Система питания ЖРД с предкамерной турбиной

Системы питания с предкамерной турбиной [c.20]

Схему системы питания с подачей газа после турбины в камеру сгорания будем называть схемой с предкамерной турбиной (ЖРД с дожиганием), а схему без подачи турбинного газа в камеру сгорания будем называть схемой с автономной (независимой) турбиной (ЖРД без дожигания). [c.20]

В случае применения системы питания с предкамерной турбиной полностью исключается снижение удельного импульса ЖРД из-за затраты топлива на питание турбины. Особенно большое преиму-ш,ество имеет схема с предкамерной турбиной при высоких давлениях в камере сгорания (выше 10 МПа). [c.21]

На рис. 1.14 показана типичная схема системы питания с предкамерной турбиной и с газогенератором, работающим на основных компонентах топлива. Из баков компоненты поступают в бустерные насосы, которые позволяют снизить давление в баках и увеличить частоту вращения, а следовательно, уменьшить массу и габаритные размеры основного ТНА. Один из компонентов полностью пропускается через газогенератор, а второй добавляется в количествах, необходимых для получения нужной температуры перед турбиной. Газогенератор может быть как с избытком окислителя —окисли- [c.21]

Рис. 1.14. Схема системы питания ЖРД с предкамерной турбиной, работающей на газе с избытком окислителя, с бустерными насосами

ЖРД, схема системы питания которого приведена на рис. 1.14, называется ЖРД с дожиганием генераторного газа. При этой схеме давление перед турбиной должно быть больше давления в камере сгорания. Поэтому насосы системы питания с предкамерной турбиной должны обеспечивать более высокие давления, чем в системе с автономной турбиной. [c.22]

Рис. 1.15. Схема системы питания ЖРД с предкамерной турбиной, работающей на газе с избытком окислителя, и с дополнительным (газогенераторным) насосом горючего

Рис. 1.16. Схема системы питания ЖРД с двумя предкамерными турбинами (схема с дожиганием газ—газ )

Система питания ЖРД с ТНА (см. разд. 1.4) может иметь автономную или предкамерную турбину. Выбор той или иной схемы определяется назначением ЖРД. Как правило, в ЖРД средних и больших тяг используют схему с предкамерной турбиной (схему с дожиганием), позволяющую получить больший удельный импульс тяги. В ЖРД с предкамерной турбиной можно иметь высокие давления в камере сгорания, так как в ней отсутствует выброс газа после турбины, понижающий удельный импульс тяги. [c.329]

Система питания с предкамерной турбиной может быть выполнена по различным схемам. Параметры системы питания — расход газа через турбину, давление на выходе из насосов, температура и давление перед турбиной (в газогенераторе), частота вращения ТНА ИТ. п. — определяются схемой системы питания. Схема системы питания определяет также конструктивные особенности насосов и турбины ТНА. В настоящем разделе рассмотрены вопросы выбора системы питания и определения основных параметров системы питания при заданных тяге, удельном импульсе тяги и соотношении компонентов топлива в ЖРД. Выбор схемы питания и определение ее основных параметров всегда предшествуют подробному расчету ТНА, так как они определяют параметры, на которые должны быть рассчитаны насосы и турбина, и возможные алгоритмы оптимизации. Сначала рассмотрим схему питания с автономной турбиной как более простую. [c.329]

Особенность системы питания с предкамерной турбиной состоит в том, что расход газа через турбину является заданным. Он определяется расходом того компонента топлива, на избытке которого работает газогенератор. В схеме с окислительным газогенератором это расход окислителя. Для такой схемы (см. рис. 1.14) уравнение баланса мощностей (5.73) можно записать в виде [c.331]

Таким образом, при расчете системы питания с предкамерной турбиной из параметров, определяющих мощности насосов и турбины, неизвестными являются давление в газогенераторе ргг и температура газа перед турбиной (в газогенераторе) Гоо. Их значения определяются уравнением баланса мощностей насосов и турбины [c.332]

