Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Учебник под ред. В.М.Кудрявцева (1014186), страница 95
Текст из файла (страница 95)
ция, активнрованные платина или серебро Электрическое зажигание. Преимущество электрических систем зажигания — возможность обеспечения большого числа повторных запусков и эффективного контроля за работой си-' стемы. Недостатки — относительно большая масса, сравнительно низкий выход энергии, сложность обеспечения заданных надежности и ресурса узлов системы зажигания, подвергающихся воздействию компонентов топлива или их ПС„и др. Различают контролируемый и неконтролируемый запуски ЖРД. Под контролируемым запуском понимается запуск, осуществляемый в условиях, допускающих контроль за ходом запуска, активное вмешательство в процесс запуска и сохранение ЛА в случае неполадок или отказа в запуске. Такой запуск обязателен при установкез ЖРД на пилотируемых ЛА всех типов. Его применяют на первых ступенях орбитальных и стратегических ракет и на системах, выход 476 из строя которых на старте либо опасен для обслуживающего персонала, либо может вызвать серьезные повреждения наземных стартовых комплексов.
Контролируемый запуск характерен наличием цепи автоматики, сигнализирующей о завершении выполнения очередной операции запуска, системы блокировки, обеспечивающей соблюдение заданной последовательности выполнения операции запуска, систеьв аварийной защиты и аварийного останова ЖРД. Схемы ЖРД с контролируемым запуском приведены на рис. 13.3; 13.7, "13.10; 13.14 и 13.24. Неконтролируемый запуск применяется в ЖРД, работа которых начинается в условиях, когда возврат ЛА для ремонта или последующего использования невозможен или нерационален (см. рис. 13.2 и 13.9). В этом случае установка систем блокировки становится не только бесполезной (в случае неправильного хода какой-либо из операций згпуска ЛА все равно потерян), но и вредной, так как наличие дополнительных агрегатов ведет к соответствующему снижению надежности.
К ЖРД, используемых на пилотируемых ЛА (ракегопланы, космические корабли и т. д.), в большинстве случаев предъявляется требование повторного запуска и останова в полете. Такие двигатели называют ЖРД многократного включения (см. рис. 13.11 — 13.14 и 13.24). Обеспечение надежности запуска. В отдельные моменты запуска могут иметь место условия, при которых в КС и ЖГГ скапливается значительное количество какою-либо компонента топлива и появляется опасность попадания одного из компонентов топлива в форсуночную полость и в коммуникации другого, что может привести к разрушению двигателя.
Для исключения этих явлений при запуске ЖРД применяют ряд мер, среди которых можно указать на продувку топливных коммуникаций и КС газом. й 1З.б. ОстАнОВ жидкОстных РАкетных дВНГАтелеи Под оетановом ЖРД понимается цикл операций и переходных процессов, происходящих за промежуток времени между подачей первой команды на выключение и практическим исчезновением тяги.
Методы и операции останова зависят от конкретных требований, предьявляемых к ЖРД в соответствии с назначением и условиями эксплуатации ЛА, для которого этот двигатель предназначен. В зависимости от требований, предъявляемых со стороны ракетной системы, различают следующие способы останова ЖРД: останов после израсходования топлива; останов на заданном режиме тяги при условии гарантированной сохранности ракеты; останов с обеспечением минимального импульса последействия; аварийный останов; многократный останов.
Первый способ астапова имеет место на ЖРД, применяемых на ЛА одноразового действия, эксплуатируемых только на участке активного полета. При астапове на заданном режиме тяги должно быть выполнено лишь одно требование — обеспечение сохранности ЛА после останови 477 Рис. 18.25. Насосная подача топлива насосным контуром гавогенераиии: 1 — тнд; у — жГГ; а — крен; 1 н у — беки герючеге н акнслнтелн; Б — турбина; б — несес: а — регулятор тлгн: у — мембрана; 1а — пуске наа бачок 478 ЖРД. Этот способ останова применяют в тех случаях, когда скорость полета ЛА не должна выдерживаться с особой точностью или обеспечивается другими методами. Останов ЖРД с обеспечением минимального импульса последействия отличается от предыдущего способа тем, что в данном случае предъявляется дополнительное требование сведения к минимуму импульса последствия, развиваемого двигателем после подачи команды на прекращение его работы.
Для уменьшения импульса последействия рекомендуется: уменьшать объемы топливных магистралей за отсечными клапанами (см. рис. 13.16 и 13.1?); сливать топливные компоненты, остающиеся за отсечными клапанами, в окружающую среду, помимо КС (см. рис. 13.16); перед отключением переводить двигатель на меньшую тягу и пр.
3 Под аварийным выключением понимается преждевременное прекращение работы ЖРД, вызванное его отказом из-за выуб хода из строя его агрегатов, 9 достижением критических уров- 8 ней основных параметров ЖРД 7 или ненормальными условиями протекания отдельных контролиб руемых процессов при запуске.
