Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели, 2005 г. (1240835), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Топливо. Тяга в пустоте................"" .."" Удельный импульс в пустоте.......,. Степень расширения................... Давление в камере сгорания.......... жидкий кислород» НДМГ 105,5 кН 3450 м/с р,/р„= 1Л 350 7,89 МПа 326 Глава 6. Двигательные установки 9 10 11 12 Рис, 6.29. ЖРД РД-! 07 (<Восток»: 1 — рулевые ЖРД; ! — узел качания и подвода окислителя; 3 — трубопроводы окислителя рулевых ЖРД; 4 — кронштейны макетные; 5 — основные камеры двигателя (4 шт.); 6 — силовая рама; 7 — ПГГ; 8 — корпус теплообменника на турбине; 9 — входной патрубок насоса окислителя; ! Π— входной патрубок насоса горючего; П вЂ” датчик давления в камере сгорания; 12 — главный клапан окислителя; 13 — трубопроводы окислителя; 14 — главный клапан горючего; 15 — трубопроводы горючего б.В.
Примеры выполненных двигателей с турбонасосной подачей 327 жидкий кислород+углеводородное горючее 1 МН 3070 м/с рв/рк 1/150 0,6 МПа Топливо................................. Тяга в пустоте....................... Удельная тяга в пустоте............ Степень расширения................ Давление в камере сгорания..... Пневмогидравлическая схема двигателя первой ступени На рис. 6.30 показана схема системы подачи топлива в двигатель КХ-2, состоящий из двух камер и имеющий следующие параметры.
жидкий кислород+керосин 1,3! МН Топливо. Тяга двигательной установки.................. Тяга одной камеры Р: — на уровне моря................................ — в конце активного участка (Н=75 км) ... Удельный импульс /х: — на уровне моря................................ — в конце активного участка (Н=75 км) ... Соотношение компонентов К: — на уровне моря................................ — в конце активного участка ................. Давление в камере сгорания Подача.
Привод ТНА.. 0,6 МН 0,75 МН 2403 и/с 2835 м/с 2,16 2,45 3,75 МПа турбонасосная от восстановительного ЖГГ, работающего на основных компонентах с соотношением К„= 0,351 ' Увеличение К в конце активного участка происходит, во-первых, вследствие неодинакового изменения уровня жидкости в баках и, во-вторых, из-за увеличения ускорения от 1 я на старте до 1О 8 в конце активного участка (Н = 75 км). Двигатель выполнен без дожигания генераторного газа.
Привод ТНА осуществляется от ПГГ, работающего на перекиси водорода; ТНА имеет четыре насоса (окислителя, горючего, перекиси водорода и жидкого азота, используемого для наддува баков). Газификация жидкого азота производится в теплообменнике 8, обогреваемом парогазом из ТНА; внутреннее охлаждение камеры — горючим, подаваемым через форсунки на головке; зажигание— внешнее, пиротехническое; запуск — ступенчатый, через предварительную ступень тяги; управление вектором тяги — с помощью рулевых ЖРД (С1-358) 1.
Тяга регулируется изменением расхода перекиси водорода, поступающего на привод ТНА. Глава б. Двигательные установки 328 Давление подачи: — кислорода........". — керосина.. Время работы ЖРД.... 5,19 МПа 5,43 МПа 160 с Некоторые параметры, характеризующие работу камеры двигателя и ТНА, приведены в 8 5.1 и 8 7.4. Для обеспечения строгой последовательности запуска имеется электропневмосистема с блокировками, допускающими включение очередного агрегата только после поступления импульса, указывающего, что предыдущий агрегат 23 Рис.
6.30. Схема системы подачи топлива в двигатель Йг;2: 1 — насосы; 2 — дренаж; 3 — турбина; 4 — подвод смазки; 5 — обратный клапан; б — запальник; 7 — дренаж; 8 — клапан ЖГГ; 9 — ЖГГ; 10 — дроссель (жиклер); 11 — обратный клапан; 12— азот высокого давления от бортовой системы; !3 — распределитель подачи азота; 14 — наполняюпзий и обратный клапаны жидкого кислорода; /5 — клапан подачи пускового горючего; 1б — наполняющий и обратный клапаны керосина; 17 — главный кислородный клапан; 18 — подвод азота от наземной установки; /9 — запальник; 20 — главный клапан керосина; 21 — наземные баки горючего и окислителя; 22 — камера; 23 — проволочный контакт б.8.
Примеры выполненных двигателей с турбонасосной подачей 329 свои функции выполнил. Пневматическая часть системы монтируется на двигателе, а электрическая часть состоит из наземного блока реле, связанного с коробкой реле на двигателе. Рабочее тело пневмосистемы (газообразный азот под давлением 5,12 МПа) хранится в шести баллонах, размещенных на ракете. Перед началом запуска двигатели ракеты подключены к пусковым топливным бакам 21 (см. рис.
6.30), размещенным на наземной установке. После нажатия кнопки «Пуск» вступает в действие наземная и бортовая системы автоматики, и запуск двигательной установки производится в следующем порядке. От наземной системы по трубкам 18 подается азот для наддува пусковых бачков 21 и баков со смазкой для редуктора. В камере сгорания воспламеняется пиротехнический запальник 19 и после перегорания в нем электрического контакта посредством электропневматической связи открываются главный клапан кислорода 17 и клапан подачи пускового горючего 15. Кислород под давлением статического напора в баке двигательной установки и керосин под давлением наддува в пусковом бачке 21 поступают в камеру сгорания, где и воспламеняются от запальника 19, Возникший факел пламени разрушает проволочный указатель воспламенения 23, установленный на выходе из камеры. При этом включается запальник ЖГГ б; контакт в запальнике перегорает, и подается команда на открытие главного клапана керосина 20.
Открывается клапан ЖГГ 8, компоненты поступают в ЖГГ, а продукты сгорания — из ЖГГ на турбину 3. В результате происходит раскрутка ТНА и насосы начинают подавать компоненты через главные клапаны в камеру сгорания. Когда давление на выходе из насосов превышает давление подачи из пусковых бачков, открываются обратные клапаны 5 и 11 и в ЖГГ начинают поступать компоненты от бортовой системы подачи.
При этом клапаны наземной пусковой системы 14 и 1б закроются. Время выхода на режим полной тяги от момента начала запуска составляет 4 с. Двигатель выключается от системы управления полетом ракеты. При этом закрываются клапан ЖГГ 8 и главный клапан кислорода 17, а спустя 0,2 с закрывается клапан керосина 20. Двигатель первой ступени ракеты-носителя На рис. 6.31 представлен общий вид ЖРД Е-1 первой ступени ракеты- носителя «Сатурн-5», являвшегося одним из ведущих звеньев программы «Аполло».
Оригинальные конструкторские решения, рациональная программа разработки, осуществленная в сравнительно короткие сроки сотрудниками компании «КосеЫупе», позволили успешно выполнить семь лунных экспедиций и вывод на орбиту орбитальной станции «Ясу!аЬ». Отсутствие тогда Глава б. Двигательные установки 330 Рис. 6.31. ЖРД Р-1 первой ступени ракеты-носителя «Сатурн-5» в нашей стране аналогичного ЖРД можно считать одной из причин неудачи советской лунной программы. Основные данные ЖРД (без дожигания восстановительного генератор- ного газа) следующие.
На ракете-носителе «Сатурн-5» (стартовая масса 2890 т) было установлено пять двигательных установок Р-1, что позволило реализовать стартовую тягу, равную приблизительно 33850 кН. Управление полетом ракеты осуществлялось отклонением четырех периферийных ЖРД, установленных в карданном подвесе вместе с турбонасосным агрегатом и топливной арматурой. В настоящее время Р-1 является самым мощным однокамерным ЖРД, выводившим в космос полезную нагрузку. Топливо. Тяга на уровне моря.............................. Удельный импульс...............................
Суммарный массовый расход топлива....... Масса ЖРД.. Давление в камере сгорания...................... Количество пусков/отказов двигателей...... О + КР-1 6770 кН 2600 м/с 2700 кг/с 8,6 т 7,78 МПа 65/О б.8. Прилгерзя выполненных двигателей с турбонасоснай подачей 331 Самолетный ЖРД На рис. 6.32 приведена пневмогидравлическая схема системы подачи жидкостного ракетного двигателя ХМ.-99, являющегося маршевым двигателем самолета Х-15 и имеющего следующие основные данные. Двигатель.. Топливо. 120 с 1ч Рис. б.32.
Пневмогидравлическая схема самолетного ЖРД: 1 — насос горючего; 2 — проливочные клапаны; 3 — главные пуско-отсечные клапаны; 4 — насос окислителя; 5 — отсечные клапаны пусковой камеры! 1; б — испарителгй 7 — турбина; 8 — отсечные клапаны пусковой камеры', 9 — пусковая камера первой ступени; 10 — реле; 1! — пусковая камера второй ступени; 12 — камера двигателя; !3 — охлаждающий тракт; !4 — ПГГ; 15 — источник питания гилропривода; 1б — регулятор оборотов; 17 — запальная искровая свеча;!8 — сераопривод; !9 — пуско-отсечные клапаны перекиси; 20 — регулятор подачи перекиси; 2! — реле; 22 — трубка Вентури; 23 — блок 90 % ной перекиси водорода; 24 — теплообменник гидросистемы Тяга: — на земле.
— на высоте 30 км.............................. Удельный импульс на высоте 30 км Давление в камере................,....,. „..... Привод ТНА.. Время работы двигателя за один полет (определяется объемом баков)............. Ресурс работы двигателя...................... многократного запуска с регулируемой тягой в диапазоне 100...30;4 жидкий кислород + жидкий аммиак, соотношение компонентов К„= 1,25 0,22 МН 0,25 МН 2740 м1с 4,12 МПа от ПГГ, работающего на 90 е4 НзОз 332 Глава 6.
Двигательные установки Для обеспечения повышенных требований к надежности и безопасности работы ЖРД, обусловленных установкой двигателя на пилотируемом летательном аппарате, предусмотрена двухступенчатая система запуска с помощью пусковых камер первой и второй ступеней (9 и 11). Компоненты в пусковой камере первой ступени воспламеняются от искровой свечи 17, а в пусковой камере второй ступени и в основной камере 12 — от факела, поступающего соответственно из камер 9 и 1!. Запуск и останов двигательной установки производятся в следующем порядке.
Перед началом запуска с помощью клапанов 2 производятся проливка ТНА и основных магистралей подачи топлива с целью обеспечения температурных условий работы металлических частей ТНА, магистралей и клапанов. Затем включается продувка гелием камеры сгорания. Запуск двигателя осуществляется открытием регулирующего и пуско-отсечных клапанов перекиси водорода 19 и 20, поступающей в ПГГ 14, где, проходя через набор катализирующих сеток (35 сеток, покрытых серебром, расположенных попеременно между 36 сетками из нержавеющей стали), она разлагается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
