Гахун Г.Г. - Конструкция и проектироввание жидкостных ракетных двигателей, страница 88

При модернизации важное значение отводится теоретическому компьютерному моделированию. Всего модернизации будут подвергнуты 130 различных элементов ДУ. Эта модернизация будет завершена в 1991 г, Увеличение тяги ДУ первой ступени носителей. Одним из способов увеличения тяги ДУ первой ступени носителей является использование двух и большего числа боковых блоков первой ступени. В США часто в качестве блоков первой ступени применяют навесные твердотопливные ускорители, представляющие собой блоки с РДТТ средней или большей тяги.

В РН "Энергия" используются четыре блока первой ступени с самыми мощными в мире кислородно-углеводородными ЖРД. Для второй ступени МТКК и лдя второй и последующих ступеней РН оптимальным практически со многих точек зрения (в первую очередь из-за существенно более высокой эффективности и полной нетоксичности) является топливо жидкий кислород и жидкий водород.

Применение этого топлива для указанных ступеней ограничено ~олько повышенной стоимостью жидкого водорода. Двигатели второй ступени могут запускаться либо одновременно с запуском двигателей первой ступени (т.е. на земле, при продольном делении ступеней), либо после отделения блоков первой ступени (т.е. на большой высоте, при поперечном делении ступеней) В обоих случаях двигатели второй ступени длительное время работают в условиях большой высоты, практически в условиях пустоты.

Поэтому степень расширения камер ЖРД второй ступени выбирают существенно более высокой, чем для камер двигателей первой ступени. Для камер ЖРД второй ступени РН и МТКК в первую очередь следует рассматривать применение выдвижного соплового насадка. Его можно эффективно использовать и для камер ЖРД первой ступени РН и МТКК. Следует отметить, что увеличение удельного импульса двигателей, работающих большую часть времени при очень низком атмосферном давлении, и сокращение габаритных размеров двигателей и носителя в целом наиболее легко обеспечить именно применением вь<движного соплового насадка, т.е.

применением сов<а с высо~ной компенсацией. Сош<а с выдвижным сопловым насадком называют двухлозияионныь<и. Носители с двухрежимными ДУ. Для одноступенчатых и двухступен- чатых носителей за рубежом рассматриваются различные варианты Ду с двухрежимными ЖРД, имеющими высокие абсолютные и удельные параметры. Различают следующие двухрежимные ЖРД: 1) двигатели с выдвижным сопловым насадком; 2) дзига~ели с двумя режимами работы на одном и том же топливе, значитецьно отличающимися соотношением компонентов топлива; 3) трехкомпонентные двухтопливные двигатели. Основной особенностью двухрежимного кислородно-водородного ЖРД является ступенчатое изменение соотношения компонентов топлива при переходе с первого режима на второй.

При первом режиме двигатель работает при соотношении компонентов топлива 13;1, а на втором — 7 1. На первом режиме работы обеспечивается большая плотность топлива, но пониженный удельный импульс, а при соотношении 7: 1, наоборот,— наиболыпий удельный импульс и наименьшая плопюсть топлива. Такие же режимы работы, обеспечивающие наибольшее значение характеристической скорости носителя, реализуются в трехкомпонентных ЖРД, работающих на одном окислителе и двух горючих. Они на первом режиме работы использую~ жидкий кислород и углеводородное горючее, а на втором — жидкий кислород и жидкий водород.

В состав ДУ одноступенчатого носи~ела могут входить одновременно и кислородно-углеводородные и кислородно-водородные ЖРД, причем возможны следующие два режима работы: сначала работают кислородно-углеводородные, а за~ем кислородноводороднь<е ЖРД; сначала работают ЖРД обоих типов, а затем только кислородно-водородные двигатели. Однако более эффективны так называемые двукколтурные ЖРД; сначала работают оба контура двигателя (на то<шиве О, + Н, и Оз + УВГ), а затем только контур на топливе Оз 4 Нз. ИСЗ и КА. Как уже отмечалось, в настоящее время в ДУ ИСЗ и КА в основном применяют двухкомпонентные топлива ХзО< 4- Х<Н4 или Хз О, 4 ММГ, а также однокомпонентное топливо Х, Н4.

Учитывая токсичность указанных топлив, а также их лишь среднезнергетические характеристики, за рубежом рассматривают возможность более эффективных и нетоксичных топлив, в первую очередь О, + Нз. В тех случаях, когда требуются прежде всего высокие энергетические характеристики ДУ и одновременно не имеет особо большого значения токсичность топлива, могут быть эффективными фторные (Р, + Нз, Рз + ХНз, Рз ~ Хз Н4) и металл осодержащие топлива (Р, + Н, + 1й и Оз + Н, + Ве) . 412 413 Вопросы оля самопроверки а о к о о К о Ьф о Я Й~ ЬХ ' Х е. > д и к тс Х о сч м С~ ч> т4 Ю м трехкомпонентных двухтоплив- м И о $ к К И Я ) чз сз МЪ о со ч? г еч сз о еъ г сч о к о о к Й:- и О О Ь О б О Ь О сз г Х о еч щ се Ю С сз ст я 415 414 1. Какие углеводородные горючие намечают применять в перспективных ЖРД? 2.