Аварийное выключение необходимо для экстренного прекраг щения процесса запуска и перевода ЛА в состояние, при котором возможны его хранение на пусковой установке и непосредственная работа с ним обслуживающего персонала. Этот, вид останова может быть пре-' дусмотрен и для ЛА, запускае. 5 мых с подвижного старта, на- 7 пример для пилотируемых ЛА, Многократный останов ЖРД. наряду с многократным запус;, ком применяется в ЛА, траектория и условия эксплуатации кот торых требуют периодического включения двигателя в течениа полета. Обязательное требова. 1бе бл 1 1 бл ние, предъявляемое к много, кратным остановам, — условие последующего автоматическою, перевода ЖРД в состояибир стартовой готовности.
Поэтому в большинстве ЖРД с много-„ кратным остановом функции запуска и останова обслуживают о одни и те же агрегаты, рассчитанные на многократное срабатывание (рис. 13.25). В соответствии с приведенными методами останова рассмотрим операции останова ЖРД. Операции астапова.
Операции, выполняемые при останове, можно рассматривать в последовательности, обратной операциям запуска. В общем случае они сводятся к отключению КС, системы подачи и вспомогательных систем. Выполнение этих операций обеспечивается установкой соответствующих кранов и, в необходимых случаях, введением закольцовки, слива или продувки отдельных топливных коммуникащуй и агрегатов ЖРД.
Темп и последовательность выполнения операций останова должны подбираться из условий обеспечения заданного импульса последействня, а также исключения возможности нарушения цельности двигателя или возникновения нерасчетных, динамических нагрузок во время останова. При останове ЖРД в КС могут возникать забросы давления, пульсации и другие явления, связанные со снижением давления и изменением соотношения и количества компонентов топлива. Возможен также заброс одного из компонентов топлива в форсуночную полость другого, в результате чего может произойти взрыв.
Для обеспечения сохранности ЖРД при останове н минимального импульса последействия можно рекомендовать программирование закрытия топливных кранов и продувку топливных полостей за ними. При этом топливные краны должны устанавливаться таким образом, чтобы в полостях за кранами оставалось возможно меньшее количество топлива.
Программированное закрытие топливных кранов не только позволяет свести к минимуму гидравлический удар, возникающий при останове, но и обеспечивает окончание работы двигателя на заданном компоненте топлива. Это имеет существенное значение с точки зрения обеспечения минимальных пульсаций и забросов давления при прекращении работы КС. Продувка полостей топливных компонентов за кранами применяется для того, чтобы обеспечить быстрейшее удаление остатков топлива и, в случае если продувка производится через КС, дожигание их под давлением, обеспечивающим устойчивое сгорание.
Топливо газом продувки может вытесняться как во внутренний объем КС по ходу основного расхода компонентов (см. рис, 13.12), так и через дополнительные сливные магистрали, открывающиеся при останове (см. рис. 13.17). Для уменьшения величины импульса последствия и обеспечения его однозначности можно рекомендовать продувку обеих полостей (окислителя и горючего) при повышенном давлении. В некоторых типах ЖРД системы стартовой продувки и продувки при останове объединяются в единую систему. Правильный выбор одного из рассмотренных методов или их сочетания обеспечивает надежный останов двигателя. 479 й 13.6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕИ В общем случае под регулированием ЖРД понимается совокупность процессов, обеспечивающих поддержание в пределах определен.
ных допусков и заданное изменение величин тяги двигателя и контролируемых параметров в отдельных его агрегатах. Основная задача регулирования — обеспечение заданных тактико-технических пара. метров ЛА с наибольшей степенью вероятности (наибольшей надежностью). Расчетная величина тяги обеспечивается путем поддержания расчетного массового расхода компонентов топлива в КС. При работе ЖРД могут иметь место отклонения от расчетного массового расхода компонентов топлива, происходящие из-за: изменения плотности компонентов вследствие их нагрева, изменения гидравлн~ ческих характеристик агрегатов и коммуникаций, имеющих место, например, из-за накопления отложений (в форсунках КС, системе га. зогенерации и проточной части турбины), изменения действующих ' перегрузок (изменения гидростатического давления столба жидкости) и т.
п. Эти отклонения вызывают изменение заданных величин: тяги; развиваемой двигателем; массового соотношения компонентов топли1 аа, поступающих в КС, и увеличение остатка компонентов топлива в ' баках к концу работы двигателя. Перечисленные явления взаимое, связаны — изменение массового расхода компонентов топлива одь повременно изменяет тягу и остаток топлива. Для уменьшения влия1 ния указанных отрицательных факторов в двигательную установку' аводят системы регулирования камеры сгорания (РКС) и синхронного опорожнения баков (СОБ).
Система регулирования камеры сгорания. К системам РКС предь. являются требования поддержания с определенной точностью (дое пуском на тягу) заданной величины тяги и изменение тяги по комант дам управляющих систем. Практически все современные системы РКС воздействуют на в личину тяги путем изменения массового расхода компонентов топли аа в КС.
Для изменения расхода топлива регулируют давление ко понентов перед форсунками либо изменяют количество форсунок через которые топливо вводится в КС. Изменение давления компонентов топлива осуществляют регули ровзяием давления в топливных баках (для двигателей с ВПТ, с рис. 13.7), изменением давления на выходе из насосов ТНА ( рис. 13.10; 13.11; 13.12; 13.14; 13.15 и 13.25) и введением регулиру мых гидравлических сопротивлений в топливных коммуникация (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
