Камера охлаждающего тракта

Специфическим режимом нагружения оболочки ЖРД является опрессовка, когда подается давление в охлаждающий тракт при отсутствии давления р . в полости камеры. Такие условия обычно создаются при пуске двигателя. Кроме того, указанные условия возникают при опрессовке охлаждающего тракта повышенным давлением в процессе технологического контроля оболочки двигателя. [c.358]

Для более полной оценки работоспособности камеры недостаточно знать только запас прочности по предельным нагрузкам. Целесообразно еще определить напряженно-деформированное состояние стенок камеры в рабочем режиме [26]. Это необходимо также и для дальнейшего расчета местных деформаций в охлаждающем тракте. [c.364]

Из условия равновесия (Т + Т" = 0) находят рабочую точку А, определяют полное окружное и осевое удлинения == — е<рп и осевые и окружные силы в стенках сопла. После этого силы в связях и местные прогибы охлаждающего тракта определяют точно так же, как для камеры сгорания. [c.369]

Схема в — также схема водородного ЖРД. Особенность схемы — два ТНА ТНА подачи кислорода и ТНА подачи водорода. Каждый ТНА приводится во вращение восстановительным генераторным газом, вырабатываемым в двух ЖГГ. Причем после насоса горючего большая часть водорода направляется в ЖГГ, а меньшая часть — в охлаждающий тракт камеры. [c.43]

На рис. 3.9, в показана схема, в которой вытесняющий газ — водород, используемый для наддува водородного бака, получается газификацией водорода в охлаждающем тракте камеры. [c.57]

Из насосов Через главные клапаны окислителя 12 и горючего 14 компоненты топлива поступают в камеру окислитель непосредственно в смесительную головку, а горючее - в охлаждающий тракт, из которого оно затем направляется в полость смесительной головки. [c.81]

ЖГГ 29 - выход жидкого кислорода из кислородного насоса 30 - камера 31 -коллектор выхода газифицированного водорода из охлаждающего тракта второго участка камеры Р1 - дроссель - регулятор полного расхода водорода на выходе из насоса Р2 - дроссель - регулятор перепуска расхода жидкого водорода на смещение с газифицированным водородом в охлаждающем тракте второго участка (смесь далее поступает в оба ЖГГ) РЗ, Р4 - дроссели - регуляторы расхода присадочного кислорода соответственно в ЖГГ привода ТНА горючего и в ЖГГ привода ТНА окис-лителя Р5 - дроссель - регулятор расхода жидкого кислорода, поступающего в камеру [c.95]

Жидкий водород из основного насоса поступает через дроссель-регулятор Р-1 по двум трубопроводам в коллекторы охлаждающих трактов первого и второго участков камеры. По третьему трубопроводу через дроссель-регулятор Р-2 жидкий водород направляется на смешение с газифицированным водородом, выходящим из охлаждающего тракта второго участка камеры. После смешения водород направляется по двум трубопроводам в газогенераторы ТНА окислителя и горючего. [c.97]

Жидкий кислород через блок клапанов 12 с электромеханическим регулятором соотношения компонентов из насоса поступает в полость смесительной головки. В полете по сигналам системы опорожнения баков соотношение компонентов может изменяться в пределах 10 %. Водород из насоса по трубопроводу подводится к входному коллектору охлаждающего тракта камеры. [c.99]

После открытия пусковых клапанов 6, 8 и 14 компоненты поступают в насосы и охлаждающий тракт под действием гидростатического напора, вызываемого ускорением и давлением наддува. Поджигание компонентов в камере сгорания производится электроискровым блоком зажигания, установленным в центре смесительной головки, который работает на газообразных кислороде и водороде, поступающих в него через клапаны системы зажигания 1 и 16. Постепенно по мере подогрева водорода в охлаждающем тракте камеры начинает раскручиваться ТНА и двигатель плавно выходит на рабочий режим. [c.99]

