Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 13
Текст из файла (страница 13)
3. Газогенерагорная схема наддува. Вытесняющий газ получается в специальных "наддувных" ЖГГ из основных компонентов топлива двигателя. Наддув бака с окислителем требует получения окислительного генераторного газа, а наддув бака с горючим — восстановительного. На рис. 3.10, а показана схема, в которой наддувный газогенератор является обычным ЖГГ. Особенность наддувных ЖГà — более низкие температура газа и расход по сравнению с ЖГГ привода турбины двигателя без дожигания. Это создает определенные трудности в организации рабочего процесса (рис. 3.10, б) . На рис.
3.!О, в показана схема, в которой надцувный газ получается в газогенераторе. смесителе. В качестве одного компонента исполь- зуется генераторный газ, отбираемый из основного ЖГГ. Другим компо. нентом служит жидкое горючее, если основной генераторный газ — восстановительный. При смешении жидкого компонента с основным газообразным дополнительный жидкий компонент частично сгорает, а частично испаряется. В результате температура наддувного газа снижается до требуемой. 4. Безгазогаьерагориая схема наддува.
При самовоспламеняющихся основных компонентах топлива вытесняюший газ наддува может получаться непосредственно в самих баках. Для зтого на поверхности жидкости в баке одного компонента распыливается небольшое количество другого компонента. В результате химических реакций непос4мдствен- Ояалительный Оредбпрнаеньный наддуй Низнюаеляерпаурньа" аяислтлелвный гене- раторов|О гиз юи а|ддуд боно Оя тс с-ю зппп сяешення б рю зиял гиреюию Оз оснпбниго боттаини Оительако ФТ Нознпаеллертлурный бпссапнобитебвный генераторный гпз нонюддуб бали | Рнс. ЗДО.
Гаэотенераториые схемы наддува баков: а — типичная ПГС двигательной установки с геэотенерьторной схемой налдува; б— схема лвухкомпонентното наядувного ЖГГ; и — схема газогенератора — смесителя наддува 56 ио в баке образуется необходимое количество газообразных продуктов, создающих заданное давление наддува. Несмотря иа кажущуюся простоту схемы, здесь имеются свои трудности. Во-первых, конструктивное решение системы распьша противоположного компонента должно обеспечивать постоянство ее расположения относительно поверхности расходуемого компонента.
Во-вторых, жигпсий компонент в баке, особенно к концу работы, загрязияегся продуктами химических реакций, которые могут отрицательно повлиять иа работу двигателя. 5. Схема наддува на основе твердотолливного газогенератора !'ТГГ). Вытесняющим газом служат продукты сгорания твердого топлива, находящегося в ТГГ. Естественно, продукты сгорания для наддува бака окислителя должны иметь окислительпую, а для наддува бака с горючим — восстановительную природу. Кроме того, их температура должна быть сравнительно низкой, приемлемой как для конструктивных элементов баков, так и для жидких компонентов.
Такая схема наддува приведена на рнс. 3 11. Несмотря иа простоту конструкции и очень хорошие массовые характеристики, зта схема наддува пока ие получила большого распространения. Основная трудность — разработка рецептур твердых топлив, которые бы удовлетворяли всем требуемым характеристикам. 6. Схема наддува совместно с бусгерлым насосом, В последнее время стремление еше больше снизить массу двигательной установки при- рнс. 3.11.
Наддув баков продуктвыи сгорания, получаемыми в твердотопливных газогенераторах (ТГГ): 1 — ТГГ с окнслительныы генераторным газом; 2 — ТГГ с восстановительным генеРаторныы газом; 3 — клапан, поддерживающий давление в баке не свыше р б шах рис 3.12. Бустерный ТНА, установленный непосредспзенно на днище бака: !— — заборное устройство; 2 — входной клапан; 3 — осевой насос; 4 — выход из БТНА жидкого компонента; 5 — подвод жидкого компонента высокого давления к гидротурбине; 6 — гндротурбина 59 вело к большому распространению схемы наддува баков совместно с бустерными насосами, приводимых в движение турбиной и называемых бустерными турбонасосными агрегатами БТНА. БТНА могут размещаться как непосредственно на днище бра (рис.
