Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Топливо включает в себя окислитель — четырехокись азота или азотный тетраксид н горючее НДМГ. Тяга однокамерного блока и удельный импульс на земле соответственно составляют Р гг — о = 1474 кН, 7н — о = 2795 м/с, а в пустоте Рп = 1635 кН и Уп = 3100 м/с. Давление в камере сгорания рк = = 14,7 МПа, на срезе сопла р„= 0,061 МПа, Масса сухого двигателя 1280 кг, залитого 1460 кг. Габаритные размеры: высота 2,72 м, диаметр 1,5 м.
Время работы первой ступени 130 с. Работа нневмогидрявлической схемыЮвигагелл, Компоненты топлива из баков проходят входные пнроклапаны 8 и 10 и поступают в насосы. ТНА двигателя состоит из двух шнекоцентробежных насосов с двухсторонними входами и осевой реактивной турбины. Насос юрючего — двухступенчатый; после первой ступени горючее поступает на охлаждение в камеру, а после второй ступени, в которую направляется незначительная часть расхода горючего, это горючее поступает в ЖГГ. Для повышения входного давления окислителя перед насосом установлен струйный эжектор, питаемый частью расхода окислителя, отбнраемого из трубопровода высокого давления за насосом. Применение струйного зжектора на входе в насос — характерная особенность этого двигателя.
В ЖГГ поступает весь расход окислителя и небольшая часть горю- 92 чего, т.е, генераторный газ здесь окислительный. Его параметры следующие: температура — 780 К, давление в ЖГà — 24 МПа и расход генератор- ного газа — около 75 % всего расхода топлива. После турбины ТНА отработанный генераторный газ поступает по газоводу в смесительную головку камеры. Использование окислительного газа — важная особенность двигателя.
Охлаждение камеры — наружное проточное, осуществляется горючим. После насоса почти все горючее поступает в коллектор охлаждаю- Р щего тракта, расположенного на закритической части сопла. Большая часть горючего течет по охлаждающему тракту в сторону смеснтельной головки, а меньшая часть — в сторону среза сопла. Эта часть собирается в выходном коллекторе„откуда по трубопроводу возвращается в коллектор, расположенный в конце цилиндрической части камеры, в котором оба расхода соединяются н далее по охлаждающему тракту камеры сгорания направляются в полость головки.
Кроме проточного охлаждения и низкотемпературного прнстеночного слоя от головки на цилиндрической части камеры сгорания установлены два пояса завесного охлаждения, а внутренняя поверхность стенки покрыта еше жаростойким керамическим покрытием. За насосамн установлены выходные или главные пироклапаны 3, 4 и 14 питания горючим камеры и окислителем и горючим ЖГГ. Регулятор тяги 5 представляет собой дроссель с электроприводом, который управляет расходом присадочного горючего в ЖГГ. Изменяя расход горючего, он изменяет соотношение компонентов в ЖГГ.
Это, в свою очередь, вызывает изменение произведения (КТ) „,, и, следовательно, мощности турбины и насосов, т.е. изменение давления подачи компонентов и их расходов. Лроссель 13, установленный на трубопроводе подачи горючего в камеру с электроприводом, управляется системой опорожнения баков — изменяет по ее команде соотношение компонентов топлива двигателя. Следует отметить, что в схеме двигателя установлено минимальное число агрегатов автоматики с простым и надежным пироприводом, что является еше одной важной особенностью двигателя.
Наддув баков в этом двигателе осуществляется генераторными газами (соответственно окислительным — бак окислителя, восстановительным — бак горючего), которые вырабатываются в специальных "наддувных'" газогенераторах. Использование этих газогенераторов для наддува обоих баков также является особенностью данного двигателя. Запуск двигателя.
Эта операция происходит по простой схеме "самолуска". После открытия входных клапанов под воздействием гндростатического напора и давление наддува компоненты заполняют полости насосов. Затем открьваются главные клапаны 3, 4 и 14, и компоненты поступают в ЖГГ, а горючее через охлаждающий тракт через некоторое время поступает в смесительную головку. В течение этого времени задержки в ЖГГ начинается процесс горения и генераторный газ раскручивает турбину ТНА. После турбины он поступает по газоводу в камеру сгорания. 93 22 Рис.