Рис. 6.6. Различные схемы подвода компонента охлаждающий тракт камеры

Схема а — наиболее простая — весь расход охладителя проходит от среза сопла к головке камеры сгорания. В схеме б концевая часть сопла охлаждается частью расхода, так как здесь более низкие тепловые потоки. Эта схема позволяет несколько снизить гидравлические потери в охлаждающем тракте, массу и габаритные размеры камеры уменьшением длины подводящих трубопроводов и применением менее габаритного коллектора. Схемы в и г — конструктивно более сложные, но позволяют также уменьшить длину подводящих трубопроводов, снизить гидравлическое сопротивление охлаждающего тракта, подавать в области с наибольшими тепловыми потоками (дозвуковая и критическая части сопла) охладитель с более низкой температурой. [c.104]

Схема д - противоположна схеме а. Здесь охладитель поступает в охлаждающий тракт со стороны смесительной головки. Достоинство схемы — уменьшение длины подводящих трубопроводов. Эта схема особенно хорошо компонуется при трубчатой конструкции камеры. В этом случае охладитель по одной части трубок направляется к срезу сопла, а по другой - возвращается к смесительной головке. [c.104]

Важным конструктивным элементом камеры является обеспечение равномерного втекания охладителя в охлаждающий тракт по его периметру. Для этого устраивают специальные входные коллекторы (рис. 6.7). [c.104]

Несмотря на простоту конструкции и красивый внешний вид камеры, этот и подобные ему варианты завесы не очень распространены. Главный их недостаток — невозможность точной калибровки расхода завесы по результатам гидравлических испытаний камеры после ее изготовления, Это вызвано тем, что колебания расходных характеристик пояса завесы определяются в этом случае, с одной стороны, допусками на изготовление и обработку каналов завесы, а с другой, - отклонениями давления жидкости в охлаждающем тракте в сечении завесы. Оба эти показателя на практике могут иметь большой разброс, из-за чего расходные характеристики и, естественно, эффективность завесы могут сильно изменяться в различных экземплярах камер. [c.117]

Конструкция второго узла блока камеры, включающая выходную часть сопла от сечения с относительной площадью, равной пяти, и до среза с площадью, равной 77,5, выполнена трубчатой. Она набрана из 1086 трубок с переменным по длине прямоугольным сечением, которые образуют охлаждающий тракт. Трубки соединяются между собой и силовыми кольцевыми бандажами пайкой. Материал трубок — хромоникелевая сталь. [c.125]

Схема типичного блока головки показана на рис. 7.1. Эта головка кислородно-углеводородного двигателя РД-107/108. Блок состоит из трех днищ — переднего, или огневого, среднего и наружного. Днища образуют две основные полости головки внутреннюю, в которую поступает горючее непосредственно из охлаждающего тракта, и наружную полость окислителя. К корпусу головки присоединены днища (здесь только среднее и наружное, но в других конструкциях все днища могут соединяться с корпусом головки) внутренние перегородки или перемычки соединены со средним и наружным днищами имеется патрубок, через который подводится окислитель, и набор форсунок, соединенных с огневым и средним днищами. Благодаря соединениям форсунок и перегородок с днищами конструкция головки приобретает большую жесткость и прочность, способность вьщерживать большие давления в полостях и в камере сгорания. [c.128]

Исходными параметрами, определяющими режим работы камеры, служили расход топлива, расход воды на впрыск и давление в реакторе. В процессе исследования оценивалось влияние исходных параметров на температуру парогаза на выходе из камеры, температуру стенки рубашки и температуру воздуха по охлаждающему тракту (на повороте во внутренний кожух и перед форсункой). [c.209]

RL-10 — один из первых кислородо-водородных ЖРД его создание относится к 1960-м гг. Более 160 экземпляров этого ЖРД использовались в различных полетах, главным образом в качестве маршевого двигателя второй ступени ракеты-носителя Атлас-Центавр , в программе изучения Луны космическими аппаратами Сервейтор и в запусках автоматических межпланетных станций. ЖРД работает по испарительному циклу ( безгенераторная схема), когда жидкий водород преобразуется в газообразное состояние, проходя через охлаждающий тракт сопла и камеры сгорания, и вращает, турбину (рис. 152). Другой интересной особенностью этого двигателя является большая степень расширения сопла (е = 40 для модификации, RL-10A-3), требующая полуторной длины охлаждающего тракта. В этом варианте жидкий водород через коллектор, размещенный между критическим сечением и срезом сопла, поступает в охлаждающий тракт и течет к срезу сопла, а после этого — в обратном направлении, к смесительной головке. На участке между коллектором и срезом сопла трубок в два раза больше, чем в камере сгорания. Трубки для протока водорода в противоположные стороны расположены через [c.244]