Рис. 5.26. Графики для определения давления в газогенераторе системы питания с предкамерной турбиной

Уменьшить мощность насосов можно увеличением их КПД. Отсюда следует, что повышение КПД насосов способствует уменьшению давления в газогенераторе Ргг. Такое же влияние на давление Ргг оказывает и увеличение КПД турбины. Следовательно, в системе питания с предкамерной турбиной повышение экономичности насосов и турбины приводит к снижению давления в газогенераторе и на выходе насосов (или к уменьшению температуры в газогенераторе, если давление ргг задано). [c.333]

Подобным же образом можно записать уравнения баланса и для других схем системы питания с предкамерной турбиной. [c.335]

Для предкамерной турбины заданным также является расход газа. Расход определяется схемой системы питания (см. разд. 5.10.2.2) и заданной температурой газа перед турбиной. В системе питания с окислительным газогенератором через турбину проходит весь окислитель и горючее, необходимое для обеспечения заданной температуры газа. Для окислительного газа R = 200. .. 300 Дж/(кг-К). Температура окислительного газа Тоо выбирается в пределах 600... 800 К- [c.361]

Логическим развитием схемы с дожиганием является схема газ—газ , при которой в камеру сгорания для дожигания поступают оба компонента в газифицированном виде (рис. 1.16). Эта схема системы питания ЖРД позволяет реализовать более высокие давления в камере сгорания. Для газификации компонентов используются два газогенератора, один из которых работает при избытке горючего, а другой—при избытке окислителя. Для осуществления схемы газ—газ целесообразно иметь две предкамерные турбины (при самореагирующих компонентах это требование обязательно). Каждая из турбин может приводить один насос, тогда в системе питания будет два ТНА, но можно установить турбины на одном валу с насосами и тогда конструктивно получится один ТНА. При различных [c.23]

Получить большую работу с единицы массы газа можно, если газ имеет высокую энергию. Так как температура газа ограничена прочностью турбины, то увеличить энергию газа можно увеличением его давления. Давление на выходе из автономной турбины сравнительно невелико (0,2. .. 0,5 МПа), поэтому при высоком давлении газа на входе автономная турбина имеет большую степень понижения давления б. Обычно б = 20. ..50. Таким образом, автономная турбина является малорасходной, с большой степенью понижения давления б. Напомним, что в случае предкамерной турбины б = = 1,3. .. 1,8. Насосы в системе питания с автономной турбиной должны обладать высоким КПД, так как уменьшение КПД увеличивает затрачиваемую мощность на их привод и соответственно расход газа через турбину. Относительный расход газа на автономную турбину (отношение расхода через турбину к общему расходу компонентов) зависит от тяги двигателя и давления в камере сгорания и составляет 2. .. 6 %. Примерно настолько же падает удельный импульс двигателя с автономной турбиной. [c.26]

В схеме с предкамерной турбиной антикавитационные качества системы питания повышаются благодаря применению бустерных струйных и лопаточных насосов. Их применение повышает значения tis [в формулу (5.75) вместо Ссрв. ок следует подставлять Сс. п. ок 1 и кпд насосов и таким путем способствует уменьшению давления в газогенераторе. Однако затрата мощности на привод бустерных насосов требует некоторого увеличения давления ргг или температуры Гоо. Если лопаточный бустерный насос приводится газовой турбиной и газ после турбины выбрасывается в окружающую среду, то это снижает удельный импульс тяги ЖРД- Но так как расход газа на привод бустерного насоса невелик, то это снижение незначительно. К тому же определенный расход газа может потребоваться для наддува баков ракеты или для рулевых сопл. [c.334]

Вопрос о выборе той или иной схемы системы питания с предкамерной турбиной решается при проектировании конкретного ЖРД путем сравнительных расчетов различных схем с учетом возможности сажеобразования в восстановительном газе, сложности конструкции, ее массы и вибронагруженности. При сравнении схем по массе и вибронагруженности ТНА можно использовать соотношения, приведенные в разд. 5.7,. .., 5.9. [c.337]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...