5.7. Пневмогидравлическая схема двигатещт 88МЕ: 1 — трубопровод подвода части жидкого водорода (25 %) в охлаждающий тракт второго участка; 2 — трубопровод подвода жидкого водорода к насосу горючего; 3 — тракт перепуска жидкого водорода на смешение с газнфицированным водородом; 4 — коллекторввода другой части жидкого водорода (20%) в охлаждающий тракт первого участка; 5 — выход жидкого водорода из насоса; 6 — газовод подвода к смеснтельной головке отработанного генераторного газа; 7 — подвод водорода в ЖГГ привода ТНА горючего; 8 — восстановительный ЖГГ привода ТНА водорода; 9 — трубопровод отвода части отработанного на турбине БТНА горючего газообразного водорода на охлаждение корпуса турбины и далее газовода от ТНА горючего; 10 — подвод присадочного кислорода в ЖГГ привода ТНА горючего; 1! — вывод газообразного водорода иа наддув бака с водородом; 12 — бустерный насос водорода с турбиной БТНА водорода; 13 — трубопровод подвода жидкого кислорода в ЖГГпривода ТНА горючего; 14 — трубопровод подвода гаэофипированного водорода на турбину БТНА горючего; 15 — коллектор ввода жидкого водорода в смесительную головку камеры сгорания; 16 — газовой подвода Фсмесительной головке генератор- ного газа, отработанного на ТНА окислителя; 17 — подвод водорода в ЖГГ привода ТНА окислителя; 18 — трубопровод отвода другой части отработанного на турбинс БТНА горючего газообразного водорода на охлаждение корпуса турбины н далее газовода от ТНА окислителя; 19 — трубопровод подвода жидкого кислорода высокого давления (15 %) на привод гидравлической турбины БТНА окислителя; 20— бустерный насос кислорода с турбиной БТНА окислителя; 21 — восстановительный ЖГГ привода ТНА кислорода; 22 — трубопровод подвода жидкого кислорода к насосу окислителя; 23 — трубопровод подвода жидкого кислорода в ЖГГ привода ТНА окислителя; 24 — место подвода присадочного кислорода в ЖГГ привода ТНА окислителя; 25 — трубопровод подачи присадочного кислорода иа оба ЖГГ после второй ступени кислородного насоса; 26 — трубопровод вывопа газнфипироваиного в теплообменникс кислорода на наддув бака с кислородом; 27 — трубопровод ввода жидкого кислорода в теплообменник дпя наддува кислородного бака; 28 — трубопровод жидкого кислорода во вторую ступень насоса поступающего затем в оба ЖГГ; 29 — выход жидкого кнслоропа из кислоропного насоса; 30 — камера; 3!— коллектор выхода газифипироваииого аодоропа из охлаждающего тракта второго участка камеры; Р! — дроссель — регулятор полного расхода водорода на выходе нз насоса; Р2 — дросссль — регулятор перепуска расхода жидкого водорода на смещение с газифипированиым водородом в охлюкдающем тракте второго участка (смесь далее поступает в оба ЖГГ); РЗ, Р4 — дроссели — регуляторы расхода приащочного кислорода соответственно в ЖГГ привода ТНА горючего и в ЖГГ привода ТНА окислителя; Р5 — дроссепь — регулятор расхода жидкого кислорода, поступающего в ка.
мер! Время поступления обоих компонентов в камеру сгорания подобрано так, что ТНА успевает выйтн на достаточный режим, пока в камере еше нет протнводдвлення. Схема "самопуска" двигателя — особенность этого двигателя. Двнгатель 88МŠ— главный двигатель американского МТКК. Он разработан фирмой "рокетдайн" в 1972 — 1981 гг. Схема ПГС двигателя представлена на рнс. 5.7. Общие данные и основные параметры. Двигательная установка МТКК состоит нз трех двигателей, установленных на карданных узлах подвеса, которые обеспечивают нх качание на угол +10,5' Лдя управления по тангажу, на угол а8,5' для управления по курсу н на угол +11' дпя управления по крену.
Двигатели запускаются на старте н работают почти до вывода МТКК на круговую орбиту. Топлнво — жидкие кислород л водород, номинальное соотношение компонентов К,„= 6. Компоненты поступают в двнгатель нз специального подвесного бака под давлением наддува. После лзрасходовання компонентов бак сбрасывается. Главная особенность этого двигателя — многоразовое нспольэованне. Прешюлагается, что двигатель можно будет п1именнть в 55 полетах с общим ресурсом работы 7,5 ч. Тяга н удельный импульс на зеыле соответственно составляют Рл — 0 = = 1,67 МН н /(9 — 0 = 3562 м/с, а в пустоте Рп = 2,09 МН л /п = 4464 м/с.
Давленне в камере р„= 20,5 МПа, давление на срезе сопла ря м 0,0175 МПа прн геометрической степени расширения сопла Р е = 77,5. Масса сухого двигателя 3175 кг, залнтого 3382 кг. Габаритные размеры: высота 4,24 м, цнаметр 2,67 м. Вреьгя работы в полете 520 с. Двигатель должен допускать регулирование тяги в диапазоне 0,65...1,09 номинальной тяги н регулнрованне соотношення компонентов Км = 5,5...6,5. Работа пневмогидравлической схемы. Подача компонентов нз баков обеспечивается основными ТНА н двумя бустернымл ТНА — жидкого кислорода н жншсого водорода.
тНА окислителя состоит нз основного одноступен ютого центробежного насоса с двухсгоронннм входом н дополнительного центробежного насоса подачи прнсадочного клслоролд в ЖГГ н 2шухступенчатой реактивной турбнны. ТНА горючего состоит нэ трехступенчатого центробежного насоса н .двухступенчатой реактивной турбнны. Интересной особенностью турбонасосных агрегатов является устройство проточного охлаждения газообразнмм водородом корпусов турбин н газоводов, 95 Охлаждение камеры — наружное проточное, осуществляется водо. родом. Первый участок камеры охлаждается раходом водорода, состав. ляюшим 20 % его общего рахода и поступающим в коллектор, располо.
женный на сопле. В охлаждающем тракте жалкий водород, протекая в направлении к головке, газифицируется и нагревается до температуры 305 К. Затем этот водород из выходного коллектора направляется на привод турбины бустерного насоса водорода. После срабатывания на тур. бине БТНА этот расход водорода разделяется и поступает в охлаждающие тракты корпусов обеих турбин и газоводов, из которых он направ. ляется к пористому огневому днищу смесительной головки для его охлаждения. Второй участок камеры — трубчатая часть сопла — охлаждается расходом водорода (25 % его общего расхода).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