Перечислим целесообразные подходы к расчету на прочность элементов жидкостного двигателя. Камеру сгорания ЖРД на общую несущую способность целесообразно рассчить ать по предельным нагрузкам, не считаясь с местными концентрациями напряжений, поскольку обычно камера сгорания выполняется из достаточно пластичных материалов. Расчет охлаждающего тракта на местные прогибы ведут по допускаемым перемещениям [26]. Критерием работоспособности плоской форсуночной головки является герметичность соединения форсунок с пластинами. Поэтому прочностной расчет плоской головки следует вести по допускаемым деформациям. Относительные удлинения, вызываемые изгибом и нагревом плоской головки, следует сравнивать с теми их значениями (определяемыми экспериментально), при кото->ых нарушается герметичность соединения форсунок с пластинами 26]. Кроме того, если в камере имеются сварные или паяные соединения и если материал в зоне пайки обладает повышенной хрупкостью, то расчет этих соединений в некоторых случаях возможен и по допускаемым напряжениям. [c.359]

При определении сил Ti и Т . камеру можно рассматривать как без-моментную тонкостенную оболочку, нагруженную внутренним давлением. Площадь сечения охлаждающего тракта существенно меньше площади сечения самой камеры, поэтому при составлении уравнений равновесия влиянием давления в межсте- . [c.363]

В первом случае разрушение огневой стенки камеры вызывается ее прогрессирующим перегревом из-за ухудшения теплосъема при закоксовывании поверхности стенки, обращенной к жидкости из-за разложения углеродосодержащих горючих. Ухудшение теплосъема и перегрев стенки при слишком высоких температурах возможен также при возникновении пленочного кипения в охлаждающем тракте. Кроме того, в этих условиях развивается газодинамическая эрозия размягченной огневой стенки высокоскоростным газовым потоком, приводящая к ее утонению и пролизам. Все эти процессы быстро приводят к потере устойчивости и прогару огневой стенки. При использовании покрытий огневой стенки, например, при ее хромировании, термостойкость огневой стенки определяется термо стойкостью хромового покрытия и после его разрушения за несколько десятков секунд происходит прогар медной стенки. Как показывает опыт, за такое короткое время, явления водородной хрупкости металла и ползучести не успевают развиваться и разрушение огневой стенки происходит по классической схеме с проплавлением металла без изменения его структуры. Поскольку ре- [c.98]

В соответствии с приведенной на рис. 2.8 классификащ1ей эта схема двигателя также отличается большим многообразием ее вариантов. На рис. 2.11 схематично приведены некоторые из них. Схема а является классической для неводородных ЖРД окислительный ЖГГ, охлаждение камеры горючим схема б - схема водородного ЖРД после насоса горючего большая часть водорода направляется в восстановительный ЖГГ, а меньшая часть — в охлаждающий тракт сопла, пройдя который, эта часть водорода затем используется на организацию внутреннего охлавде-ния (завесного). Цилиндрическая часть камеры охлаждается жидким кислородом. [c.43]

Схема г - тоже схема водородного ЖРД. Основная ее особенность -отсутствие ЖГГ. Водород после насоса направляется в охлавдающий тракт камеры, в котором он газифищ1руется. Из охлаждающего тракта газообразный водород поступает в турбину ТНА и далее — в камеру сгорания. [c.43]

Из насосов через главные пускоютсечные клапаны килорода и керосина 1 и 2 жидкий кислород направляется непосредственно в смесительную головку, керосин — в охлаждающей тракт камеры, из которого затем поступает в полость головки. [c.86]

Охлаждение камеры — наружное и внутреннее. Наружное охлаждение осуществляется горючим (для этого используется 70 % расхода), которое поступает в охлаждающий тракт возле смесительной головки. По наружным трубкам горючее течет в сторону сопла, а по внутренним - возвращается к головке. Остальной расход горючего (30 %) поступает сразу на форсунки. Внутреннее охлаждение осуществляется низкотемпературным пристеночным слоем и завесой, образованными струйными форсунками на головке. Непосредственно на выходе из насосов из одной пары трубопроводов отбирается кислород и керосин для ЖГГ, в который они поступают через блок пускоютсечных клапанов питания ЖГГ 15. [c.88]

