Dhoma e djegies së motorit të raketave. Parimi i funksionimit dhe karakteristikat e projektimit të motorëve me raketa të lëngëta - skedari LRE.doc

dizajni motor me djegie të ngurta  (TTRD) është e thjeshtë; ajo përbëhet nga një trup (dhoma e djegies) dhe një hundë. Dhoma e djegies  është elementi kryesor mbështetës i motorit dhe i raketës në tërësi. Materiali për prodhimin e tij është çeliku ose plastika. hundë  i projektuar për të përshpejtuar gazrat në një shpejtësi të caktuar dhe për t'i dhënë rrjedhjes drejtimin e dëshiruar. Është një kanal i mbyllur i një profili të veçantë. Në rast se ka lëndë djegëse. Trupi i motorrit është zakonisht prej çeliku, ndonjëherë - prej tekstil me fije qelqi. Pjesa e hundës që po përjeton stresin më të madh është bërë nga grafit, metalet e zjarrta dhe lidhjet e tyre, pjesa tjetër është prej çeliku, plastika, grafiti.

Kur gazi që rezulton nga djegia e karburantit kalon nëpër hundë, ai fluturon me një shpejtësi që mund të jetë më e madhe se shpejtësia e zërit. Si rezultat - shfaqjen e një forcë zmbrapsje, drejtimi i të cilave është i kundërt me daljen e një avioni të gazit. Kjo forcë quhet reaktiv, ose vetëm një barrë. Rasti dhe hunda e motorëve të punës duhet të mbrohen nga djegia e tyre, për këtë qëllim ata përdorin materiale izoluese të nxehtësisë dhe ngrohjes.

Krahasuar me llojet e tjera të motorëve me raketa, TTRD është rregulluar në mënyrë të drejtë, por ka ulur shtytjen, kohën e shkurtër të operimit dhe vështirësinë në kontrollin. Prandaj, duke qenë mjaft i besueshëm, përdoret kryesisht për të krijuar goditje gjatë operacioneve "ndihmëse" dhe në motorët raketistë balistikë ndërkontinentalë.

Deri më sot, TTRDs janë përdorur rrallë në anijen e anijeve. Një nga arsyet për këtë është përshpejtimi i tepruar, i cili raportohet në projektimin dhe pajisjen e raketës gjatë operimit të një motori të ngurtë të karburantit. Dhe për të nisur një raketë, është e nevojshme që motori të zhvillojë një sasi të vogël futjeje për një periudhë të gjatë kohore.

Makinat e ngurta shtytëse lejuar Shtetet e Bashkuara të kryejnë në 1958, pas BRSS, nisjen e satelitit të saj të parë artificial dhe në vitin 1959 për të sjellë anijen në një rrugë fluturimi në planete të tjera. Deri më sot, është në SHBA që është krijuar TTRD-ja me hapësirë ​​më të fuqishme, DM-2, e aftë për të zhvilluar shtytje në 1634 ton.

Perspektivat për zhvillimin e motorëve hapësinorë për lëndët djegëse të ngurta janë:

• teknikat e përmirësuara të prodhimit të motorëve;
• zhvillimi i hundëve që mund të punojnë më shumë kohë;
• përdorimi i materialeve moderne;
• përmirësimin e përbërjes së karburantit përzierës, etj.

Motor me raketa të ngurta (TTRD)  - motori që punon në lëndë djegëse solide përdoret më së shumti në artileri me raketa dhe shumë më rrallë në astronautikë; është motori më i vjetër i nxehtësisë.

Një substancë e ngurtë (një përzierje e substancave individuale) të aftë për të djegur pa oksigjen, përdoret si një lëndë djegëse në motorë të tillë, duke emetuar një sasi të madhe të gazrave të nxehtë, të cilat përdoren për të krijuar rrëshqitje të ujit.

Ka dy klasa të karburantit për raketa: lëndë djegëse dibazi dhe lëndë djegëse të përbërë.

