Гахун Г.Г. - Конструкция и проектироввание жидкостных ракетных двигателей (1049215), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Через газоводы ТНА горючего проходит примерно 70 % общего расхода генераторного газа (температура газа 943 К, давление 24,6 МПа) и только 30 % газа (температура 808 К, давление 24,б МПа)— через газоводы ТНА окислителя. Газоводы соединены с турбиной кольце. вым каналом, в котором поток поворачивается на 180' и направляется в расширяющийся объем. Течение газа в газоводах отличается сложным, трехмерным характером, наличием зон отрыва и высокой завихренностью и турбулентностью. Газоводы служат также силовым конструктивным элементом крепления двух ЖГГ и двух ТНА к коллектору смесительной головки камеры.
Для обеспечения необходимой жесткости газоводов и предотвращения нх усталостного разрушения из-за большого перепада температур их выполняют двухстеннымн, с охлаждающим трактом, по которому протекает водород, Внешняя стенка газоводов выполнена из Инконеля 718. Внутренная стенка газовода имеет сложную конструкцию и выполнена в виде "слоистого пирога'. В нее входят слой сетки из коррозионно-стойкой стали 316 (диаметр проволочек 0,114 мм) и слои нз перфорированного листа толщиной 0,051 мм; эти слои окружены со стороны газа перфорированным листом толщиной 0,147 мм, а со стороны охладителя— листом толщиной 2,4 мм, выполненным из сплава Хайвее 188.
Слои соединяются друг с другом диффузионной сваркой, образуя цельную конструкшгю. к ю. Внутренняя стенка изготовлена из 14 деталей, приваренных друг к другу н к внешней стенке. Гибкие трубопроводы. Отличительной особенностью гибких трубопроводов является то, что в процессе установки на двигатель можно в некото. рой степени изменять их длину и изгибать их. Поэтому применение гибких тру т бопроводов позволяет уменьшить требования к точности установки агрегатов и узл егатов и узлов двигателя относительно друг друга. Гибкие трубопроводы обладают повышенной работоспособностью в условиях воздействия виб- 367 раций при работе двигателя.
Тепловые деформации узлов и агрегатов двигателя также компенсируются конструкцией гибких трубопроводов. К гибким трубопроводам относят трубопроводы с гофрированньзм шлангом и с сильфоном. Огльфоньг имеют существенно меньшее число гофров, чем шланги. Для обеспечения требуемой прочности сильфоны можно выполнять с так называемой бронировкой; в гофрах таких силь. фонов снаружи помещаются металлические кольца, при этом несколько возрастает жесткость сильфона. Наиболее широко применяют металлические гофрированнтне шланги.
Их приваривают с помощью роликовой сварки к фланцам или ниппелям, которыми шланг подсоединяется к узлу или а~регату двигателя. Для существенного повышения прочности шланга на него надевают металли- ческую оплетку, концы которой жестко заделывают в зажимной обойме фланца или ниппеля, Примерами гибких трубопроводов с гофрированным шлангом явля- ются трубопроводы, подводящие окислитель и горючее к камере двигате- ля РД-119. Они имеют аналогичную конструкцию.
Трубопровод окисли- теля (рис. 14.8, а) состоит из двухслойного гофрированного шланга 1, приваренных к нему с обоих концов роликовой сваркой ниппелей 7 с на- кидными гайками 8 и двухслойной оплетки 2. Оплетка защемляется между наружными алюминиевыми кольцами 3 и двумя внутренними полуколь- цами 4 при обжатии муфты 5, Для удержания наружного кольца от прос- кальзывания на внутренней поверхности муфты имеются зубцы.
Внут- ренние полукольца фиксируются концевым выступом, входящим в соот- ветствующую проточку на ниппеле. Все детали, кроме колец, изготовляли иэ корроэионно-стойкой стали. Применяют также шлан~и и оплетки из бронзы, пик елевтлх и титановых сплавов, а также шланги, изготовленньзе из политетрафторэтилена (рис. 14.8, б). К недостаткам гибких трубопроводов относятся их сложность, отно- сительно большая масса, повышенное пщравлическое сопротивление, а также трудности обеспечения большого ресурса работы. Сильфонные узлы могут быть частью магистрали, остальные элементы которой являются жесткие участки. Такие узлы являются сильфонными компенсаторами перемещений.