Надцув бака с жидким кислородом осуществляется газообразным кислородом, получаемым из жидкого в теплообменнике 3, установленном в выхлопной системе турбины ТНА окислителя. Наддув бака с жидким водородом производится газообразным водородом, отбираемым из охлаждающего тракта камеры перед смесительной головкой. [c.91]

Охлаждение камеры — наружное проточное, осуществляется горючим. После насоса почти все горючее поступает в коллектор охлаждающего тракта, расположенного на закритической части сопла. Большая часть горючего течет по охлаждающему тракту в сторону смесительной головки, а меньшая часть — в сторону среза сопла. Эта часть собирается в выходном коллекторе, откуда по трубопроводу возвращается в коллектор, расположенный в конце цштиндрической части камеры, в котором оба расхода соединяются и далее по охлаждающему тракту камеры сгорания направляются в полость головки. [c.93]

Запуск двигателя. Эта операция происходит по простой схеме самопуска . После открытия входных клапанов под воздействием гидростатического напора и давление наддува компоненты заполняют полости насосов. Затем открьшаются главные клапаны 3, 4 и 14, и компоненты поступают в ЖГГ, а горючее через охлаждающий тракт через некоторое время поступает в смесительную головку. В течение этого времени задержки в ЖГГ начинается процесс горения и генераторный газ раскручивает турбину ТНА. После турбины он поступает по газоводу в камеру сгорания. [c.93]

Охлаждение камеры — наружное проточное, осуществляется водородом. Первый участок камеры охлаждается раходом водорода, составляющим 20 % его общего рахода и поступающим в коллектор, расположенный на сопле. В охлаждающем тракте жидкий водород, протекая в направлении к головке, газифицируется и нагревается до температуры 305 К. Затем этот водород из выходного коллектора направляется на привод турбины бустерного насоса водорода. После срабатьшания на турбине БТНА этот расход водорода разделяется и пост)шает в охлаждающие тракты корпусов обеих турбин и газоводов, из которых он направляется к пористому огневому днищу смесительной головки для его охлаждения. [c.96]

Бустерные ТНА имеют одинаковую конструктивную схему. Каждый из них состоит из осевого одноступенчатого насоса и осевой многоступенчатой турбины. БТНА кислорода повьш1ает давление с 0,7 до 3,2 МПа и имеет шестиступенчатую гидравлическую турбину. Турбина работает на жидком кислороде, который отбирается в количестве 20 % общего расхода за основным насосом и после срабатывания на турбине сбрасывается в выходной коллектор бустерного насоса, где смешивается с основным потоком жидкого кислорода. БТНА водорода повышает давление с 0,2 до 1,9 МПа и имеет двухступенчатую турбину. Турбина работает на газообразном водороде, поступающем из охлаждающего тракта первого участка камеры. [c.96]

Газифицированный водород из охлаждающего тракта первого участка камеры поступает в турбину БТНА водорода и затем, как указь1ва-лось, в охлаждающие тракты турбин и газоводов. Попутно на выходе из турбины отбирается водород на наддув бака горючего. [c.97]

Общие данные и основные параметры. Двигатель однокамерный, ук-реШ1яется в раме на карданном подвесе, допускающем отклонение в двух плоскостях на угол 4°. Это обеспечивает управление по курсу и тангажу. Управление по крену осуществляется дополнительными соплами, работающими на газообразном водороде. Топливо двигателя — жидкий кислород и жидкий водород с соотношением компонентов Кт 5. Главная особенность этого двигателя - отсутствие ЖГГ. Рабочее тело для привода турбины ТНА — газообразный водород, получается непосредственно в охлаждающем тракте камеры двигателя. [c.98]

Безгазогенераторная схема двигателя КЬ-10 изучается. Расчетные и экспериментальные исследования показьюают, что при проведении некоторых конструктивных мероприятий можно значительно увеличить теплоотдачу в камере и повысить температуру водорода в охлаждающем тракте. Это соответственно повышает его работоспособность и мощность ТНА. Последней хватает для обеспечения давления в камере сгорания Рл - 10...15 МПа. В результате при увеличении геометрической степени расширения сопла до относительной плошади среза Р д = 400...1000 с учетом положительного эффекта регенеращш тепла удельный импульс двигателя в пустоте можно получить равным / = 4750...4800 м/с и даже выше. [c.100]