Karburantet dibase  - janë solide zgjidhje në një tretës jo të paqëndrueshme (më së shumti nitroceluloza në nitroglicerinë). Avantazhet - karakteristika të mira mekanike, temperatura dhe karakteristika të tjera strukturore, mbajnë pronat e tyre gjatë ruajtjes afatgjatë, janë të thjeshta dhe të lira për t'u prodhuar, dhe janë miqësore me mjedisin (nuk ka substanca të dëmshme kur djegen). Disavantazhi është fuqia relativisht e ulët dhe ndjeshmëria ndaj goditjeve. Ngarkesat nga kjo lëndë djegëse përdoren më shpesh në motorët e vegjël korrektues.

Lëndë djegëse të përzier  - Përzierjet moderne përbëhen nga perklorat e amonit (si një agjent oksidues), alumini në formë pluhuri dhe një polimer organik për të lidhur përzierjen. Alumini dhe polimeri luajnë rolin e karburantit, metali është burimi kryesor i energjisë dhe polimeri është burimi kryesor i produkteve të gazta. Ato karakterizohen nga ndjeshmëria ndaj goditjeve, intensiteti i lartë i djegies në presione të ulëta dhe janë shumë të vështira për t'u shuar.

Karburant në formën e ngarkesave të karburantit vendoset në dhomën e djegies. Pas fillimit, djegja vazhdon derisa karburant të jetë plotësisht i djegur, ndryshimet ndryshojnë sipas ligjeve të shkaktuara nga djegia e karburantit dhe është praktikisht e parregulluar. Ndryshimi në fut është arritur duke përdorur karburant me norma të djegies të ndryshme dhe duke zgjedhur konfigurimin e duhur të ngarkimit.

Me ndihmën e një ndezës, komponentët e karburantit janë të nxehtë, një reaksion kimik i reduktimit të oksidimit fillon mes tyre, dhe karburanti gradualisht djeg. Kjo prodhon gaz me presion dhe temperaturë të lartë. Presioni i gazrave të nxehtë me ndihmën e një hose kthehet në rrymë, e cila është proporcionale në madhësinë e saj ndaj masës së produkteve të djegies dhe shpejtësisë së largimit të tyre nga hunda e motorit.

Për të gjithë thjeshtësinë, një llogaritje e saktë e parametrave të performancës së TTRD është një detyrë e vështirë.

Motorët ngurta të ngasësit kanë disa përparësi mbi motorët e raketave të lëngëta: motori është mjaft i thjeshtë për t'u prodhuar, mund të ruhet për një kohë të gjatë, duke ruajtur karakteristikat e tij, është relativisht shpërthyes. Megjithatë, në pushtet ata janë më të ulët se motorët e lëngët me rreth 10-30%, ata kanë vështirësi në kontrollin e fuqisë dhe një masë të madhe të motorit në tërësi.

Në disa raste përdoret një lloj TTRD, në të cilin një përbërës i karburantit është në gjendje të ngurtë dhe i dyti (më shpesh oksiduesi) është në gjendje të lëngët.

ENGINE LEKËSE ROCKET (LRE), një motor me avion që nuk përdor mjedisin dhe shkon në lëndë djegëse me raketa të lëngët. Ajo mund të funksionojë në atmosferë dhe në hapësirën kozmike (ndërplanetar).

Motorri raketor është lloji kryesor i motorit në anijen, gjithashtu përdoret gjerësisht në hulumtimet në lartësi të lartë dhe raketat balistike luftarake me rreze të gjatë, raketat e drejtuara kundër avionëve; në mënyrë të kufizuar - në raketat luftarake të klasave të tjera, në avionë eksperimentale etj.