Перемещения могут вызываться различными воздействиями: терми- ческими расширениями и сжатием, монтажными отклонениями, функцио- нальными отклонениями, например из-за отклонения двигателя для соз- дания управляющих моментов н снл. Снльфонные узлы применяют в ЖРД для магистралей с диаметром от 6 до 700 мм при температурах от 20 К (температура жидкого водорода) до 1000 К (темлература турбинного газа) и при давлениях до 38 МПа для иизкокипящнх и высококипящнх компонентов топлива.
Различают два типа сильфонных компеисаторов — разгруженные от снл давления и неразгруженные. 368 ге Рис. 14.8. Гибкий трубопровод окислителя двигателя Рдс119 (а) и шланг из политетрафторзтилеиа с оплеткой 16): 1 — шланг; 3 — металлическая оплетка; 3 — кольцо; 4 — полукольцо; 5 — муфта; 6 — стопорнос кольцо; 7 — ниппслзч 8 — накидная гайка; 9 — шланг из политстраф. торзтилеиа с оплеткой; 10 — гайка; 11 — ниппель В рпзгруженньгх комленсагорах используются сильфонные узлы с жесткими внешними или внутренними связями. которые воспринимают осевые силы, возникающие от давления, поэтому зти силы не передаются на смеж.
ные элементы. Жесткие связи имеют шарниры, что обеспечивает угловые повороты конструкции (рис. 14,9) . Неразгруженные сильфонные компенсагоры используют для компенсации перемещений свободные сильфоны без ограничивающих связей. Силы. возникающие в таких компенсаторах от давления, воспринимаются конструкцией двигателя и ДУ в точках соединения с магистралью. В случае больших отношений длины компенсатора к его диаметру могут потребоваться промежуточные крепления магистрали, чтобы избежать потерю ее осевой устойчивости. Если рабочие давления и длина магистрали большие, то силы, обусловпенные внутренним давлением, оказываются также 369 ВиВ А Рнс. 14чн Разгруженный сяпьфояный компевсатор большими, а это ведет к возрастанию массы стыков.
Поэтому неразгруженные компенсаторы применяют лишь при относительно небольших давлениях, в частности в узлах подвода компонентов тогпнва к двигателю. Для соединения агрегатов, близко расположенных друг к другу, приме. няют односнльфонный неразгруженный компенсатор, который обеспечивает для его концов взаимные смещения всех видов, но относительно небольшие по размеру. 14.4.
ЭЛЕМЕНТЫ ТОПЛИВНЫХ И ГАЗОВЫХ МАГИСТРАЛЕИ Фильтры. Для очистки компонентов топлив, жидкостей гндросистем и управляющего газа, которая исключает возможность засорения сопел форсунок, седел, клапанов, приводов, регуляторов и т,д., применяют фильтры разнообразной конструкции. Ф ильтры должны обеспечивать максимально высокую степень очистки (улавливание различных частиц, содержащихся в жидкостях и газах) при минимальном гидравлическом сопротивлении. Степень очистки определяется минимальным размером частиц, которые улавливаются фильтром.
Фильтры топливных магистралей должны выдерживать'гидравлическое и химическое воздействие компонентов топлива и вибрации, характерные для ЖРД. Т опливные фильтры задерживают загрязнения и твердые примеси размером 1 ... 30мкм. В ЖРД в основном применяют металлические фильтры. Онн представляют собой тканые сетки из коррозионно-стойкой стали, а для двигателей малой тяги — набор шайб с лабиринтными каналами нли фильтры, изготовленные методом спекання зерен бронзы или коррозионно-стойкой стали с использованием методов порошковой металлургии.
Металлические фильтры сохраняют стабильность характеристик и работоспособность в 370 широком диапазоне температур„в том числе при воздействии агрессивных компонентов топлива. Фильтры встраиваются в клапаны, редукторы давления и другие агрегаты нли устанавливают в соединения между узлами и агрегатами двигателя. Основой сетчатых фильтров являетсн проволочный конус,к которому прнпаивают металлическую сетку.
Конус припаивают к фланцу, который размещается между фланцами соответствующего соединения двигателя. Такие фшгыры могут задерживать частицы размером более 15 мкм. Топливные фильтры лабиринтного типа являются набором большого числа (до 1600) шайб, выполненных из коррозионно-стойкой стали, у которых на одной стороне злектрохимическим фрезерованием выполняют калиброванные лабиринты для прохода компонента топлива в радиальном направлении от периферии шайбы к ее центру. Набор шайб надевают на перфорированную трубку. Корпус фильтра сварной конструкции выполняют из титана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
