Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Шишкин Ю.Н. - Ракетные двигатели на комбинированном топливе (1048762), страница 7
Текст из файла (страница 7)
пзпримср, газообразоваиис сшряпя должно составлять 25 кг1с прп скорости газифшсяцпи 2,5 мм!с и с!5=-2000 !сгсм'. го поверхпость горсиия 5 дол!ива бьг!ь рявиз: О '1;5 5 и0.„2,5 10-' 2000 Если, к тому ркс, вреа1я р~бот~ двигателя состав~не~ 50 с. а диаметр внутреннего капала равен 0,1 м, то наружный диаметр шашки должен быть равен Вам0,1+2 50 2,5 10-а==0,35 м, а ес длина Е=-31л — — 5тп 0,1=-!6 м. Совершенно очевидно, что такое соопюшепис размеров шашки (длина 16 м прц диаметре 35см! 09~©О Рис.
1. 6. Формы зарнаоа твердого компонента неприемлемо, Выход из положения можно найти путем использования либо многокамерной конструкции (например, восемь камер по 2 м длиной!, либо многоканальных зарядов. Правда, и тот н другой вариант имеют и свои недостатки; применение нескольких камер осложняет и утяжеляет конструкцшо, а использование многоканального заряда затрудняет отработку органов впрыска жидкого компонента.
В связи Жизний и э те и с и ем тл с этим, желательно, чтобы скорость газификации твердого компонента была больше, чем ее величина, достигнутая к настоящему времени для многих топлив- Олеа с переьтемакт паатст1 зарядом: т — камера; а — перемеетакт. ~к~талл эарал; 3 — упоры; 4— Форсупка; А — полость ка. меры ных пар. В зарубежной печати сообгцается 2 о попытках создания ГРД, имеющих камеры, выполненные по схемам, отличающимся от рассмотренной наиболее про- 3 стой схемы.
Французскими ученымн (см, работу (591! испытан ГРД, схема камеры которого приведена на рис. 1.7. В корпусе камеры ! размещен заряд 2, представляющий собой цилиндрическую бссканальнукз шашку, устаиовлептю на упорах 3. Жидкий компонент подается через форсупку 4 в прсдсопловос пространство. Заряд газифнцируе тся по торцу. Гслп бы шапига была в камере неподвижна, то в процессе работы двигателя поверхность газификации перемещалась бы относнтелыш форсунок, что изменяло бы условия горения.
с!тобы избежать этого, полость Л камеры соедннплн с трубопроводом подачи жидкого компонента, в рсзу,п тате чего давление в этой полости прн работе двигателя будет вьппс давления и камере. Под перепадом давлений заряд твердого компонента перемещается по морс газификац1П1 аппз, прни(из!а51сь Всс.' В~зсм51 к 1'порам '3.
Данпу"ю схсму, ИО-Видимому, можно прнхшнять тотько в го'4 случае, сели удастся обсспе пить падежпое уплотпеипс на поверхности соприкосновения заряда со степкой камеры. В оппсаппых опытах заряд пзготовлялся пз гнзлпбутадпепа и герме. зпчпость была обсспечепа зластпчнымн свойствами самого горючшо, Отмечается высокая полнота сгорания п стабпльпость характеристик (время горения доходило до 34 с). Рис. 1. 8. Камера ГРД с секпиоипым зарядом: 1-корпус; 2-аараа таераосо компонента, а — сьроссеаьнаа амеба; Е-соаао Указывается, что подобные камеры могут оказаться пригодными для ГРД с небольшой силой тяги и длительпым временем работы.
По-видимому, камеры данной схемы более прпгодпы для ГРД с песамовоспламеняющпмися компонентами топлива, иначе дополнителшзо возникает проблема изоляции твердого компопента от жидкого по поверхности, восприпимаюшей дав- На рис. П 8 приведена схема камеры ГРД с секционным зарядом. Между секциями заряда 2 установлены лроссельные шайбы 8, изготовляемые так же, как и секции заряда, нз твердого компопепта топлива. Налвчие дроссельпых шайб вызывает интснспвную турбулизацшо потока газов в каналах секций. благодаря чему улучнзается перемешивание компонентов и повышается полнота их сгорания.
В качестве возможной схемы камеры ГРД рассматривается схема камеры, в которой установлен заряд нз пористого твердого компопспта. Жпдкпн компонент подводится к наружной час~и заряда и, проходя через поры, поступает в канал заряда равномерпо по всей его поверхности, Работа форсуночной головки имеет для ГРД очень большое зиачсние — пе меньшее, чем для ЖРД, где, как известно, отработке оргапов впрысьа топлива уделяется всегда значительное впнмапие.
Форсунками камеры ГРД определаотся условия входа жидкого компонепта топлива в канал завяла и, тем самым, -- факторы, влияюи1ие па пптенсивпость теплообмена и горепия в канале, В неко!орых слус)зях, кзк уже указывалось раисе, жидкий коыпопспт перед входОм в капал Газвфннпрустся, 'по уг)тч!Пз!'Г условия смссеобразовапия. На рис. 1.9 показана схема камеры 1 Р;.1, окисл)пелсм лоплнва в когором является перекись водорода. 1!сред поступлением в камеру перекись проходит через катализатор, где и разлагается.
