Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Останов двигателя в общем случае происходит в два этапа. 1. Начальный, или подготовительный период осталова. На этом этапе выполняются следующие операции: а) перевод двигателя на пониженный режим — режим осталова; б) выключение системы подачи — останов ТНА. Для этого закрывают отсечные клапаны подачи компонентов в ЖГГ; в) выключение наддува баков.„ г) прекращение подачи компонентов в камеру двигателя. Для этого закрываются главные отсечные клапаны подачи компонентов в камеру.
Как правило, закрытие клапанов, также как и при запуске, происходит не одновременно — обеспечивается установленная последовательность прекращения поступления окислителя и горючего; д) закрытие входных перед ТНА клапанов, включение продувки полостей ТНА и их освобождение от компонентов.
2. Завершающий лериод останови На этом этапе осуществляются: включение продувки инертным газом полостей за отсечными клапанами. В некоторых случаях одновременно с продувкой открываются дренажные клапаны слива компонентов из этих полостей. В результате происходит догорание компонентов в камере сгорания, поступающих сюда под давлением продувки нз полостей камеры и трубопроводов. Затем происходит полное опорожнение обьема камеры от продуктов сгорания и исчезнование тяги. Двигатель полностью остановлен.
Реальные же схемы останова, т.е. последовательность и содержание операций в этапах, как н при запуске, могут в той нли иной степени отличаться от приведенной выше. Эти отличия определяются особенностями схемы двигателя, компонентами топлива, условиями эксплуатации, специальными требованиями. При двигателе со сравнительно малой тягой (Р ( 50 кН) может отсутствовать олерация по предварительному переводу режима работы двигателя на пониженную тягу. В этом случае останов происходит на полной тяге.
Если после осталова двигателя ступень ракеты сразу отделяется нпи если лредусмотрен повторный зануск в полете через непродолжительное время, то могут отсутствовать операции продувки и дренажа полостей ТНА. В некоторых случаях, особенно если значение импульса последействия и его разброс не имеют большого значения, могут отсутствовать операции прощ~вки восле закрытия главных отсечных клапанов полостей за ними. Может отсутствовать и специальный дренаж этих полостей. Могут быть и другие отличия.
В целом останов двигателя, как и его запуск, в каждом случае проектируется и отрабатьвается для каждого двигателя строго индивидуально. Запуск и останов двигателя происходят в автоматическом режиме. В соответствии с заданной последовательностью команд включаются и выключаются различные клапаны, устройства и системы.
Эта последовательность команд, развернутая во времени, называется цнклограммой запуска или останова. Она изображается в виде графика либо таблицы. На рис. 4.1 представлен упрошенный график циклограммы запуска двигателя. При залуске включаются: ЭПК-1 — открытие клалана на продувку камеры и ЖГГ азотом; ЭПК-2 — прорыв мембран М1, М2 — входные клапаны и начало заполнения полостей насосов компонентами; ЭПК-3— Открытие клапана воздуха высокого давления на пневматическую раскрутку ТНА; ПП-1, ПП-2 — открытие пироклапанов подачи окислителя и горючего в ЖГГ, при этом обеспечивается некоторое опережение поступления окислителя; МЗ, М4 — прорьв мембран подачи компонентов вы- 67 сокого давления в эжекторы, стоящие на входе в насосы; ПП-5 — закрьпие пироклапана поддчи воздуха на раскрутку ТНА.
Одновременно с этим включаются в работу регуляторы тяги и соотношения компонентов и компоненты поступают в камеру сгорания. Прн осщиове включаются: ПП-З, ПП.4, ПП-6 — закрытие соответствующих пироклапанов подачи компонента в ЖГГ и камеру; ЭПК-1 — включение продувки азотом полостей за отсеченными клапанамн. Азат ла лдирублу -о- Р-Я-~ перед уллуглал Юлзрр» Г Раггалста~ Рлрлеалг тллт Рнс. 4.1. Циклограмма запуска и осталова двигателя с дожнганием геиераторного газа на топливе азотный тетраксид и НДМГ: а — типичнан ПГС дан~вселя с дожиганнсм; б — пиклограмма запуска и останова— порядок последовательного включения и выключения различных систем, клапанов и регуляторов ЭПК вЂ” зпектропнсвмоклапан; ПП вЂ” пиропатрон; М вЂ” мембранный клапан; ОК— обратны» клапан; РЛ вЂ” реле давления; ЭЖ вЂ” зжектор; Нà — насос горючего; НО— насос окиичитсля; Т вЂ” турбина; К вЂ” камера; Р— регулятор; СОБ — система опорожнения баков; РКС вЂ” регулирование кажупгсйся скорости ба Последовательность команд на "срабатьеание" тех нли иных элементов системы запуска и останова может осуществляться, например, с помощью специальных реле времени.
