Общая характеристика элементов ПГС

2.3.1. Камера 8Д43-0.1 А  

Камера (рис.2.2) состоит из газовода (1), форсуночной головки (2), средней цилиндрической части (3), двух сопловых блоков (4,5) и бандажа.

Основные данные

Тяга у Земли	500	кН
Тяга в пустоте	565	кН
Удельный импульс у Земли	2727,8± 30	мс-1
Удельный импульс в пустоте	2952,8± 70	мс-1
Номинальный секундный расход:
окислителя	132,49	кгс
Горючего	50,96	кгс
(из них на завесу)	6,6	кгс
Суммарный	183,45	кгс
Перепад на форсунках
окислителя	0,5	МПа
горючего	1,0	МПа
Давление компонентов на входе в камеру
Окислителя	16,1	МПа
горючего	27,1	МПа
Диаметр цилиндрической части	276	мм
критического сечения	163	мм
среза сопла	870	мм
Габаритная длина камеры	1670	мм
Сухой вес	156	кг

 

Окислитель в камеру поступает в составе генераторного газа через газовод, выравнивающую поток решетку и форсунки.

Горючее по двум подводящим трубопроводам поступает в коллектор, откуда 50% расхода поступает в охлаждающий тракт нижнего блока сопла, а остальная, минуя охлаждающий тракт нижнего блока сопла по двум трубопроводам, перебрасывается в коллектор верхнего блока. Это позволяет при достаточно надёжном охлаждении камеры снизить гидравлическое сопротивление тракта охлаждения камеры.

Из коллектора горючее поступает в охлаждающий тракт, сме­шивается с потоком из тракта нижнего соплового блока и, по выходе из тракта через двухкомпонентные форсунки поступает в ка­меру сгорания.

Из охлаждающего тракта часть горючего вводится в камеру для организации внутреннего охлаждения камеры с помощью завесы (ввод через три пояса ). Расход горючего на внутреннее охлаждение камеры составляет 3,4% от суммарного расхода топлива.

Для предотвращения возможности попадания во внутреннюю полость камеры влаги, пыли и т.д. в проточной части камеры в районе критики на клею устанавливается заглушка, выбиваемая давлением при запуске.

Турбонасосный агрегат 8Д43-02

ТНА выполнен одним агрегатом. По назначению разделяется на три узла: турбину, насос окислителя и насос горючего.

Конструкция ТНА - одновальная. Вал устанавливается на трех шарикоподшипниковых опорах. Опора, расположенная в корпусе турбины, выполнена на двух подшипниках.

Охлаждение и смазка подшипников опор в турбине и насосе горючего производится горючим. Подшипник опоры вала в насосе окислителя охлаждается и смазывается окислителем.

Компремируюшие ступени насосов горючего и окислителя шнекоцентробежные. Турбина - центростремительная, реактивная (тепловая степень реактивности - 0,5)

                    

Турбина:
Частота вращения ротора ТНА	2827	с-1
Диаметр колеса турбины	204	мм
Мощность турбины	8215,5	кВт
КПД турбины	0,702
Относительный перепад давления	1,73
Насос окислителя
Наружный диаметр колеса	144,5	мм
Давление на входе	0,3	МПа
Давление на выходе	30,7	МПа
Потребляемая мощность	4964,6	кВт
КПД	0,65
Насос горючего
Наружный диаметр колеса	182	мм
Давление на входе	0,4	МПа
Давление на выходе	34,8	МПа
Потребляемая мощность	3250,9	МПа
КПД	0,745

 

Материалы и конструкция

Корпус турбины       -  из стали ЭИ388.

Рабочее колесо выполнено методом точного литья по выплавляемым моделям из жаропрочного сплава ЖСЗ - ДК.

Материал вала         -   сталь ЭП288

Заодно с валом выполняется шнек и гидрозатвор окислителя. Поверхности вала, на которые опирается манжеты, покрыты слоем хрома.

Корпуса насосов выполняются из стали ЭП 288. Рабочие колеса - из стали СН-3 методом точного литья по выплавляемым моделям.

Система окислителя

Система окислителя двигателя обеспечивает подачу жидкого тетроксида к насосу "О" и в газогенератор (6). (см.рис.2.1). Она включает в себя магистраль (3) подвода окислителя к преднасосу "О" (4) , клапан пуска (5) окислителя, насос (2.2) окислителя

магистраль подвода окислителя в газогенератор (6) с клапаном отсечки окислителя (7).

Эжекторы 8Д46-23Б и 8Д46-24Б

Эжекторы - преднасосы "О" и "Г", поз (4) и (9) соответственно предназначены для повышения антикавитационных качеств топливопадающей системы, что обеспечивает работу двигателя при низких давлениях в баках.

Эжектор 8Д46-23Б (рис.2.3) выполнен с двенадцатью насадками (4), расположенными по периферии проточной части. Он состоит из корпуса (5), смесительной камеры (6), фланцев (2),(7). На корпусе расположен коллектор (3) с натрубком (I), через который происходит подвод рабочей жидкости к насадкам.

Эжектор выполняется сварным. Материалы: сталь ЭП288(СН2А), сталь Х18Н10Т. Коллектор выполнен штампованным из листового материала сталь Х17Н5МЗ(СНЗ).

