Регулирование тяги ЖРД

Изменение давления компонентов топлива осуществляют регулированием давления в топливных баках (для двигателей с ВПТ, см. рис. 13.7), изменением давления на выходе из насосов ТНА (см. рис. 13.10 13.11 13.12 13.14 13.15 и 13.25) и введением регулируемых гидравлических сопротивлений в топливных коммуникациях (см. рис. 13.3). Метод регулирования путем изменения давления компонентов топлива конструктивно прост, обеспечивает высокую надежность и оперативность регулирования. Основным его недостатком является то, что при значительных отклонениях от расчетного перепада давления на форсунках ухудшается смесеобразование в КС и ЖГГ, что вызывает ряд нежелательных явлений в работе двигателя, например неустойчивость процесса сгорания. Поэтому таким способом может быть обеспечено лишь регулирование в относительно узком диапазоне тяг. В случае необходимости более глубокого регулирования изменение расхода компонентов топлива обеспечивается путем отключения подачи топлива к части форсунок КС. Этот метод конструктивно более сложен, чем предыдущий. Его преимущество — возможность сохранения минимально необходимого для эффективного смесеобразования перепада давления на форсунках при значительном уменьшении тяги. В многокамерных ЖРД регулирование тяги может осуществляться путем отключения одной или нескольких камер сгорания. Возможен также метод регулирования тяги путем насыщения компонентов топлива газом (аэрации). При аэрации уменьшаются плотность и массовый расход компонентов топлива, поступающих в КС или ЖГГ при неизменном перепаде давления на форсунках. Этим методом может быть обеспечено очень глубокое регулирование тяги (свыше чем 10 1). Для аэрации могут быть использованы инертные газы (гелий и азот) или продукты, получаемые при газификации в испарительном или двухкомпонентном ЖГГ компонента топлива, подвергающегося аэрации. [c.132]

Принцип регулирования тяги (давления в камере сгорания) в ЖРД с дожиганием основан на изменении энергетического баланса системы насосы — турбины и переходе двигателя на новую энергетически равновесную точку работы. [c.327]

Комбинированные ракетные двигатели имеют более высокую надежность, чем ЖРД, возможность для регулирования тяги в широких пределах и возможность многократного запуска. [c.247]

Желаемое изменение тяги ЖРД достигается, как мы знаем, регулированием секундного расхода топлива. Установка регулятора секундного расхода на современных жидкостных ракетных двигателях преследует в основном две цели во-первых, уменьшить в реальных условиях полета отклонения параметров движения от номинальных и, во-вторых, выдержать определенный номинальный закон изменения тяги. Эти цели нерасторжимы, даже если в частном случае регулируется постоянство секундного расхода. Регулятор секундного расхода следит за выполнением условий программы выведения по так называемой кажущейся скорости. О том, почему она кажущаяся , мы поговорим позже. Но смысл регулирования в целом сводится к тому, чтобы не допускать заметных отклонений тяги от номинала. Регулятор обязан позаботиться о том, чтобы на участке выведения фактическая тяга была близка к номинальной, т. е. была такой, какой положено, и соответствовала заранее предусмотренному закону изменения. [c.286]

Регулирование тяги, 508—511 Рекомбинация, 84 189—191 Рельсовая тележка с ЖРД, 44 [c.788]

Другим усложняющим фактором является высокая температура в основном агрегате ЖРД—камере сгорания. Учет этого фактора и необходимость повышения надежности ЖРД заставляют в ряде случаев отказываться от схемы регулирования, с помощью которой непосредственно поддерживается давление в камере сгорания, и остановиться на схеме, в которой режим работы ЖРД поддерживается по другим параметрам. Это приводит к уменьшению точности поддержания системой регулирования основного параметра — тяги ЖРД. [c.21]

Для управления полетом в ряде случаев тягу необходимо изменять в достаточно широких пределах и так как увеличивать тягу выше номинального значения больше чем 10% обычно сложно, то под глубоким регулированием ЖРД понимается, как правило, дросселирование (т. е. уменьшение тяги) ЖРД. При дросселировании ЖРД встречаются трудности с обеспечением высокой полноты сгорания и устойчивости процесса в камере сгорания и газогенераторе. Эти эффекты объясняются тем, что при уменьшении расходов компонентов в процессе дросселирования пропорционально квадрату расхода уменьшается и перепад давлений на форсунках, и вследствие этого ухудшается качество распыления и смешения компонентов в камере сгорания. Предложены конструкции специальных регулируемых форсунок, которые позволяют избежать трудностей, возникающих при дросселировании ЖРД [19]. Другой способ глубокого регулирования тяги в широких пределах основан на использовании двигательных установок, состоящих из нескольких ЖРД с разной тягой или с несколькими камерами сгорания. Регулирование тяги в этом случае осуществляется путем включения или выключения отдельных ЖРД или камер. [c.26]