3. 12), так и непосредственно на входе в основной ТНА (рис. 3.13). Бустерные насосы создают повышенное давление на входе в основной ТНА— до 1,5 ... 3,0 МПа. При таком давлении значительно улучшаются условия бескавитационной работы основного насоса — можно существенно увеличивать скорость потока, уменьшая сечения подводящих трубопроводов и повышая частоту вращения крыльчатки. Благодаря этому современный ТНА становится быстроходной и малогабаритной машиной. Вместе с этим сам бустерный насос, будучи тихоходной машиной (давление нолцчи у него сравнительно небольшое), для бескавитационной работы требует незначительного давления нащбгва, часто едва превышающее давление насьнценных паров жидкости, что также, как показывает практика, позволяет заметно улучшить массовые показатели ДУ по сравнению с ЛУ без БТНА.
Турбины БТНА могут иметь привод: а) жидким компонентом, забираемым за основным насосом ТНА н после срабатывания на гидротурбине привода, сбрасываемым на вхг(д в основной насос ТНА, например, БТНА окислителя двигателя ББМЕ (см. рис. 3.12) . Рнс. 3.13. Бустерный ТНА, установленнмй непосредственно перец входом в основной ТНА: 1 — БТНА; 2 — основной ТНА; 3 — газовод отработанного генераторного газа в смеснтельную головку камеры; 4 — отбор генераторного газа на привод БТНА; 5— рулевое сонно "крена" 60 б) газообразным компонентом, например водородом, который после срабатывания на турбине привода, направляется в систему газнфицнрованного основного расхода водорода, например, БТНА горючего двигателя ББМЕ; в) генераторным газом, отбираемым от основного ЖГГ.
После срабатывания на турбине привода газ может направляться в камеру на дожигание либо использоваться для наддува бака и привода рулевых сопел, например, управления креном (см. рис. 3.13) . 3.4. УПРАВЛЕНИЕ ВЕКТОРОМ ТЯГИ Для управления ЛА в полете двигатель имеет систему управления вектором тяги (УВТ). Система УВТ должна создавать относительно центра масс ЛА три момента: курса, тангажа и крена. Эти моменты можно создавать разными путями, выбор которых определяется требуемыми значениями моментов, а также принципиальной и конструктивной схемой двигателя.
Наиболее распространенные схемы УВТ следуюпгие. Двигатель одно- камерный. Система УВТ здесь может быть в трех вариантах (рис. 3.14). 1) основная камера — неподвижная; УВТ осуществляется четырьмя рнс. 3.14. Схемы создания управляю(щих моментов системой УВТ при одяокамериом двигателе: а — основнаа камера — неподвижная, УВТ осуществляется четырьмя поворотными соилами нли специальными Рулевымв камерамн; П вЂ” основная камера — неподвижная, УВТ осуществляетсл восемью неподвижнымн соплами; е — основная камера установлена на карданном подвесе; г— перераспределение расхода газа; 1 основная камера; 2 — рулевые сопла; З вЂ” карданный поднес камеры; 4— клапаны, перераспределяющие расход газа 61 поворотными соплами, работающими на отработанном в ТНА генератор.
ном газе (рис. 3.14, а) . Эта схема легко обеспечивает получение всех трех моментов. Однако вследствие небольшой тяги реактивных сопел эта схема пригодна для управления только верхних ступеней РН, работающих прак- тическИ в безвоздушном пространстве, и космических кораблей. Если при такой схеме двигателя требуются большие моменты, например, для управления полетом первой ступени РН, то вместо поворотных сопел надо установить поворотные рулевые камеры. Последние работают на тех же компонентах, что и основная камера и могут питаться от основного ТНА. Поворачиваясь в специальных узлах крею~ения на угол до 45', они могут создавать значительные управляющие моменты; 2) основная камера — также неподвижная, но УВТ осуществляется восемью неподвижными сош~ами, работающими также на отработанном генераторном газе (см.
Рис. 3.14, б, г) . Управляющие моменты создаются путем перераспределение расхода генераторного газа между раз~йьчнымн соплами. Эта схема также пригодна только дпя верхних ступеней РН и космических кораблей; 3) основная камера устанавливается на карданном подвесе (рис. 3.14, в). Такая камера, поворачиваясь в двух плоскостях, обеспечивает два наиболее значительных момента — курса и тангажа. Для управления креном, момент которого может бытьзначительноменьшиььчем два других, вполне достаточно двухметырех сопел, работающих на генераторном газе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
