ОХЛАЖДАНЕ НА ДВИГАТЕЛЯ ПРЕДИ ПАЛЕНЕ, Безплатни курсови работи, резюмета и дипломни работи
Вижте също:
| … |
При криогенни компоненти, преди стартиране на двигателя, главните тръбопроводи и кухините на помпите първо трябва да се охладят до температурата на компонентите. Едва след това те могат да бъдат напълнени с криогенни компоненти в течно състояние, тъй като при липса на охлаждане, части от криогенни компоненти ще прегреят и ще се газифицират при контакт със стените на "по-топла" структура. В резултат на това кухините на тръбопроводите и помпите ще бъдат пълни с изпарения на компоненти. По време на промоцията на TNA, помпите ще кавитират, ще се „откъснат“ и няма да изпомпват компонентите. В допълнение, парата, влизаща в камерата и LCG (особено ако тече достатъчно дълго време), ще доведе до неорганизирано смесване, образуване на експлозивен газ и газово-течни смеси, изгаряне с неконтролирана промяна в съотношението на компонентите както в пространствотокамера и време. Всичко това взето заедно ще доведе в най-добрия случай до пулсации и значителни превишения на налягането, а в най-лошия случай до експлозия на камерата при изстрелване. Следователно основните криогенни линии и кухини на помпите трябва да бъдат замразени и напълнени с течни компоненти до главните клапани. Останалата част от линиите се охлажда чрез навлизане на криогенен компонент по време на стартиране: водород в охлаждащия път на камерата с кислородно-водороден двигател или кислород в кухината на главата на дюзата с кислородно-въглеводороден двигател.
Схемите за охлаждане могат да бъдат различни, те се избират в зависимост от предназначението на двигателя и вида на компонента. Основното при избора им е те да осигуряват висока ефективност и минимални загуби на компоненти.
Фигура 23,aпоказва схемата за охлаждане на кислородно-въглеводородния двигател на първата степен на ракетата-носител. Тук охлаждането се извършва чрез изливане на криогенен компонент - кислород - във входящия тръбопровод и кухината на помпата под въздействието на хидростатично налягане и налягане на усилване, докато специални сензори регистрират изтичането на течния компонент от изпускателния клапан. Това е най-простата схема за охлаждане. Това е доста често срещано явление, особено ако резервоарът за кислород в началната позиция непрекъснато се захранва с течен кислород от наземни устройства, компенсирайки загубите.
Фигура 23,bпоказва по-сложна схема. Тук, когато се охлади
Фиг.23. Схеми за охлаждане на двигателя при работа с криогенни компоненти:
a—чрез наливане на течен кислород под налягане и хидростатичен напор;b —чрез изпомпване на преохладен течен кислород и водород със специалнирециркулационни помпи (НР) с електрозадвижване (ЕР);c —чрез прочистване на тракта с охладен газ хелий.
има непрекъсната циркулация на криогенния компонент: резервоар - рециркулационна помпа - тръбопровод - кухина на помпата - резервоар. За тази цел веригата има специална електрическа рециркулационна помпа. Резервоарът се пълни с леко преохладен компонент. Предимството на схемата, въпреки известната й сложност, е липсата на загуби на компоненти и възможността за нейното приложение за двигатели от всички етапи.
Фигура 23,cпоказва схемата за охлаждане, при която в началната позиция през линиите, които трябва да бъдат охладени, от наземните устройства се пропуска газ хелий, охладен до необходимата температура. След охлаждане на магистралата, последните се пълнят с течни криогенни компоненти, също практически без загуби.
Двигателите на втория етап и следващите могат да бъдат охладени непосредствено преди изстрелване от наземни устройства. След това кухините се запълват с течни криогенни компоненти. Те също имат постоянен дренаж зад борда по време на полет, докато този двигател не бъде включен. Естествено, за да се намалят загубите на компоненти за дренаж, всички охладени тръбопроводи и помпени кухини трябва да имат добра топлоизолация.