В ЖРД насос работает на различных расходах, так как обычно эти двигатели регулируют по тяге изменением расхода. При изменении тяги ЖРД меняется расход через насос. Параметры системы и насоса — расход, напор, частота вращения и КПД — взаимосвязаны изменение одного из них вызывает изменение других. Наибольший интерес представляют зависимости напора, КПД и мощности насоса от расхода при постоянной частоте вращения и при отсутствии влияния кавитации на напор и КПД (автомодельность по кав)-. Эти зависимости будем называть энергетическими характеристиками насоса. Энергетические характеристики используются при решении задач регулирования ЖРД и при анализе динамических процессов в топливных магистралях. [c.166]

Возможность изменения (регулирования) тяги маршевых двигательных установок только на ракетах с ЖРД, широкое применение твердотопливных ДУ нерегулируемой тяги. [c.124]

Система подачи на самолетных двигателях применяется насосная с приводом насосов турбиной. Самолетные ЖРД должны допускать регулирование тяги в полете, а также многократное вклю- [c.30]

Эти отклонения вызывают изменение заданных величин тяги, развиваемой двигателем массового соотношения компонентов Топлива поступающих в КС, и увеличение остатка компонентов топлива в баках к концу работы двигателя. Перечисленные явления взаимосвязаны—изменение массового расхода компонентов топлива одновременно изменяет тягу и остаток топлива. Для обеспечения заданного режима работы в конструкцию ЖРД вводят системы регулирования камеры сгорания (РКС) и синхронного опорожнения баков (СОБ). [c.131]

В жидкостных двигателях, не снабженных системой регулирования, на траектории сохраняется неизменной мощность турбины, а расход может несколько изменяться в связи с изменением давления топливных компонентов на входе в насосы. Это — довольно сложная функция нескольких взаимообусловленных параметров. Вслед за изменением ускорения ракеты меняется кажущийся удельный вес топливных компонентов. По мере расхода топлива меняется высота столба жидкости. И наконец, в зависимости от принятой системы наддува меняется давление над зеркалом жидкости в баках. Таким образом, давление на входе в насосы не остается постоянным. В результате незначительно меняется как суммарный расход, так и соотношение компонентов. Меняется и тяга, но не сильно. Относительное изменение секундного расхода на участке выведения составляет у нерегулируемых ЖРД не более 1—2%. Эти отклонения могут быть предсказаны и относятся к категории номинальных, хотя и не всегда учитываемых изменений тяги. При ориентировочных проектно-баллистических расчетах ими можно прене- [c.284]

Перед включением ЖРД служебного отсека для перевода основного блока на траекторию полета к Земле, астронавтов предупредили, что будет подаваться аварийный сигнал, поскольку дублирующая система управления вектором тяги неисправна. Астронавты не должны обращать внимания на аварийный сигнал. Исследование этой ситуации на Земле показало, что опасности для астронавтов не возникает даже в случае, если во время работы ЖРД служебного отсека откажет основная система регулирования направления вектора тяти и произойдет [c.198]

Рис. 1.5. Примерный цикл работы ЖРД 1 - запуск двигателя 2 -режим предварительной ступени тяги 3 - переход с режима предварительной ступени на главную ступень тяги 4 - маршевые режимы, на которых производится регулирование по Р и К 5 -переход с главной на конечную ступень тяги 6 - режим конечной ступени тяги 7 - останов двигателя

Для системы управления летательным аппаратом ЖРД являются исполнительными органами, обеспечивающими изменение (или стабилизацию) положения аппарата в пространстве, изменение уровня тяги, а также равномерное опорожнение баков с компонентами. Управление ЖРД как исполнительным органом осуществляется путем изменения режима работы с помощью специальных устройств (дросселей, клапанов и т. д.), путем изменения настройки регуляторов системы регулирования либо путем изменения его положения в пространстве или положения его частей для изменения направления тяги [2]. [c.17]

