ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности развития методов охлаждения ЖРД в СССР из "развитие методов теплозащиты жидкостных ракетных двигателей " В первые послевоенные годы развитие ракетной техники в СССР и в США имело свои специфические особенности. [c.94] В создавшихся условиях наша страна вынуждена была принять меры по обеспечению безопасности своих границ. При этом было совершенно очевидной необходимость создания как баллистических ракет ближнего и среднего радиуса действия, так и межконтинентальных ракет. [c.95] Поэтому не случайно, в первый же послевоенный год на сессии Верховного Совета СССР, в докладе о пятилетием плане развития народного хозяйства нашей страны на 1946—1950 гг. была, в частности, высказана мысль о необходимости обеспечить проведение работ по развитию реактивной техники, применению нового типа двигателей, создающих новые скорости и мощности. [c.95] В том же 1946 г. было принято решение об образовании соответствующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских предприятий, перед которыми была поставлена задача о создании ракет различного класса и назначения. [c.95] Перед группой главных конструкторов, возглавляемых С.П. Королевым, с самого начала были поставлены задачи не только создания ракетного комплекса, не уступающего по своим характеристикам немецкому комплексу с ракетами ФА/-2, но и поиска рациональных направлений для создания комплексов с более высокими летно-техническими и эксплуатационными характеристиками. Решая пос авленные задачи, коллективы КБ проводили большую научно-исследовательскую работу с привлечением отраслевых институтов и институтов союзной и республиканских академий наук. [c.95] Первь1Й советский комплекс с управляемыми баллистическими ракетами Р-1 с характеристиками, лучшими, чем у ФАУ-2, был создан и испытан осенью 1948 г., на несколько лет раньше комплекса с аналогичными характеристиками, созданного в США. [c.95] В 1947 г. в ГДЛ-ОКБ под руководством В.П. Глушко началась разработка проектов мощных ЖРД, и уже в мае 1948 г. начались огневые испытания одного из таких ЖРД, получившего индекс РД-100. Он был установлен на ракету Р-1, созданную в ОКБ С.П. Королева. Первый полет этой ракеты состоялся 10.Х1948 г. [c.95] В следующем, 1949 г. в ГДЛ-ОКБ был уже готов новый двигатель РД-101, имевший повышенные характеристики по сравнению со своим предшественником. Этот двигатель работал на водном растворе этилового спирта и жидком кислороде, его камера имела грушевидную форму, несвязанную конструкцию и охлаждалась спиртом, протекающим по гладкому охлаждающему тракту, а также его подачей через специальные пояса отверстий для создания на огневой поверхности камеры жидкостной пленки. [c.95] Дальнейшим развитием двигателя РД-100 стал ЖРД РД-103, разработка которого осуществлялась в ГДЛ-ОКБ в период 1950—1953 гг. Конструктивно камера этого двигателя была подобна камерам РД-100 и РД-101, но технические характеристики этого двигателя были существенно выше. [c.95] например, если тяга у Земли ЖРД РД-100 составляла 26 тс (165 кН), давление в камере сгорания 16,2 кгс/см (1,59 МПа), удельный импульс в пустоте 237 с (2325 м/с), то у ЖРД РД-103 эти параметры соответственно составляли 44 тс, 24,4 кгс/см (2,39 МПа) и 248 с (2430 м/с [68, с. 136]. [c.95] При форсировании параметров двигателя (увеличении давления в камере, использовании более калорийного топлива) повышалась плотность теплового потока в стенку. Для того чтобы она пропускала этот поток при допустимых температурах и не прогорала, необходимо было делать ее тоньше. Однако, с другой стороны, ее толщина лимитировалась также и требованиями по прочности, и при увеличении давления в камере (или ее объема), исходя из этих требований, необходимо было стенку, наоборот, делать толще. [c.96] Тот факт, что существует ограничение в развитии несвязанных конструкций камер, советским специалистам стал понятен еще в 40-е гг. Выше уже отмечалось, что усилиями коллектива, руководимого А.