ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Развитие работ по тепловой защите ЖРД в 60—70-х гг из "развитие методов теплозащиты жидкостных ракетных двигателей " РАЗВИТИЕ РАБОТ ПО ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЕ ЖРД В 60-70-х гг. [c.104] Запуск в СССР первого искусственного спутника Земли был большим событием в жизни человечества. Это было не только впечатляющим шагом на пути дальнейшего упрочения человеком своей власти над природой, но и началом практической реализации тех возможностей в решении различного рода научных и народнохозяйственных задач, которые сулило проникновение человека в космос. Весь мир стал свидетелем мощного научно-технического потенциала СССР и высокого уровня советской ракетной техники. [c.104] После запуска в СССР четвертого спутника американский генерал Л.Шас-сэн писал Подобный вес корабля заставляет думать, что русские распола-гают новыми видами топлива, которые дают большую скорость истечения газов [91, с. 156]. [c.105] Однако дело тут заключалось не в каком-то новом сверхчудесном топливе, которое на советских ракетах представляло собой такую же смесь керосина и жидкого кислорода, как и на американских ракетах, а в значительно более высоком уровне отечественной ракетной техники вообще и жидкостного ракетного двигателестроения в частности. [c.105] Низкий уровень американских ракетоносителей позволял решать лишь сравнительно несложные космические задачи. Масса первого спутника США составляла всего лишь 14 кг, второго — 1,5 кг, четвертого — 17,5 кг. [c.105] Значительное отставание в конце 50-х - начале 60-х гг. специалистов США от специалистов нашей страны в освоении космического пространства стало основной причиной появления различных по своему характеру задач, стоящих перед этими странами в развитии ракетно-космической техники. [c.105] Специалисты СССР могли на основе уже достигнутого уровня ракетной техники проводить планомерные работы по освоению космоса. Кроме того, специалистам было понятно, что для решения перспективных задач необходимо создать более мощные ракеты-носители, а следовательно, и более мощные жидкостные ракетные двигатели. [c.105] Специалисты США стояли перед необходимостью создания, по существу, новых и более мощных, чем существовавшие в этой стране, ракет-носителей, предназначенных для вывода различных полезных грузов на околоземные орбиты. [c.105] Общественность США очень болезненно воспринимала систематическое отставание от Советского Союза своей космонавтики. Так, например, сенатор Генри Джонсон в газете Нью-Йорк тайме от 6.Х 1957 г. назвал запуск Советским Союзом первого искусственного спутника Земли ...уничтожающим. ударом по престижу Соединенных Штатов . После неудачной попытки запуска первого американского спутника, предпринятой 6.XII 1957 г., другой сенатор Р.Рассел расценил это событие как новый тяжелый удар по нашему (т.е. США. — Г.С.) уже в значительной степени пострадавшему престижу . [c.105] Понимая это обстоятельство, руководящие круги в США по чисто престижным соображениям приняли решение обеспечить пилотируемый полет на Луну. Я убежден, - заявил президент США Дж.Кеннеди 25 мая 1961 г. на совместном заседании сената и палаты представителей, — что наша страна должна взять на себя обязательство еще до истечения нынешнего десятилетия высадить человека на Луну с благополучным возвращением на Землю... [3, с. 77]. [c.105] Советский Союз в решении проблемы изучения Луны пошел по более рациональному пути, состоящему в использовании для этих целей автоматических аппаратов, с помощью которых можно было получить ту же научную информацию, ка ая могла быть получена с непосредственным участием в этой программе человека. [c.105] Различные цели в освоении космоса закономерно приводили и к различным путям развития ракетно-космической техники в СССР и в США. [c.105] На пути развития ракетных двигателей стояла неизменно сложная проблема их охлаждения, методы решения которой на рассматриваемом этапе поднялись на новую, более высокую качественную ступень. [c.106] С появлением космических аппаратов возникла необходимость в разработке двигателей, выполняющих различные функции в условиях космического пространства, такие, например, как ориентация и стабилизация аппарата, коррекция скорости и траектории его полета, проведение маневров по стыковке и расстыковке с другими аппаратами и т.д. [c.106] Внешние условия, в которых должны были находиться и работать эти двигатели, оказывали существенное влияние на их конструктивные особенности. При проектировании указанных двигателей специалистам приходилось принимать во внимание целый ряд специфических обстоятельств. Так, например, в условиях невесомости топливо в баках будет хаотически перемешиваться с пузырями газа, применяющегося для наддува баков, что может в конечном итоге привести к выходу из строя некоторых элементов двигателя. Глубокий вакуум приводит к тому, что поверхность элементов двигателя покидают адсорбированные на этих поверхностях газовые молекулы, а также частицы конструкционных материалов, смазки, покрытий и пр. В результате изменяются фрикционные свойства поверхностей, может произойти самопроизвольная сварка подвижных контактирующих металлических частей двигателя. На различные материалы отрицательно воздействует и солнечная радиация, элементы космических ЖРД находятся в сложных тепловых условиях их температура может колебаться в широких пределах (- 150 + 150°С). [c.106] Исаева были разработаны двигатели с максимальным использованием предшествующего опыта, полученного при создании мощных ЖРД. На советских космических аппаратах широко используются ЖРД с насосной подачей двухкомпонентного топлива и с камерами, имеющими регенеративное охлаждение. Такой двигатель использовался, например, для торможения космического корабля Восток . Этот ЖРД (ТДУ-1) работал на самовоспламеняющемся топливе, состоящем из азотно-кислотного окислителя и горючего на основе аминов. Его тяга составляла 1614 кгс (15,8 кН), давление в камере 57 кг/см (5,8 МПа), удельный импульс 2610 м/с. Камера сгорания этого ЖРД была связанной конструкции и охлаждалась одним из компонентов топлива, протекавшим по охлаждающему тракту, головка двигателя обеспечивала в камере сравнительно холодный пристеночный слой продуктов сгорания [10, с. 36]. [c.106] Такую же систему охлаждения имел и двигатель автоматической межпланетной станции, совершившей в 1966 г. мягкую посадку на Луну. В корректирующую тормозную двигательную установку (КТДУ-1) этой станции входил однокамерный ЖРД с насосной подачей топлива. Двигатель развивал тягу 4640 кгс (45,5 кН) при давлении в камере 64 кг/см (6,55 МПа) и имел удельный импульс 2720 м/с. [c.106] Насосная система подачи топлива, регенеративное охлаждение камер позволяли советским специалистам получать весьма высокие технические характеристики космических ЖРД. Так, например, на космических станциях Луна-16 и Луна-20 основной ЖРД корректирующе-тормозной двигательной установки, работавший на самовоспламеняющемся высококипящем топливе, содержавшем несимметричный диметилгидразин, удельный импульс составлял 3080 м/с, суммарное время работы 650 с, тяга могла изменяться (в трех режимах) от 1930 до 750 кгс (18,9 и 7,35 кН). [c.107] Еще более вьюокими были характеристики ЖРД, использовавшегося на межпланетной станции Марс . Давление в камере этого ЖРД составляло 95 кг/см (9,8 МПа), а удельный импульс 3090 м/с. [c.107] По другому пути в решении этой проблемы пошли специалисты США. Проведенный ими анализ показал, что при использовании на космических ЖРД насосной системы подачи топлива и регенеративного охлаждения трудно обеспечить требуемую надежность двигательных установок. Поэтому в отличие от советских специалистов, сумевших решить эту задачу, они приняли решение упростить конструкцию космических двигателей путем перехода к вытеснительной системе тюдачи топлива и созданию камер без регенеративного охлаждения. [c.107] Вернуться к основной статье