Sipas qëllimit, ata dallojnë motorët kryesorë të raketave (kryesore), blloqet e përshpejtimit, fazat e sipërme, korrigjimi, frenimi, drejtimi, mikro-raketa (mund të veprojë në një mënyrë të pulsuar). LRE karburant mund të jetë një përbërës dhe dy përbërës (karburant dhe oksidues); më moderne LRE punojnë në karburant me dy përbërës. LRE përbëhet nga një dhomë e djegies (CS), një grykë, një njësi furnizimi me karburant turbo-pompë, një gjenerator gazi, një sistem automatizimi, rregullatorë, një sistem ndezjeje, sensorë telemetrie, njësi ndihmëse (shkëmbyesit e nxehtësisë, mekanizmat drejtues etj.). LRE me tre komponentë.

Karboni dhe oksiduesi janë injektuar nën presion në CS përmes hundëve, të përzier, të avulluar dhe ndezur. Ndezja (ndezja) e karburantit mund të kryhet me mjete kimike, piroteknike dhe elektrike. Karburantet pas ndezjes djeg në presione të larta (në disa raste deri në 15-25 MPa ose më shumë). Kur karburantit djegur, produktet e gazta të djegies (lëngjeve të punës) formohen, të nxehura në një temperaturë prej 3700-3900 K, të cilat mbarojnë nga dhoma e djegies në hapësirën përreth përmes një grykë. Për integritetin e një dizajn CS në një temperaturë të tillë, ftohja e saj e vazhdueshme është e nevojshme. Mund të bëhet, për shembull, me ndihmën e karburantit që rrjedh para se të hyjë në kokën e përzierjes përmes kanaleve të sistemit të jashtëm të ftohjes së dhomës së djegies. Kjo metodë e ftohjes quhet rigjeneruese. Ndërsa produktet e djegies lëvizin përgjatë gjatësisë së hundës, temperatura dhe presioni i tyre zvogëlohen dhe shpejtësia rritet, duke kaluar pragun e shpejtësisë së zërit në pjesën minimale (kritike) të hundës. Në daljen e hundës, shkalla e rrjedhjes arrin 2700-4500 m / s. Goditja e gjeneruar nga çdo kilogram gazash që rrjedhin nga motori në 1 s quhet impuls i veçantë i goditjes. Sa më i lartë të jetë niveli i rrjedhës, aq më i madh është impulsi specifik dhe, për rrjedhojë, aq më i përkryer karburant dhe motor. Dallojeni LRE me furnizimin e karburantit me pompë turbo, pa pas djegien e produkteve të djegies (qark i hapur), në të cilin produktet e gjenerimit të gazit pas aktivizimit në turbinë lëshohen në mjedis përmes suporteve ndihmëse (presion në dhomat e djegies 4.9-7.8 MPa) dhe LRE me pasfurnim mbyllur ose mbyllur), në të cilin produktet gjeneruese të gazrave, pas aktivizimit në turbinë, dërgohen në dhomën e LRE për djegie pas djegies. Këto LRE nuk kanë humbje të impulseve specifike për shkak të nevojës për të drejtuar njësinë e turbopumpës dhe niveli i presionit në CS arrin 14.7-26.5 MPa.

Historiku historik. Diagrami skematik i LRE zhvilluar nga K. E. Tsiolkovsky në 1903, provuar mundësinë e përdorimit të LRE për fluturimet në hapësirë. Shkencëtari gjithashtu vuri në dukje karburantet më fitimprurëse të raketave dhe hetoi çështjet e dizajnimit të njësive kryesore. Puna praktike për krijimin u fillua në vitin 1921 në SHBA nga R. Goddard, i cili në vitin 1926 realizoi fillimin e parë të një motori me raketa në botë. Në fund të viteve 1920 - fillim të viteve 1930, zhvillimi i LPRE filloi në BRSS, Gjermani dhe vende të tjera. Në vitin 1931, u testua LRE-ORM (motor raketor eksperimental) dhe ORM-1, i krijuar nga V. P. Glushko në Leningrad Gas-Dynamic Laboratory (GDL). Në vitin 1933, sistemi i shtytjes OP-2 i projektuar nga F.A. Zander dhe motor-10, krijuar nga Grupi i Moskës për Studimin e Propulsionit Jet (GIRD), siguruan fluturimin e një rakete të lëngët.