Другой способ управления двигательной установкой, состоящей из нескольких ЖРД,— рассогласование уровней тяги отдельных ЖРД, увеличивая тягу одного из ЖРД и одновременно уменьшая тягу другого, можно создать необходимые управляющие моменты в каждой из плоскостей. Способ управления вектором тяги путем рассогласования дает незначительные потери удельного импульса, не увеличивает массу двигательной установки, но требует более широкого диапазона регулирования режима работы ЖРД, чем другие способы управления. [c.27]

Когда система регулирования имеет несколько регуляторов, возникает вопрос о взаимном влиянии друг на друга различных контуров управления, например контуров управления тягой и соотношением компонентов в ЖРД. [c.213]

Таким образом, задача регулирования ЖРД по тяге сводится к изменению режима работы турбины. В этом случае регулятор ЖРД изменяет расход того компонента, с недостатком которого работает газогенератор. В этом разделе рассмотрены общие вопросы теории процесса регулирования использование характеристик насосов и турбин для анализа работы системы питания, а также требования к характеристикам насосов и турбин, обусловленные задачами регулирования. [c.298]

Для изменения тяги и массового соотношения компонентов ЖРД необходимо менять расход через систему. Изменение расхода топлива является одной из главных задач регулирования ЖРД. Оно может осуществляться различными способами. Под регулированием системы питания ЖРД с ТНА по расходу будем понимать изменение характеристики системы или характеристики насоса, обеспечивающее переход на новый расход через систему. [c.300]

Другим способом регулирования, при котором в основном изменяется количество рабочего тела, является перепуск части газа мимо турбины (рис. 5.11). Для автономных турбин ЖРД этот способ явно невыгоден, так как он приводит к снижению удельной тяги двигательной установки. В предкамерных турбинах этот способ регулирования в принципе может быть применен. [c.303]

Для регулирования режимов работы ТНА, приводящих к изменению тяги двигателя, используются специальные регуляторы, которые, уменьшая количество вырабатываемого генераторного газа, снижают частоту вращения ТНА и подачу топлива в камеру сгорания ЖРД. [c.148]

Для управления полетом требуется изменять величину и направление вектора тяги ракетного двигателя. Изменение тяги по величине, или регулирование тяги, бывает желательным в разных пределах — от нескольких процентов для маршевых двигателей ускорителя до 1 10 при посадке на Луну или другие планеты ( Рейнджер , лунный модуль КК Аполлон , ЖРД RL-10) и до 1 100 при встрече и стыковке космических аппаратов. Управление вектором тяги позволяет изменять положение космического аппарата, создавая моменты по углам тангажа, рыскания и крена. Моменты, создаваемые по углу тангажа, поднимают или опускают нос аппарата, по углу рыскания поворачивают аппарат влево или вправо, по углу крена вызывают поворот относительно его продольной оси. В общеЫ случае вектор тяги проходит через центр масс космического аппарата и направлен вдоль его оси, поэтому управление пО каналам тангажа и рыскания можно осуществлять угловы отклонением вектора тяги маршевого двигателя, тогда как уп равление по каналу крена требует наличия по меньшей мере двух газовых рулей в сопле или двух сопел. [c.200]

Эта схема защиты стенки — наиболее подходящая для КС. Сопло труднее защищать аблирующими покрытиями, так как оно в процессе работы будет изменять форму и сечение. Однако для ЖРД с регулированием тяги разгар критического сечения сопла в определенных пределах может сравнительно легко компенсироваться системой регулирования. [c.62]

В гл. 10 рассмотрены вопросы регулирования модуля н вектора тяги как для РДТТ, так и для ЖРД. Заключительная часть книги (гл. 11 и 12) посвящена применению ЖРД и РДТТ для осуществления космических полетов и содержит анализ ряда космических программ. Рассматриваются, в частности, двигательные установки ракеты-носителя Ариан и воздушно-космического самолета (ВКС) Спейс Шаттл , двигатели межорби-тальных транспортных аппаратов и вспомогательные двигательные установки космических орбитальных станций, обсуждаются достижения Японии в области ракетного двигателестроения. [c.14]