Эжектор 8Д46-24Б (рис.2.4) выполнен с наседками (4) и (9), расположенными в двух поясах по периферии проточной части

(по двенадцать насадков в каждом поясе).

Он состоит из корпуса (8) с насадками, смесительной камеры (5) и фланцев  (2) и (6). На корпусе расположены коллекторы (I) и (7) с патрубком (3) подвода рабочей жидкости к насадкам.

Коллекторы выполнены штампованными из стали Х17Н5МЗ(СНЗ). Конструкция эжектора - сварная. Материал - ЭП288(СН А) и Х18Н10Т.

Работа эжекторов

Жидкость, подводимая к насадкам , отбирается из магистрали компонента за насосом. Через насадки с большой скоростью происходит истечение компонентов в поток жидкости, проходящей через эжектор.

В результате смешения обоих потоков в эжекторе происходит изменение количества движения основного (эжектируемого) потока, как следствие, повышение давления на выходе из эжектора.

Система горючего

Включает в себя магистраль (8) (рис.2.I) подвода горючего к преднасосу "Г" (9), клапан пуска (10) горючего, насос (2.3), горючего магистрали подвода горючего к камере (I) и газогенератору (6).

На магистрали подвода горючего к камере установлены дроссель (II) - исполнительный орган системы СОБ, клапан горючего главной ступени (12), клапан отсечки (13) горючего от камеры.

 На магистрали подвода горючего к газогенератору установлены регулятор расхода (14) горючего в газогенератор – исполнительный орган системы регулирования тяги двигателя в системе РКС и клапан отсечки (15) горючего от газогенератора.

Для слива компонентов топлива из магистралей двигателя после клапанов пуска, в случае несостоявшегося старта, служат ручные вентили на клапанах (7) и (12).

Система газогенерации

Система газогенерации обеспечивает выработку окислительного газогенераторного газа - рабочего тела турбины турбонасосного агрегата. По выходе из турбины газ подается в камеру, где используется в качестве окислителя.

Горючее на газогенератор (6) отбирается от насоса "Г", проходит регулятор расхода "Г" (14) - исполнительный орган системы регулирования тяги двигателя в системе РКС, клапан отсечки (15) горючего газогенератора, поступает в рубашку охлаждения газогенератора (6) и, через форсунки впрыскивается в камеру сгорания ГГ.

Окислитель в газогенератор подается непосредственно от насоса "О" по магистрали, на которой установлен клапан отсечки (7) окислителя.

Окислительный газ, вырабатываемый в газогенераторе, подается на турбину и, после нее, по газоводу (16) вводится в камеру сгорания камеры двигателя, где дожигается.

Особенностыо такой схемы подачи компонентов в камеру является отсутствие потерь на привод ТНА.

Основным элементом системы газогенерации является газогенератор.

Газогенератор 8Д46-03 выполнен по двухзонной схеме с балластировкой газа во 2-й зоне (рис .2.5).

Давление в камере сгорания газогенератора	27,83	МПа
Расход горючего	5,6	кгс
Массовое соотношение в I зоне	12,25
Массовое соотношение во П зоне	23,2
Температура газа на выходе из ГГ	600	К
Перепад на форсунках О	2	МПа
Перепад на форсунках Г	0,4	МПа
Диаметр камеры сгорания ГГ	220	мм
Общая длина ГГ	530	мм
Сухая масса	42	кг

Газогенератор представляет собой неразъемную сварную конструкцию, состоящую из камеры газогенератора (24), головки (26), смесителя (I9), трубы подвода (25) и переходника (I8).

Камера состоит из двух оболочек: наружной (8) и внутренней (9), связанных между собой гофрированной проставкой (6). Проставка припаяна к оболочкам припоем Г70НХ. Камера охлаждается горючим, поступающим через натрубок (22) и коллектор (23) в межрубашечное пространство, а затем в головку. Головка газогенератора представляет собой паяно-сварной узел, состоящий из блоке форсунок (4), днища (3), переходника (I) и отражателя (2).

Головка газогенератора имеет 91 основных и 30 периферийных

форсунок. Основные форсунки - двухкомпонентные, центробежные, тангенциального типа с наружным смешением компонентов. Периферийные форсунки - однокомпонентные (окислительные) - служат для организации пристеночного слоя с относительно низкой температурой.

Газовые втулки (13) служат для перепуска газа из камеры газогенератора в смеситель. Суммарная площадь проходного сечения газовых втулок определена из условия протекания газа через балластировочную решётку со скоростями не более 100 мс-¹ (исходя из допустимой величины потерь).

Балластировка осуществляется 36-ю цетробежными форсунками

закрепленными пайкой на переднем днище узла с направлением впрыска против газового потока, а также струйными форсунками, выполненными в газовых втулках с направлением впрыска перпендикулярно газовому потоку.

Газогенератор запускается с опережением поступления в камеру окислителя по отношению к горючему на 0.09-0.10 сек. После стабилизации процесса - температура в камере 1600 - 1900 К, температура в пристеночном слое 750-850 К.

Неравномерность температурного поля генераторного газа, поступающего с выхода ГГ на турбину, ±35 °С от номинального (600К) значения.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: