Системы подачи в ЖРД

Удельный импульс тяги ГРД с насосной системой подачи жидкого компонента, так же как и для ЖРД аналогичных схем, зависит от типа системы подачи. В двигателе открытой схемы тяга Р = -Рк+Ро.с [c.192]

Примерно также можно оценить и соотношение между областями рационального применения вытеснительных и насосных схем подачи жидкого компонента топлива. Для жидкостных ракетных двигателей вытеснительные системы подачи целесообразно использовать при малых значениях импульса тяги / = РТд (Тд — время работы двигателя), так как с увеличением импульса I растет объем баков и влияние их массы на общие массовые характеристики. Это положение справедливо и для ГРД, однако поскольку здесь в баке содержится только часть топлива, доля массы системы подачи в общей массе двигателя будет меньше, чем для ЖРД. и область рационального применения вытеснительных систем должна быть для ГРД шире, чем для жидкостных двигателей (рис. 11.5). [c.193]

При насосной системе подачи топлива основное повышение давления его компонентов создается не в баках, а насосами 12, 16 (см. рис. 6.6, в, г). Привод насосов осуществляется газовой турбиной 15. В большинстве случаев в качестве источника газа для привода турбины турбонасосного агрегата (ТНА), включающего насосы и турбину, используются жидкостные газогенераторы (ЖГГ) 14, работающие, как правило, на основных компонентах топлива ЖРД. Продукты генерации в ЖГГ называются окислительными, если они получены при избытке окислителя (коэффициент избытка окислителя а > 1), и восстановительными, если имеется избыток топлива (а < 1). [c.265]

На работоспособность оболочки двигателя могут влиять также динамические режимы нагружения, так как ЖРД является мощным источником механических колебаний в широком диапазоне частот. Амплитуды колебания давлений рг и которые определяют динамическое нагружение оболочки, в особо неблагоприятных случаях могут быть соизмеримы с номинальными значениями давлений. Причиной возникновения колебаний давления являются работа системы подачи компонентов и механизм горения топлива в камере сгорания. [c.358]

Рис. 8. 53. Упругий патрубок системы подачи топлива и окислителя в насос ТНА ЖРД

В ЖРД независимо от системы подачи топлива все операции по обслуживанию и подготовке к запуску, сам запуск, выход и работа на режи- [c.45]

Основным элементом ЖРД является система подачи топлива к двигателю, устройство которой должно обеспечить подачу в камеры сгорания топлива и окислителя в строго определенной пропорции и зависимости от потребной тяги. Управление двигателем осуществляет летчик от одного рычага, изменяющего подачу топлива и окислителя в камеры сгорания. Работа топливной системы контролируется манометрами топлива и окислителя. Величина тяги характеризуется давлением в камере сгорания. [c.157]

Необходимость сокращения длины герметичных трубопроводов в вытеснительной системе подачи топлива на ракетоплане РП-1 и проводки от насоса до двигателя на РП-2 определила выбор общей аэродинамической схемы этих самолетов. Наиболее полно предъявляемым требованиям отвечала схема бесхвостого самолета летающее крыло , в соответствии с ней был выполнен планер БИЧ-11, на котором предполагалось установить ЖРД. Схема летающее крыло позволяла всю силовую установку разместить очень компактно вблизи центра тяжести самолета при минимальной длине всех находящихся под давлением трубопроводов (см. рис. 1). [c.396]

Главным результатом работ над ракетопланами РП-1 и РП-2 стала разработка в Советском Союзе впервые в мире конструкции двух типов авиационных силовых установок с ЖРД с вытеснительной и насосной системами подачи топлива. Основные принципиальные особенности этих силовых установок практически в неизменном виде применялись на всех последующих типах самолетов с ЖРД. [c.397]

В 1934 г. Академия наук СССР созвала в Ленинграде Всесоюзную конференцию по изучению стратосферы, на которой предполагалось обобщить знания о верхних слоях атмосферы и наметить пути дальнейшего изучения и практического освоения стратосферы. В технической секции конференции были заслушаны доклады о различных методах освоения стратосферы, в том числе о создании стратосферных самолетов-стратопланов и двигателей для них. С докладом Полет реактивных аппаратов в стратосфере выступил делегат от отдела военных изобретений РККА С. П. Королев. В своем докладе он рассмотрел возможные пути создания стратосферных самолетов и подчеркнул, что наиболее реальным техническим средством для полета в стратосфере на высотах 20 — 30 км является самолет с ЖРД, наиболее в то время изученным и конструктивно освоенным. Для создания такого самолета, считал С. П. Королев, необходимо решить ряд проблем. К первоочередным проблемам он относил задачу уменьшения расхода топлива и повышения КПД ЖРД, создания высокопрочных и жаростойких сплавов для камер сгорания двигателя, высокопроизводительных насосов системы подачи компонентов топлива, а также разработки герметической кабины для экипажа, принципиально новых приборов для управления самолетом и научных наблюдений, обеспечения устойчивости и управляемости самолета. Все эти задачи, по мнению С. П. Королева, могли быть решены хорошо скоординированной и целенаправленной работой специалистов-ракетчиков и работников других отраслей науки и техники [3]. [c.398]

