрывчатое превращение.
Экспериментально исследован процесс отражения детонационных волн от твердой границы в моно- и полидисперсных пузырьковых средах. Прослежена эволюция отраженной волны, образующейся при взаимодействии волны детонации с торцом ударной трубы. Изучена структура и измерены давления детонационной и отраженной волн при различных параметрах пузырьковых сред. Определены постоянные затухания отраженных волн. Измерены скорости распространения детонационной и отраженной волн. Исследовано влияние размера пузырьков газа на характеристики детонационной и отраженной волн. Проведен качественный анализ механизмов диссипации энергии детонационных и отраженных волн в пузырьковых средах.
Представлены результаты исследования воздействия ударно-волнового нагружения на образцы взрывчатого состава ОТК-90. Определены предельные уровни нагружения, приводящие к начальной стадии взрывчатого превращения при нагружении образцов ударом стальных пластин различной толщины. На основании этих результатов исследована предельная стойкость образцов состава при их нагружении скользящей детонацией пластического взрывчатого вещества ТП-83 через слой пенополиуретана, а также скользящей и нормальной детонацией низкоплотного взрывчатого вещества НИЛ-1. Границы перехода от чисто механического разрушения взрывчатого состава ОТК-90 к механохимической реакции достаточно хорошо согласуются для различных используемых методов ударно-волнового нагружения.