Как можно повысить эффективность топлива Оз + Н,? 3. Какие факторы обуславливают максимально реализуемые давления в каморе сгорания? 4. Какие уникальные свойства водорода можно использовать длн упрощения схемы ЖРД н снижения давления в его магистралях? 5. Какие преимущества обеспечиваются прн использовании многоразовых Жрд? 6. Перечислите способы реализации форсирования ЖРД.

7 Какие преимущества обеспечиваются прн использовании выдвижного сопло- вого насадка? 8 Назовите типы двухрежимных ЖРД. 9. г?ем обьясняется эффективность применения ных ЖРД? ьа Ф а к е >,Д Ь~ Рх я. АСМО РЕ: йМ: ы ы д М о д ~ д Р 'х длд а д .д с ы Ф РРК Ос О О О сч О О г и О с с О О чс С с "г о чс с1 сы О х » о г О чс чс О О г 'Р с- О Д О О О О г с О 00 О 'г чс СО Сс чс С" О 00 г О (ч сч О чс О ) О ( СО )ЧС чч ! г о СО СО Ч> О О сч чс ) О|= ( с.

О 00 чс чс О й д 6 Р О д д О чр и х о о Й, д д х о |й о к о Е" о(ж" о к Р, ~ й Р о И с ы х о О ФО Я Р о д < с од И 'Д х о о < д я д ой с ь СО ь Сс 7 сх гс К сч 417 416 О »ф с до и ОС ф 0 ы ды дс о о(ж „- й ол М лыд Сс Р ' й ,0 СО »о ОО й1 сл . О д~ $ ' о сч О С1 ' О, д о И М СО О и ,0 Д Р „ ы »о Р. ЛР О »~ с с д сч О д С1 л л д о д сч О х о й 4Ь О Д Г'С О СО» И Е гчд1 Р~ Едй ооо о »д ы о о д ~ о Ло Д»оо' с й од од л хМысд лД дйЗФ с Р10 йд Ид Ш ч » й о н о.

н о н н Х Б н мХ нХ ЛХ 5а ц1 лМ" Х СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ю г- ю о Х д н ф ц се ) а( О о гч » н Е д ч Е О О !Х о !Х О(Х О (Х в. ш И н "н о и о,о 3 и о и о ю шл л О й Х 419 418 1. Алемасов В.Е., Другалнн А.Ф., Тишин А,П. Теория ракепзых двигателей / Под ред. В.П.

Глушко. Мл Машиностроение, 1980. 533 с, 2. Ануреев И.И. Ракеты многократного использовании. Мс Воениздат, 1975. 216 с. 3. Байбиков А С., Карахеньви В.К. Гидродинамика вспомогательных трактов лопастных машин, Мс Машиностроение, 1982. 112 с. 4. Башта Т.М. Гидравлические приводылезательных аппаратов. Мл Машино- строение, 1967. 495 с. 5.

Беляев Н.М., Уваров Б.И. Расчет и проектирование ракетных систем управ- ления космических летазвльных аппармов. Мл Машиностроение, 1976. 304 с. 6. Белоусов А.И., Иванов А.И. Расчег осевых сшн дейсзвуюших в ~урбомашинах Куйбышев: Изд.КуАЙ, 198!. 84 с. 7. Варгафтнк Н.В. Справочник по теплофнзическим свойствам газов и жидкос. тей, М: Наука, 1972.

720 с. 8. Володин В.А., Ткаченко Ю.Н. Конструкция и проектирование ракетных дви- гашлей ( Под ред. В.П Советского. Мл Машиностроение, 1984. 272 с. 9. Воронин С.Н., Захарченко Ф.П. Определение нестационарных температурных подей в турбинной лопатке насосного агрегата. Прочность, динамика, надежношь и колебания реактивных двигателей. Мл Изд. МАИ, 1985. С.

29 — 36. 10. Глушко В П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. Мл Машино- строение, 1987. 302 с, 11. Горев И.И. Основы производства ЖРД Мс Машиностроение, 1969, 356 с, 12. Гуров А.Ф., Сурнов Д.Н., Севрук Д.Д. Конструкция и расчет на прочность космических элекзроракезных двигаталей. Мс Машиностроение, !970. 482 с. 13. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели.

Мл Машиностроение, 1968. 396 с. 14. Космонавтика М: Советская энциклопедия, 1985. 528 с. 15. Мелькумов Т.М. и др. Ракетные двигатели. М.: Машиностроение, 1976. 399 с. 16. Овсвиииков Б.В., Боровский Б.И. Теория и расчет агрегатов питания жид- костных ракетных двигателей. Мс Машиностроение, 1986. 375 с. 17. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей 7 Под ред. В.М, Кудравцева.

Мл Высшая школа, 1983. 703 с. 18. Скубачевскин Г.С Авиационные газотурбннные двигатели. Конструкция и расчет деталей. Мл Машиностроение, 1981. 550 с. 19. Сточек Н.П., Шапира А.С. Гидравлика жидкостных ракетных двигателей. Мс Машиностроение, 1978. 128 с. 20. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С.

Пластинки и оболочки. М,, Наука, 1966. 635 с. 21. Феодосьев В.И. Прочность теплонапряженных узлов жидкостных ракетных двигателей. М Оборонгиз, 1963. 212 с 22. Хроиин Д.В. Теория и расчет колебаний в двигателих летательных аппаратов. Мс Машиностроение, 1980. 296 с. 23. Эдельман А.И.