Большинство камер ЖРД имеет наружное охлаждение, при кото-, ром осуществляется проток охладителя по охлаждающему тракту, образованному между внутренней и наружной оболочками или стецками камеры сгорания и сопла, С ростом давления в камере и повышением энергетических характеристик двигателя для обеспечения надежной теплозащиты стенок камеры требуется интенсификация наружного проточного охлаждения. Это достигается увеличением скорости течения охладителя, развитием теплоотдающей поверхности стенки с помощью ее оребрения, турбулизацией потока, например путем создания искусственной шероховатости тракта. Кроме того, при интенсивном наружном охлаждении требуется, чтобы внутренняя стенка была достаточно тонкой [c.100]

Однако с повышением давлений в камере и охлаждающем тракте, которые доходят до десятков мегапаскалей, очень сложно обеспечить вмсокую прочность конструкции При тонкой стенке из теплопроводных, как правило, малопрочных материалов. [c.101]

Поэтому наиболее сложным этапом создания камеры является проектирование и разработка конструкции охлаждающего тракта, который имеет много разных форм и силовых связей. Заметим, что от конструкции охлаждающего тракта зависит облик всей конструквди камеры, ее прочность, надежность охлаждения и массовые характеристики. Таким образом, самым главным элементом конструкции камеры является конструкция [c.101]

Наиболее распространенной конструкцией охлаждающих трактов являются каналы, образованные ребрами (см. рис. 6.4, а) или гофрированными проставками (см. рис. 6.4, б). При таких конструкциях трактов оболочки имеют большое число связей, которые обеспечивают повышенную жесткость и прочность камеры. Минимальный шаг между связями определяется технологией производства, а максимальный iniax прочностью. Уменьшение высоты охлаждающего тракта часто используется для повышения скорости течения охладителя. Однако из технологических соображений сделать высоту тракта бо л меньше 1,5... 1,8 мм не рекомендуется, так как при пайке может произойти перекрытие сечения канала припоем. Поэтому для повышения скорости течения охладителя, чтобы не уменьшать высоты канала, применяют спиральные винтовые связи (рис. 6.8). Если 0 — угол наклона ребер с осью камеры, то скорость течения охладителя Н охл 1/ os 0. Подбирая угол наклона ребер, можно в определенных пределах влиять на скорость течения. [c.105]

Большое загромождение проходного сечения охлаждающего тракта требует для обеспечения заданной скорости течения охладителя соответ ствующего учеличения высоты охлаждающего тракта, что, есгествешю увеличит массу камеры. Кроме того, охлаждающий тракт с большим за громождением будет иметь и повышенное гидравлическое сопротивление [c.108]

На рис. 6.26 показан вариант сварки стального корпуса смесительной головки 1 с корпусом камеры, внутренняя оболочка 3 которой - бронзовая, наружная оболочка камеры 2 — стальная. В этом варианте охладитель вьтодится из охлаждающего тракта в коллектор, установленный на камере возле головки. [c.115]

На рис. 6.32 показан вариант конструкщш пояса завесы, в котором расход из охлаждающего тракта камеры проходит сквозь корпус пояса завесы по специальным горизонтальным каналам, сделанным в корпусе. [c.118]

К наружной оболочке приварены коллекторы 1 и 4. Коллектор 4 — входной. В охлаждающий тракт через него поступает около 20 % расхода жидкого водорода через камеру. В охлаждающем тржте водород газифицируется и из выходного коллектора 1 с температурой около 305 К газообразный водород поступает на привод турбины БТНА горючего. [c.125]

Меньшая часть водорода, примерно 25% его расхода, поступает в коллектор охлаждающего тракта (см. рис. 6.41), где расход разделяется на две части меньшая часть направляется в сторону головки, а большая часть — в сторону среза сошта. Особенность наружного охлаждения средней части камеры, включающей дозвуковую и сверхзвуковую области сош1а, в том, что этот расход водорода из охлаждающего тракта поступает полностью на пояса завесы и используется для создания мощного внутреннего завесного охлаждения этой части камеры. Причем меньшая часть расхода водорода поступает в камеру сгорания через два пояса завесы - сечения I и [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...