Вместе с тем подача команд контролируется и блокируется специальной системой блокировки: разрешение на передачу н исполнение каждой последующей команды происходит только после получения сигналов от специальных датчиков, контролирующих выполнение предыдущей операции. 4.2. РАСКРУТКА ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА Одной из ответственных операций запуска является включение ю~и раскрутка ТНА. Зта операция — центральная при запуске двигателя с насосной подачей топлива. Успешное ее осуществление обеспечивает включение всех систем в работу. Приемов и методов раскрутки ТНА много. Все они могут классифицироваться по следующим схемам раскрутки: 1) от основного ЖГГ; 2) от специального стартового газогенератора; 3) от специальной стартовой турбины; 4) от сжатого газа.
Раскрутка ТНА ог основного ЖГà — достаточно распространенная схема. Главное в этой схеме — включить, или "запустить" ЖГГ двигателя. Существует несколько вариантов схем включения ЖГГ: 1. На рис. 4.2, а показана схема, в которой в момент запуска в ЖГГ поступают пусковые компоненты топлива из специальных пусковых баллонов, имеющих вьпеснительную подачу. После раскрутки ТНА и подьема давления за насосами работа ЖГГ переключается на питание от основных трубопроводов, а пусковая система отключается.
По этой схеме раскручивается, например, ТНА двигателя РД-219. Эта схема позволяет обеспечить многократный запуск. Для этого достаточно сделать пусковые бвшоны нужной вместимости или их дозаправку после запуска. 2. Разновидностью этой схемы запуска основного ЖГГ являетси схема, представленная на рис. 4.2, б. Здесь вместо пусковых баллонов дня компонентов установлены пусковые поршневые насосы — цилиндры с поршнями и соответствующей автоматикой. При запуске давление газа воздействует на поршень и вытесняет пусковые расходы компонентов в ЖГГ.
После перехода ЖГГ на питание от основных трубопроводов автоматика обеспечивает заполнение цилиндров новой порцией компонентов. Таким образом, эта схема может обеспечить не только многократный запуск в полете, но и запуск в невесомости. По этой схеме многократно ~~пускается в невесомости корректирующе-тормозная двигательная установка КТду-35, разработанная в ОКБ А.М. Исаева и применяемая на космических кораблях "Союз" и орбитальной станции "Салют". 69 Работа поршневого насоса должна быть исключительно надежной, так как в случае незапуска повторный запуск невозможен, так как пус.
ковые компоненты полностью расходуются при первой попытке. 3. Наиболее простая разновидность схемы включения основного ЖГГ в работу — подача пусковых расходов компонентов в основной ЖГГ от наземных систем. Этот способ раскрутки ТНА подходит для двигатедей первой ступени РН. Например, такая схема запуска основного ЖГГ осу. шествлена на двигателях РН "Восток" (рис. 4.2, в). Рассмотренные схемы раскрутки ТНА применяются главным обра ив а г «р и рнс. 4.2. Схемы раскрутка ТНА от основного ЖГГ, в который поступают пусковые расходы компонентов: а — нз пусковых бачков; и — нз пусковых поршневых насосов; в — от наземной снстемы 70 зом в двигателях без дожигания генераторного газа, в которых расход генераторного газа достаточно мал.
В схемах двигателей с дожиганием, как известно, через ЖГГ и турбину ТНА проходит значительный расход— несколько больше расхода одного из компонентов. В этом случае приведенные выше схемы раскрутки ТНА потребуют также значительных пусковых расходов. Зто приведет к большому росту массы и габаритных размеров пусковых устройств. Здесь лучше подходит следующая простая схема. 4, Пусковые расходы в основной ЖГГ поступают по основным трубопроводам лод действием гидросзатического давления и давления наддува баков. Зто распространенная схема так называемого самопуска нли "самотека" пусковых расходов компонентов. Она наиболее пригодна дпя двигателей с дожнганием генераторного газа.
В этой схеме каких-либо специальных пусковых систем нет. В этом ее главное преимушество. После заливки полостей насосов жидкими компонентамн открываются главные клапаны. Компоненты под действием гидростатического давления столба жидкости в поле земною илн динамического ускорения и давления наддува в баках устремляются по трактам в ЖГГ и камеру. Причем ввиду более короткого пути, и благодаря специальным конструктивным и схемным решениям (если зто необходимо) первымн компоненты поступают в ЖГГ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