В поворотных системах весь двигатель, сопло или выхлопные патрубки турбины установлены в подшипниках и могут поворачиваться в пределах какого-то угла с изменением направления вектора тяги. Это наиболее распространенный способ управления (маршевые двигатели Н-1 и F-1 ракет-носителей семейства Сатурн , маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл SSME, RL-10, ЖРД с центральным телом), так как характеризуется минимальными потерями удельного импульса. Газовые рули и дефлекторы изменяют направление движения газового потока на выходе из сопла. Они доказали свою высокую надежность, но подвержены сильной эрозии и их применение приводит к потерям осевой тяги. Вторичньш впрыск рабочего тела (газа или жидкости) через стенку расширяющейся части сопла в основной поток продуктов сгорания приводит к возникновению косых скачков уплотнения, вызывающих изменение направления истечения части газа. Вспомогательные управляющие сопла постепенно эволюционировали к ЖРД малой тяги, которые также используются для управления космическим аппаратом и регулирования скорости полета при выключенном маршевом двигателе. Маленькие верньерные ЖРД применялись на ракетах Тор и Атлас . Они же используются в системе реактивного управления ВКС Спейс Шаттл . [c.201]

В автоматике ЖРД различают три основные выполняемые функции управление, регулирование и обслуживание двигателя. В первом случае, система автоматического управления (САУ) обеспечивает выполнение любой операции, например, запуск двигателя. Здесь путем строго последовательного включения различных агрегатов, злементов и систем двигатель выводится на заданный режим работы. Во втором случае система автоматического регулирования (САР) обеспечивает поддержание на заданном уровне и изменение по заданной программе или специальными командами какого-либо параметра, например значения тяги. Наконец, в третьем случае система автоматики должна обеспечивать обслуживание двигателя, например перед запуском осуществлять контроль заправки различных емкостей жидкими и газообразнымикомпонентами,давления в них, положения и состояния различных агрегатов, злементов и систем двигателя и их готовности к запуску и т.п. [c.46]

В общем случае под регулированием ЖРД понимается совокупность процессов, обеспечивающих поддержание в пределах определенных допусков и заданное изменение величин тяги двигателя и контролируемых параметров в отдельных его агрегатах. Основная задача регулирования — обеспечение заданных тактикотехнических параметров ЛА с наибольшей степенью вероятности (наибольшей надежностью). [c.131]

Гидравлическая характеристика. При анализе условий регулирования ЖРД представляется целесообразным выполнить построение гидравлических характеристик топливного тракта. Гидравлическая характеристика представляет собой зависимость, характеризующую изменение потребного давления (давления источника) в зависимости от расхода топлива (тяги двигателя, давления в камере сгорания). Топливный тракт состоит из соединяемых в различном порядке (последовательно и параллельно) трубопроводов, агрегатов пускорегулирующей системы, [c.307]

Маршеэые режимы занимают основную долю времени работы ЖРД. При отработке ЖРД на этих режимах решаются задачи обеспечения многоцикловой работоспособности узлов и агрегатов в условиях широкого диапазона изменй1ия всех параметров двигателя при глубоком регулировании по тяге Р и соотношению компонентов топлива в камере сгорания К . [c.19]

К таким задачам, в частности, относится изменение тяги двигателя ракеты или космического аппарата с целью получения оптимальных характеристик их полета. Как известно, в применении к ЖРД такое регулирование освоено и применяется довольно часто. Для двигателей твердого топлива — несмотря на то, что эти двигатели значительно проще по схеме, чем жидкостные, — регулирование величины тяги осуществляется со значительно большим трудом и применяется реже. Однако выигрыш в ряде важнейших характеристик ракет и космических аппаратов при введении регулирования их двигателей столь очевиден и заметен, что интерес к проблеме регулирования РДТТ не ослабевает, о чем свидетельствуют довольно многочисленные публикации в этой области. [c.297]

Регуляторы, входящие в систему автоматического управления ЖРД, предназначены для поддержания с заданной точностью или изменения по определенной программе основных параметров ЖРД, т. е. режима его работы. К основным параметрам относят обычно тягу (давление в камере сгорания), соотношение расходов компонентов в камере сгорания, температуру генераторного газа, частоту вращения вала ТНА и т. д. Система регулирования ЖРД может содержать ряд регуляторов, т. е. быть многосвязанной [5]. [c.212]

Назначение системы автоматики ЖРД — его регулирование, изменение тяги при определенном соотношении компонентов топлива. Обычно изменение тяги достигается регулированием ТНА, изменением расхода компонентов топлива, подаваемых насосами в камеру сгорания. Изменение количества компонентов, подаваемых в камеру, может быть осуш,ествлено изменением режима работы насосов ТНА. Наиболее выгодным является способ изменения частоты вращения вала насоса путем воздействия на турбину. [c.298]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...