Опубликованы;!Знн)н об испытзюшх Г!);! с рз)личными типами форсунок для подачи жидкого компонента. Нскгпорые из зп)х данных приведены па рис. 1,10. В качестве окислпт! ля ! -; -„- в опытном дннгатслс испольловз- г)дз,'- — ,— лась смесь фтора и кислорода. в качестве горючс!Го -- полнзтилсн 3)аз Линни)! показана рзсчетнвя кривая зависимости удельного импульса Г)т тзсв . Грз , НГ!тонам)и~ар н!и! 05 )гв !5 ."О Х Рис 1. 9. Камера ГРД с иоланея В)0! Рис.
1. !О. Зы)исичос! лел)- а Головке ного импульса от сои!но)и)ниа расколов коси)оие)пов лла топлива кпом!))ис)сн ' !с!.!ЗХ~ со!)Хпо)псппя расходов компонентов, точками — - зксисрн)н нталь- НЫС ДЗИПЫ!.' ДЛН Ра!ЗЛИЧНЫХ ТИПОВ с!)ОРСМНОК: КРУЗ(ОЧКИ .!ЛЯ стру'йпь!х фо1тсупок, квадраты —. для струнных фо1)сунок с 1и'иесечением струи, ромбы — для форсунок с завихрсш!См жилк )сти. Как следует из рнс. 1.10, тпп форсунок оказываег весьма существенное влияние нз полноту сгорания топлива. Наиболее полное сгорание в данном случае оосспечивалось форсупкзми с завихрением. Это означает, что турбулизапня потока жидкого компонента на вхсдс в канал заряда благоприятно сказывается на горении топлива.
Тип форсупки влияет и нз скорость газификации твердого компонента. Так, например, по дани)м шведской фирмы применение в Г!)Д, окпслителем топлива в котором является белая дымящаяся азотная кислота, пе)пробежных форсунок вместо струйных значительно увел)шивзет скорость газифпкапип на началыи)м участке,заряда.
Влияние типа форсункп па скорость газификапин прослеживалось прим! рно до 2)В длины шашки. На рис. !. 1! приведен профиль выгорания зарядя, выпогп!еп- ного из 1 1)!1Н! в двигателе, где окислителеь! были продукты 2 1796 разлажюгпя перекиси водорода. 01 !отлива впдпа запа сиеличсииай скорасп! газификации. гсвтсзры работ па исследованию з!Их двигателей абъясиясог таке'. Местное паиыгиеипс скор!гати газификации воздействием продуктов разложения НЗО, ч;и сааза!ю с рабапзй фарсуиок Как пзвс'.сп10 из тсарии /КР„.Г, '!.'1я ТОГО '1гааы жидкск'.
'ГОИЛИВО сгорала полиостью, исабходим апрсделсииып объем камсры -- для УКР,д, рабатгпогцега пз высокакииягцпх компонентах топлива. иапример, требуется объем акала ! л па расход топлива В ! 1.ГГС. Нх йз Рпс !. !1. !!рофнль аыгораипн Рсш !. !В Кхпыра ГРЛ с ааафраг- зарн са ной-тзрв!Гшзатором Опрсделепиый объем пу'кои и для ш!реиия тсгплива в гибрпдпых ракетных двигателях.
Зтаг аоъсм образуется объемом капала заряда и аоъемом предсапловай г!Зстс! камеры (в объем камеры ККРМ обычио вктюх!Зют объем да критического сечения сопла). В предсаплову!а часть камеры из канала заряда ° истскакш ! а!ы, в которых их!с!с!!си ие до конца псремесиапиые и ис полностью прореагирс!Ваап!ив кох!Иаиеиты топлива. ,"сля того чтобы обсспс ипь дсзгараюп! комиоиситов. треауется определенная длина свободпага объема камеры. Эта было подтверждена и опытным путем — сдлпиеиие камеры за зарядом Вело к у Всгсичеиию полп01ы сГОраии51.
ОЛИЗКО, как и В жидкостиьсх ракегиыс дзига!слнх, удлпгн иис камерь! в ГРД полезно лигць до 1ГСКОтарай Вслпчипы, так как пря тдлипсиии кзхес!1ы ра. стут тепловые потери. Кроме тога, естественна, увсличеиис сва- ООДИОГО аоъсмз кзт1сры Всдст к ххугппепи10 с!'. хзрзктс!зисн!к по массе и габаритных характеристик. Опьпами установлена также, 'по питсисифпциртовссть догорзпис компаис1поВ В ИОлг5с!и за ззрялох! х!ажио и Осз ззметпаГО 1Всличси!ь1 сс.' Объема.,!ля зтОГО и!гкпо турОулизираВВГь поток продусшав сГОраии51 )стзиавкай В иалОсти паст!с заряда дизфраГмы с Оы!срстп51ми. На рис, 1. !2 па!сазапа схс.'мз опытной камеры ГР„.[ с такой дпафрагмоп-'!урбулизатором '". По результатам иси!!тапир! камер ГРД можио закл!ачить. чта в гсх сл! чаях, когда лсйствптельио имеет место пеполиота сго- ' Дохорачн С5атпн, в котороп провезена гоа схема, лпафрасма названа кп5!хп1К !паса егмеш11ва1ош550 диска. рая!331 13 .301!С ло ТГ13бу,и1за3ора, 3'г33 ВВС 33'33133.' зам!'11333 !!овышЯСТ эффсктявш3С3ь раб!мы лвигагсля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