В сентябре 1939 г. завершились комплексные наземные испытания двигателя РДА-1-150 на ракетоплане совместно с системой подачи топлива и с системой управления двигателем. В результате многочисленных наземных испытаний удалось отработать запуск и выключение ЖРД из кабины ракетоплана, достигнуть надежной работы двигателя и получить опыт его эксплуатации, позволявший начать летные испытания РП-318-1 (2 на рис. 2). [c.403]

Двухкамерный ЖРД РД-2М-ЗВ с насосной системой подачи компонентов топлива располагался в хвостовой части фюзеляжа самолета [c.419]

Работа камеры ЖРД обеспечивается пневмогидравлической системой (ПГС) двигательной установки. Под ПГС понимается совокупность пневмогидравлических устройств и магистралей, обеспечивающих хранение топливных компонентов и газа на борту ЛА, их подачу в КС и ГГ двигателя под заданным давлением и с определенным расходом, запуск и останов двигателя, а также выполнение некоторых других операций, определяемых назначением и спецификой эксплуатации Л А. В свою очередь, ПГС состоит из ряда систем, среди которых по функциональному назначению можно выделить следующие основные системы подачи топлива, наддува топливных баков, запуска, останова, регулирования и некоторые вспомогательные — заправки, блокировки, продувки, аварийного слива и др. [c.101]

В ЖРД применяются вытеснительная и насосная системы подачи топлива. [c.101]

Системы с твердотопливным газогенератором. В большинстве случаев для ТГГ используют специальные пиротехнические составы, обеспечивающие заданный состав и температуру газообразных ПС. Существуют докритические и сверхкритические ТГГ. В докритических — давление в камере ГГ равно (за вычетом гидравлических сопротивлений по газовой магистрали) давлению в топливном баке. В сверхкритических — отношение давлений в топливных баках и камере ТГГ ниже критического. Это обеспечивается установкой сопла с критическим сечением на газовом тракте, соединяющем ТГГ с топливным баком. Твердотопливные заряды в сверхкритических ТГГ горят при высоких давлениях, поэтому устойчивость горения в них выше, чем в докритических. Случайные изменения давления в топливных баках, имеющие место при работе системы подачи, не сказываются на режиме горения заряда. Сверхкритические ТГГ наиболее распространены в ЖРД, широко применяются для стартовой раскрутки ТНА при запуске и в качестве вспомогательной ВПТ кратковременного действия. [c.109]

Система подачи с отбором газа из камеры ЖРД. В данном случае для привода турбины ТНА используется газ, отбираемый из КС (см. рис. 13.13). До поступления в турбину газ проходит очистку и охлаждается до заданной температуры. Несмотря на кажущуюся простоту, схема обладает рядом особенностей, затрудняющих ее практическое применение, [c.112]

В ЖРД с насосной подачей топлива поддержание заданного давления в топливных баках обеспечивается системой наддува. [c.118]

В зависимости от принятой схемы и условий запуска ЖРД различают системы предварительного (предстартового) и основного (полетного) наддува. Работа системы наддува аналогична работе вытеснительной системы подачи. [c.118]

Состав насосной подачи топлива. Широкое распространение в ЖРД получили системы подачи компонентов топлива с помощью насосов, приводимых в движение одной или несколькими газовыми турбинами. [c.141]

В этой главе изложены подход к расчету и выбору оптимальных параметров ЖРД (оптимальных давлений в КС и на срезе сопла камеры и др.), выбор системы подачи топлива, а также общий подход к расчету и выбору параметров ЖРД. Выбор оптимальных параметров ЖРД возможен лишь при учете совместной работы ЖРД с ракетой и условий ее эксплуатации. Причем под оптимальными будем понимать параметры, обеспечивающие потребную конечную скорость полета ракеты (ракетного аппарата) при минимальной начальной ее массе. [c.330]

Рассмотрим влияние давления в КС на отношения / /Мду для ЖРД с вытеснительной и насосной системами подачи топлива. [c.333]

В ЖРД с вытеснительной системой подачи топлива входит камера с арматурой и ее автоматикой с насосной системой — камера с турбонасосным агрегатом и необходимой арматурой [c.333]

Опытному конструктору, как правило, заранее ясно, какую систему подачи топлива нужно выбрать для ракеты в зависимости от 1 . Заранее известно, что оптимальной системой подачи топлива для баллистических ракет среднего и дальнего действия, межконтинентальных ракет, ЗУР и т. п., т. е. для ракет с большим суммарным импульсом 1 , выгоднее турбонасосная система подачи топлива. В этом случае уточняется величина давления, допустимого для данного типа ЖРД с учетом современного состояния ракетного двигателестроения. Для ракет с малым суммарным импульсом более выгодна вытеснительная система подачи топлива, [c.339]

В зависимости от того, каким образом используется генераторный газ, различают два основных типа ЖРД с насосной системой подачи без дожигания генераторного газа и с дожиганием генераторного газа в основной камере [21, 43]. Поскольку в первом случае в камеру сгорания поступает два жидких компонента, а во втором — один из компонентов — газ, а другой — жидкость, то иногда эти схемы условно называют схемами жидкость — жидкость и газ — жидкость . [c.24]

На рис. 1.5 представлен пример схемы ЖРД с турбонасосной системой подачи без дожигания генераторного газа. Основные потоки окислителя и горючего после насосов поступают в этой схеме непосредственно в камеру сгорания. Небольшая доля компонентов отбирается от основного потока и поступает в газогенератор, где и сгорает при весьма большом избытке одного из компонентов — в рассматриваемом случае окислителя. Генераторный газ из газогенератора поступает на турбину, где совершает полезную работу, после чего выбрасывается через вспомогательное сопло в окружающее пространство. [c.24]

В предыдущем разделе уже отмечалось, что у ЖРД с турбонасосной системой подачи без дожигания генераторного газа существует область частот, в которой динамические свойства двигателя несущественны, а уравнения двигательной установки описываются соотношениями (1.3. 15) и (1. 3.-16). Здесь будет рассматриваться именно этот случай. [c.40]

Бода насосов используются газовые турбины. Обычно турбина и ласосы двигателя объединены в единый турбонасосный агрегат (ТНА). В наиболее распространенных схемах ЖРД с насосной системой подачи в качестве рабочего тела турбины обычно исполь-х уются продукты реакции то ли специальных (например, перекись водорода), то ли основных компонентов, на которых работает двигатель . Для получения рабочего тела турбины заданной температуры и давления — так называемого генераторного газа — служит специальная камера сгорания — газогенератор. [c.24]

Реактивные системы )Т1равления (РСУ) летательными аппаратами обычно представляют собой многокамерный ЖРД с вытеснительной системой подачи. Основная особенность таких ЖРД с точки зрения динамики по сравнению с рассмотренными ранее типами ЖРД—это разветвленная трубопроводная система подачи в камеры сгорания жидких или газообразных компонентов и многократное, в том числе и периодическое, включение камер сгорания. Большие длины и разветвленность трактов, периодические режимы работы ЖРД способствуют возникновению в системе питания динамических явлений (гидроударов, резонансов и т. д.) и усложняют расчет динамических режимов этих систем. Динамика процессов в камерах сгорания описана ранее, а в данном разделе рассмотрены динамические процессы в разветвленных системах питания. [c.279]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

Собственные частоты системы подачи топлива или других узлов двигателя при динамических нагрузках определяют, возникнет ли неустойчивость с колебаниями той или иной частоты. Процесс горения можно изолировать от системы подачи увеличением перепада давления на форсунках. Если перепад давления на форсунках составляет примерно половину внутрикамерного давления, то низкочастотные колебания возникают редко. Использование демпфирующих устройств или согласование импедансов позволяет снизить требуемый перепад давления на форсунках до величин, меньших половины давления в камере сгорания при обеспечении устойчивой работы ЖРД. Изменения собственных частот системы питания можно добиться изменением длины или объема трубопроводов и коллекторов, а также установкой энергопоглощающих устройств типа четвертьволновых резонаторов или резонаторов Гельмгольца. Собственные частоты механических узлов можно изменять выбором других мест крепления или введением дополнительных креплений. Можно изменять и конструкцию камеры сгорания, чтобы уменьшить диапазон ее чувствительности к колебаниям низкой и промежуточной частот. Увеличение приведенной длины L или отношения длины к диаметру форсуночных каналов обычно повышает устойчивость [69]. Для ЖРД, работающих на водо- [c.174]

Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). В этих двигателях горючее (например, керосин, спирт, гидразин, жидкий водород) и окислитель (например, жидкий кислород, азотная кислота, перекись водорода) помещаются в отдельных баках. Совокупность горючего и окислителя называется ракетным топливом. С помощью специальных насосов или под давлением горючее и окислитель подаются в камеру сгорания. Истечение продуктов сгорания происходит через особой формы раструб, называемый соплом (рис. 5). Иногда двигатель может содержать несколько камер (каждая со своим соплом), объединенных общей системой подачи топлива. Многокамерность позволяет, при той же тяге, уменьшать общую длину двигателя и, в конечном счете, облегчить ракету. Четырехкамерными, например, являются советские двигатели РД-107 и РД-108, которые используются в советских ракетах Восток с 1957 г. [1.7]. [c.35]

В ЖРД широко применяется система подачи топлива с ТНА, который включает в себя насосы (один и более), подающие компонееты топлива с заданными параметрами (объемный или массовый т расходы и давление 7gJ ), и привод насосов — газовую турбину. [c.191]

Управление входом в атмосферу осуществляется с помощью шести жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) (5, 15 - двигатели тангажа), которые работают на самовоспламеняющемся топливе, состоящем из окислителя (четырехокись азота) и горючего (аэрозин-50). Система подачи топлива - вытеснительная. Это фактически две сдублированные системы, которые работают одновременно и каждая из них может обеспечить управление положением корабля в случае выхода из строя другой. [c.60]

Для ракетоплана РП-1 двигатель ОР-2, который разрабатывал Ф. А. Цандер, создавался не как изолированный агрегат, а как составная часть конкретного самолета, т.е. осуществлялся комплексный подход к решению проблемы установки ЖРД. Двигатель ОР-2 должен был иметь тягу 50 кгс и время работы 30 с. В качестве горючего он использовал авиационный бензин, а окислителя — жидкий кислород, которые заправлялись в герметические баки грушевидной формы. Компоненты топлива из баков подавались в камеру сгорания двигателя по вытеснительной схеме — давлением сжатого азота. Такая система подачи топлива, хотя и была наиболее простой и легко осуществимой, получалась относительно тяжелой из-за необходимости рассчитывать баки, трубопроводы, арматуру и соединения на довольно высокое избыточное давление (6 — 8 атм). Требовалась также тшдтельная сборка и пригонка всех частей системы в производстве и поддержание ее герметичности в эксплуатации. [c.396]

Одновременно с ГИРД работы по ЖРД для авиации развернулись и в ГZ Л в Ленинграде. В 1932 г. под руководством В. П. Глушко по заданию ВВС была начата разработка экспериментальной установки ЖРД на истребителе И-4 с винтомоторной группой с целью улучшения основных летио-техническйх данных истребителя, прежде всего увеличения его скорости и скороподъемности в воздушном бою. Два ЖРД-ускорителя типа ОРМ-52 (опытный ракетный мотор 52), по одному с каждой стороны фюз чяжа, предполагалось установить на нижнем крыле истребителя И-4. Двигатель ОРМ-52 с турбонасосной системой подачи компонентов топлива из азотной кислоты и керосина рассчи- [c.397]

В соответствии с решением ГКО в 1944 г. в НИИ-1 под руководством И. Ф. Флорова было начато создание экспериментального самолета 4302 , на котором предполагалось провести летное сравнение двух систем подачи топливных компонентов в камеру сгорания ЖРД — насосной и вытеснительной. Двигатели с такими системами подачи топливных компонентов создавались соответственно коллективами Л. С. Душкина и А. М. Исаева. [c.418]

Книга 2 является продолжением кн. 1. В ней даны основы теории для конвективного теплообмена лучистого теплопотока в камере ЖРД и рассмотрены современные и перспективные методы интенсификации теплообмена, камеры с абляционной защитой поверхности. Приведены расчеты турбонасос-ной системы подачи топлива и систем подачи топлива в условиях невесомости, оптимальных параметров ЖРД, оптимального давления на срезе сопла, ргц -смотрекы основные тенденщ и развитЕш ЖРД. [c.2]

В книге излагаются основы теории теплообмена в ЖРД теплозащита стенок камеры ЖРД, дается расчет охлаждения, описываются пневмогидравлические системы ЖРД насосная подача топлива приводятся расчет элементов ЖРД и особенности расчета ЖРД с дожиганием продуктов газогенерации расчет и выбор оптимальных параметров ЖРД и в заключение — основные тенденции в развитии современных ЖРД. [c.3]

Система подачи с автономным контуром газе, генерации от однокомпонентного ЖГГ. Принципиальные схемы ЖРД с системами питания такого типа приведены на рис. 13.10 и 13.11. В качестве топлива для ЖГГ могут быть использованы перекись водорода, несимметричный диметилгидразин, изопропилнитрат и другие вещества, дающие при разложении газ с достаточно высокими значениями температуры и газовой постоянной. Разложение может осуществляться каталитическим или термическим методами. Обычно катализатор размещается непосредственно во внутреннем объеме КС ЖГГ. Схема с термическим разложением топлива практически отличается от схемы с каталитическим разложением тем, что при термическом разложении во внутренний объем камеры ЖГГ вводится источник теплоты, обеспечивающий термическое разложение компонента газогенерации. [c.110]

Система подачи с автономным контуром газогенерации от двухкомпонентного ЖГГ. В этой системе в качестве топлива для ЖГГ используют основные компоненты топлива ЖРД (см. рис. 13.12). В отличие от предыдущей такая система позволяет путем изменения коэффициента избытка окислителя регулировать в определенных пределах температуру и состав газа, поступающего на турбину. [c.110]

Насосные системы наддува. В насосных системах один или несколько процессов, обеспечивающих наддув бака (подача компонентов газогенерации или генерации газа наддува), осуществляются с помощью систем подачи ЖРД. В некоторых случаях для наддува одного и того же бака применяют наряду с насосной автономную систему наддува, которая необходима для обеспечения предварительного наддува при запуске, когда система подачи двигателя еще не вышла на режим. [c.119]

Для заданной конструкции двигателя величина заброса давления в КС определяется в первую очередь температурой, массовым соотношением и количеством компонентов топлива, находящихся в КС к моменту воспламенения, а также давлением в КС в этот момент. Снижение заброса давления обеспечивается предварительной подачей (опережением подачи) в КС компонента топлива, при избытке которого условия воспламенения наиболее благоприятны. Например, при использовании НДМГ и окислителя на основе окислов азота должно быть обеспечено опережение окислителя. В ЖРД, использующих в качестве горючего жидкий водород, должно быть обеспечено опережение горючего. Опережение обеспечивается разновременным открытием кранов и подбором объемов, которые заполняются топливными компонентами на пути к КС, а также дополнительными гидравлическими сопротивлениями, вводимыми в топливные тракты двигателя. Уменьшение пускового расхода топлива обеспечивается регулированием работы системы подачи (введением пускового режима подачи топлива) или уменьшением давления (дросселированием) топлива на входе в КС. [c.124]

Операции останова. Операции, выполняемые при останове, можно рассматривать в последовательности, обратной операциям запуска. В общем случае они сводятся к отключению КС, системы подачи и вспомогательных систем. Выполнение этих операций обеспечивается установкой соответствующих кранов и, в необходимых случаях, введением закольцовки, слива или продувки отдельных топливных коммуникаций и агрегатов ЖРД. [c.130]

ЖРД с дожиганием топлива по сравнению с ЖРД без дожигания характеризую гея более глубокими взаимными связями между параметрами агрегатов и систем. Поагрегатный расчет с последующей стыковкой параметров агрегатов в схеме двигателя, применяемый при проектировании ЖРД без дожигания, требует для ЖРД с дожиганием большого числа последовательных приближений, что в значительной степени осложняет процесс проектирования двигателя. Выбор и расчет параметров ЖРД с дожиганием топлива выполняются на основании уравнения энергетического баланса. Под уравнением энергетического баланса понимается уравнение, характеризующее равенство потребляемых и располагаемых мощностей в системе подачи. Это уравнение включает в себя все основные параметры двигателя (давление в камере сгорания, температуру и перепад давления газа на турбине, гидравлические сопротивления охлаждающих трактов и элементов смесеобразования) и отражает влияние различных способов регулирования на эти параметры. [c.311]

В камеру и другие агрегаты ЖРД топливо подается вытеснительной или насосной системой. При вытеснительной системе подачи необходимое давление подачи топлива осуществляется созданием этого давления непосредственно в топливных баках с помощью АСГ и ЖГГ и др. Характерно для этого типа подачи топлива высокое давление в баках (больше давления в КС). При насосной системе подачи необходимое давление подачи создается обычно центробежными насосами. Топливные баки при этом находятся под давлением, необходимым для обеспечения нормальной безкавитационной работы насосов, устойчивости баков и др. [c.333]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...