М. Исаевым, у нас в стране была создана камера, у которой внутренняя и внешняя стенки были соединены между собой. Эти работы указывали на возможность принципиально нового подхода к проектированию камер ЖРД (связанной конструкции), реализация которого позволяла преодолеть указанное ограничение в развитии ЖРД. [c.96] В середине 1949 г. в ГДЛ-ОКБ начались огневые испытания камер связанной конструкции, рассчитанных на тягу 7 тс при давлении в камере 60 кгс/см [68, с. 129 . В ходе этих испытаний наряду с изучением возможностей регенеративного охлаждения камеры изучался вопрос о целесообразности перехода на новое ракетное топливо — керосин и жидкий кислород. Исследования наглядно показали, что, несмотря на высокое давление в камере и использование более калорийного топлива, камера связанной конструкции работает достаточно удовлетворительно. [c.96] Советскими специалистами было предложено несколько вариантов камер связанной конструкции. В одном из вариантов камеры внешняя и внутренняя стенки были связаны между собой контактной электросваркой по специальным выштамповкам, служившим одновременно и фиксаторами щелевого зазора охлаждающего тракта. Кроме того, в ГДЛ-ОКБ были разработаны связанные камеры, в которых соединение внешней и внутренней оболочек осуществлялось либо через промежуточную гофрированную стенку (проставку), либо через ребра, выфрезерованные на огневой стенке. Последний способ оказался весьма удачным и нашел широкое применение на практике. [c.96] Создание камер связанной конструкции поставило много проблем перед исследователями. Так, например, необходимо было изучить особенности технологии пайки внутренней и внешней стенок камеры, изготовленных из однородных материалов. Проведенные работы показали исследователям, что наиболее удачный способ пайки слоистых конструкций, типичных для ЖРД, состоит в вакуумной пайке в азотной защитной среде. Для повышения производительности труда и качества работ были разработаны методы автоматической пайки в специальных электропечах. [c.96] Выбор этой бронзы в качестве материала для огневой стенки камеры автоматически поставил перед исследователями вопрос о необходимости разработки методов соединения с бронзой новых вьюокопрочных легированных сталей, использовавшихся для изготовления внешней, силовой стенки камеры. В ходе соответствующих исследовательских и технологических работ был разработан новый припой на серебряно-медной основе, что дало возможность обеспечить необходимую жаропрочность паяного соединения [68, с. 128]. [c.97] Еще в 1947 г. в ГДЛ-ОКБ началась разработка ЖРД с тягой 120 тс, работавшем на кислородно-керосиновом топливе при давлении в камере 60 кгс/см . В ходе этой разработки была создана первая у нас в стране полноразмерная камера паяно-сварного типа [68, с. 129]. Эта камера сгорания была сферической формы по аналогии с существовавшими в то время спиртокислородными камерами ЖРД, на огневой стенке были вы-фрезерованы ребра, к вершинам которых припаивалась внешняя стенка. [c.97] При разработке этой камеры специалисты столкнулись с существенными трудностями при решении проблемы ее охлаждения. Так, например, первоначально было решено охлаждать камеру частично горючим и частично водой, и только практический опыт, полученный в ходе экспериментов, показал, что от такого сложного и малоудовлетворительного подхода можно отказаться. [c.97] Работа по этому ЖРД не была доведена до своего логического конца и в 1951 г. была прекращена. Усилия специалистов были направлены на параллельную разработку сразу трех ЖРД, в ходе которой вопрос об охлаждении двигателей со связанной конструкцией камеры был по существу решен. [c.97] В ходе этих работ специалисты ГДЛ-ОКБ продолжили свои усилия по использованию в ЖРД новых ракетных топлив. Один из указанных двигателей отрабатывался для работы на азотно-кислотном топливе, что в конечном итоге привело к созданию двигателя РД-214, использующегося на различных ракетах с 1957 г. [68, с. 130]. Этот двигатель до сих пор обладает наибольшими тягой (64,8 тс у Земли и 74,4 тс в пустоте) и удельным импульсом (264 с в пустоте) среди всех известных двигателей этого класса [20, с. 31]. [c.97] Вернуться к основной статье