ЗАХОЛОДЖЕННЯ ДВИГУНА ПЕРЕД ЗАПУСКОМ, Безкоштовні курсові, реферати та дипломні роботи
Читайте також:
| … |
При кріогенних компонентах перед запуском двигуна основні трубопроводи та порожнини насосів попередньо повинні бути охолоджені до температури компонентів. Тільки після цього вони можуть бути заповнені кріогенними компонентами в рідкому стані, так як у разі відсутності захолоджування порції кріогенних компонентів при контакті зі стінками теплішої конструкції будуть перегріватися і газифікуватися. В результаті порожнини трубопроводів та насосів будуть заповнені парами компонентів. При розкручуванні ТНА насоси закавітують, "зірвуть" і не качатиме компоненти. Крім того, пар, що надходить в камеру і ЖГГ (особливо якщо він надходитиме досить тривалий час) призведе до неорганізованого змішування, утворення вибухонебезпечних газових і газорідких сумішей, горіння з некерованою зміною співвідношення компонентів як у просторі.камери, так і за часом. Все це разом узяте приведе, у кращому разі, до пульсацій та значних закидів тиску, а в гіршому випадку – до вибуху камери на запуску. Тому основні кріогенні магістралі та порожнини насосів мають бути захищені та залиті рідкими компонентами до головних клапанів. Решта магістралей захолоджується шляхом надходження при запуску кріогенного компонента: водню в охолодний тракт камери при киснево-водневому двигуні або кисню в порожнину форсункової головки при киснево-вуглеводневому двигуні.
Схеми захолодження можуть бути різними, вони вибираються в залежності від призначення двигуна та виду компонента. Головне при їх виборі вони повинні забезпечувати високу ефективність і мати мінімальні втрати компонентів.
На рис.23,апоказана схема захолодження киснево-вуглеводневого двигуна першого ступеня РН. Тут захолодження здійснюється проливкою кріогенним компонентом - кілородом - вхідного трубопроводу та порожнини насоса під впливом гідростатичного тиску та тиску наддуву доти, поки спеціальні датчики не зафіксують злив рідкого компонента з дренажного клапана. Це найпростіша схема захолоджування. Вона досить поширена, особливо якщо на стартовій позиції кисневий бак постійно підживлюється рідким киснем від наземних пристроїв, компенсуючи втрати.
На рис.23,бпоказана складніша схема. Тут при захолодженні
Мал.23. Схеми захолодження двигуна під час роботи на кріогенних компонентах:
а—проливанням рідкого кисню під тиском наддуву і гідростатичного напору;б —прокачуванням переохолоджених рідких кисню та водню спеціальнимирециркуляційними насосами (HP) з електроприводом (ЕП);в -продуванням тракту охолодженим газоподібним гелієм.
відбувається безперервна циркуляція кріогенного компонента: бак – рециркуляційний насос – трубопровід – порожнина насоса – бак. Для цього в схемі є спеціальний насос рециркуляційний з електроприводом. Бак заправляється дещо переохолодженим компонентом. Гідність схеми, незважаючи на її деяку складність, - відсутність втрат компонента та можливість його застосування для двигунів усіх щаблів.
На рис.23,впоказана схема захолоджування, в якій на стартовій позиції через магістралі, що підлягають охолодженню, пропускається від наземних пристроїв охолоджений до потрібної температури газоподібний гелій. Після захолоджування магістралей останні заповнюються рідкими кріогенними компонентами практично без втрат.
Двигуни другого ступеня та наступних можна захолоджувати безпосередньо перед стартом від наземних пристроїв. Потім порожнини заливаються рідкими кріогенними компонентами. Вони мають постійний дренаж за борт під час польоту до включення даного двигуна. Природно, для зменшення втрат компонентів на дренаж всі трубопроводи, що захолоджуються, і порожнини насосів повинні мати хорошу теплоізоляцію.