ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работы по созданию ЖРД со стационарным охлаждением из "развитие методов теплозащиты жидкостных ракетных двигателей " Следует отметить, что удачная конструкция ОРМ-65 послужила основой конструкции и данных двигателей. Действительно, если до этого времени специалисты спиртокислородной группы РНИИ выбирали экзотические по форме камеры сгорания (грушевидная, эллипсоидная и пр.), то новые двигатели имели уже цилиндрическую форму камеры (как у ОРМ-65), если раньше на двигателях применялись струйные форсунки, то теперь (на ЖРД РДА-1 -150, РД К-1 -150) - центробежные и т.д. [c.66] Вместе с тем на новых ЖРД имелись и некоторые отличия от ОРМ-65. Для того чтобы избежать нагрева форсуночной головки, исследователи применили охлаждение паровой подушкой [63, л. 40], известное им из предшествующих работ по спиртокислородным ЖРД. Для реализации этого метода, например на РД К-1-150, исследователи разместили на полусферической головке нормально к ее поверхности 12 центробежных форсунок для кислорода, расположив их по ее периферии на равном расстоянии друг от друга, и шесть форсунок горючего, размещенных в центре головки. При работе двигателя топливо и его пары защищали головку, температура которой не повышалась выше 80°С [63, л. 25]. [c.66] Если бы в то время были бы проведены соответствующие научные исследования по изучению влияния конструкции форсуночной головки на теплопередачу, то специалисты, наверное, поняли бы, что, решив таким образом проблему ее охлаждения, они ликвидировали внутреннее охлаждение камеры, существовавшее на ЖРД ОРМ-65. Однако таких исследований не проводилось и вновь, уже в который раз, этот метод (внутреннее охлаждение) не был по достоинству оценен (или даже оказался незамеченным, несмотря на то, что практически применялся на ряде двигателей). [c.66] На всех указанных новых двигателях форсунки окислителя располагались, как уже было сказано, на периферии головки и направляли струю в центр камеры, где происходило перемешивание компонентов топлива. Непосредственно на стенке, по-видимому, возникало изменяющееся во времени различное соотношение компонентов, или другими словами, внутреннее охлаждение не было организовано. [c.66] Этот ЖРД в мае 1938 г. прошел первые огневые испытания, которые показали, что время его непрерывной работы составляло 3 мин [63, л. 25 ]. С одним экземпляром было проведено 20 испытаний с суммарной наработкой 30 мин. В ходе пятого огневого испытания, состоявшегося 27 сентября, двигатель при давлении в камере 10,5 кгс/см (1,07 МПа) развил тягу 150 кгс (1470 Н) при удельном импульсе 210 с (2060 м/с) [64, л. 31]. [c.67] С использованием опыта работ по этому ЖРД был создан двигатель РДА-300, который с конструктивной точки зрения лишь незначительно от него отличался. Его тяга по сравнению с РДА-1-150 была увеличена вдвое, форсунки были шнековые (по 4 для каждого компонента), обеспечивавшие лучшее распыление и перемешивание топлива, кроме основных имелись также и пусковые форсунки, использование которых позволяло повысить надежность запуска двигателя. В ходе испытаний он развивал тягу порядка 280 кгс (2750 Н) при удельном импульсе 207 с (2040 м/с) при давлении в камере примерно 20 кгс/см (2,04 МПа) [42, л. 10 64]. [c.67] Первый шаг на этом пути был сделан с разработкой П.С. Душкиным ЖРД Д-1-А-1100, который должен был иметь номинальную тягу 1100 кгс (10,8 кН) и минимальную 400 кгс (3,93 кН) при работе на азотной кислоте и керосине [42, 43]. Этот двигатель предназначался для перехватчика конструкции А.И. Березняка и А.И. Исаева. По существу, он представлял собой увеличенный образец ЖРД РДА-300. Однако это увеличение должно было закономерно приводить и к некоторым качественным изменениям. Так, например, увеличение тяги и времени работы двигателя должны были приводить к повышению объема топливных баков, которые при вытеснительной системе подачи становились излишне тяжелыми. Поэтому группа сотрудников Л.С. Душкина начала работы по созданию поршневого топливного насоса, приводимого сжатым воздухом. Кроме того, с увеличением объема камеры увеличивался и расход топлива. Следова-тельно, необходимо было принять меры к тому, чтобы скорость хладагента в охлаждающем тракте не увеличивалась из-за повышения этого расхода. Так как параметры охлаждающего тракта были найдены эмпирически в ходе предшествующих работ, Л.С. Душкин решил их не менять и для поддержания выбранной скорости хладагента увеличить число заходов охлаждающего тракта до шести. [c.68] К сожалению, работы по насосной системе подачи затянулись, и поэтому было решено установить на перехватчике двигатель с вытеснительной системой. Этот самолет, пилотируемый летчиком Г.Я. Бахчиванджи, совершил первый полет 15.Х 1942 г. [c.68] При создании своих последующих двигателей Л.С. Душкин практически не занимался совершенствованием конструкции системы охлаждения, сосредоточив свои усилия на разработке турбонасосной системы подачи топлива. [c.68] Некоторые усовершенствования в систему охлаждения ЖРД были внесены специалистами отдела двигателей, созданного в ОКБ В.Ф. Болховитинова и руководимого А.М. Исаевым. На двигателе РД 1, создававшемся на основе Д-1-А-1100, сопло, имело нарезку с переменным шагом так, что в критическом сечении скорость охлаждающей жидкости была максимальной, нитка резьбы по всей длине сопла была перпендикулярна к его стенке, а не к оси двигателя, как было раньше, что позволило сделать стенку тоньше и одновременно увеличить ее жесткость. В результате деформация сопла в процессе работы двигателя уменьшилась и хладагент не так сильно протекал в образовывавшиеся щели поверх резьбы [35, с. 25] более тонкая стенка способствовала лучшей теплопередаче, и надежность охлаждения сопла повышалась. [c.68] В 1939 г. В.П. Глушко сосредоточил свои усилия на создании ЖРД — ускорителей для самолетов. В 1940 г. он разработал однокамерный двигатель тягой 300 кгс, имевший насосный агретат с приводом от основного двигателя и работавший на азотной кислоте и керосине. [c.68] Несколько по-другому интенсифицировался процесс теплоотдачи в районе сопла, охлаждаемого азотной кислотой. Утончение пограничного слоя здесь осуществлялось турбулизацией потока хладагента путем вспрыскивания в охлаждающий тракт кислоты через специальную систему жиклеров в разъемном вкладыше [56, с. 726]. [c.70] В 1942—1943 гг. успешно прошел стендовые и летные испытания однокамерный двигатель В.П. Глушко РД-1 с тягой 300 кгс (2,95 кН), на котором также были сделаны оригинальные нововведения в системе охлаждения. [c.70] Камера этого ЖРД (рис. 30) состояла из камеры зажигания и собственно камеры сгорания с соплом. Камера зажигания имела разъем ее передняя половина была оребренной и охлаждалась воздухом, использовавшимся в системе подачи топлива задняя половина и головка камеры до форсуночного разъема — керосином, камера сгорания и сопло охлаждались азогной кислотой. Как показано в работе [53, с. 218], интенсификация теплоотдачи к хладагенту на наиболее теплонапряженном участке — критическом сечении сопла — осуществлялась путем отсоса хладагента через систему отверстий, просверленных в алюминиевом вкладыше сопла, из области повышенного в область пониженного давления, т.е. путем отсоса части кислоты из пограничного слоя с целью его утончения. [c.70] Максимальная продолжительность непрерывной работы этого двигателя, изготавливавшегося серийно, иа полной тяге составляла 40 мин на стенде и 10 мин в полете. самолета [56, с. 727]. [c.70] В первой половине 40-х гг. В.П. Глушко создал целый ряд двигателей — ускорителей самолетов РД-1ХЗ, РД-2, трехкамерный ЖРД РД-3 с суммарной тягой 900 кгс (8,8 кН) автономный двигатель РД-4 с тягой 1000 кгс (9,8 кН), турбонасосный агрегат которого приводился в действие продуктами разложения перекиси водорода, а редуктор числа оборотов отличался малым весом и габаритами в связи с переходом на высокооборотные центробежные насосы для всех компонентов топлива [56, с. 734]. [c.70] Как правило, все эти двигатели имели высокую надежность, во многом обусловленную удачным решением проблемы охлаждения. Официальный ресурс их камер достигал одного часа, а фактический — нескольких часов, что было в то время весьма большой величиной. [c.70] Вместе, с тем следует отметить, что для повышения надежности своих ЖРД конструктор не ограничивался совершенствованием лишь собственно системы охлаждения, а проводил комплекс соответствующих мероприятий, включающий в себя поиск наиболее пригодных материалов, совершенствование системы подачи и зажигания топлива, введение и отработку автоматики управления работой двигателя и т.д. [c.70] В 1944—1945 гг. двигатели РД-1 проходили летные испытания на самолетах-истребителях конструкции С.А. Лавочкина (Ла-7), Л.С. Яковлева (Як-3), И.О. Сухого (Су-6) и В.М. Петлякова (Пе-2). [c.70] Говоря о работах по созданию ЖРД со стационарным охлаждением, следует хотя бы коротко остановиться на деятельности КБ-7, организованного в 1935 г. [c.70] Вернуться к основной статье