Para fillimit të Luftës së Dytë Botërore, në Bashkimin Sovjetik dhe në SHBA u shfaqën prototipa të motorëve me raketa të lëngëta me ngarkesë deri në disa qindra kg, të destinuara për avionë eksperimentalë. Në Gjermani, gjatë Luftës së Dytë Botërore, gjatë punës intensive në fushën e teknologjisë së raketave, u krijuan lloje të ndryshme të motorëve me raketa për qëllime ushtarake, shumë prej të cilave u prodhuan në masë. Më të mirët ishin lansuesit me raketa të lansimit të raketave anti-ajrore Wasserfal dhe raketave balistike V-2. LRE-të e para serbe ruse ishin motorët RD-1 dhe RD-1HZ, të krijuara nga fundi i luftës në GDL-OKB.

Zhvillimi i mëtejshëm i LRE-së u përcaktua nga programet për krijimin e raketave balistike ndër-kontinentale dhe automjetet e nisjes (PH) të filluar në mesin e viteve 1950 në BRSS dhe SHBA. Për zbatimin e tyre u krijuan motorë të fuqishëm, ekonomikë dhe kompakt të raketave që veprojnë në karburante me oksigjen-kerozinë. Në vitet 1960, u krijuan motorë të lartë të valëzuar dhe motorë me raketa me oksigjen dhe hidrogjen. Ideja e një qarku të mbyllur u zhvillua së fundi në fund të viteve 1950 në BRSS në SRI-1 (tani Keldysh Research Center) dhe u zbatua në vitin 1960. Që nga mesi i viteve 1960, këto LRE janë përdorur gjerësisht në PH (për shembull, Proton ", H-1). Së bashku me LRE mbështetës të fuqishëm, janë krijuar LRE polinome me shtytje të mesme dhe të ulët.

Në vitet 1970-'90, një nga LRE-të më të fuqishme me katër dhoma në botë, u krijua RD-170 (presioni në dhomën e djegies 24.5 MPa në terren / në vakum 7200/7900 kN) për fazat e para të "Energjisë - Buran "dhe modifikimet e tij RD-171 për PH" Zenith ", si dhe motorin mbështetës me resurse të larta RD-0120 me ngarkesë prej 1961 kN për fazën e dytë PH" Energjia "për komponentët energjitik intensiv të karburantit (oksigjen - kerozinë); në një raketë strategjike R-36M ("Satan"), është instaluar një motor RD-264 prej 4520 kN me një presion në dhomën e djegies prej 20.6 MPa. Për herë të parë në praktikën botërore, anijen orbital Buran përdori një anije kozmike për të përdorur një oksidues kriogjenik - oksigjen dhe lëndë djegëse të lëngshme - një sintin hidrokarbure sintetik, i cili në mënyrë të konsiderueshme rriti aftësitë energjetike të anijen orbitale dhe e bëri punën e tij më të sigurt dhe më miqësore me mjedisin. Në vitin 2001 u krye me sukses provën e parë të zjarrit të motorit RD-191 të oksigjenit me kerozinë (qark i mbyllur), i krijuar për fazën e parë të familjes ruse PH Angara; Në vitin 2005, u zhvillua një katror LRE RD-0124 (qark i mbyllur) për instalim në fazën e tretë të PH "Soyuz-2-1 B". Më e madhe e organizatave të huaja të përfshira në zhvillimin e LRE, janë në Shtetet e Bashkuara. Kompania kryesore është Rocketdyne, e cila zhvilloi: në vitin 2000, një motor RS-68 me oksigjen dhe hidrogjen (qark i hapur, fut 3230 kN) për instalim në një raketë Delta 4, në 2002 - motor me raketa RS-83 me oksigjen dhe hidrogjen me një barrë 2900 kN në kuadër të Iniciativës për Nisjen Hapësinore të NASA-s (Initiative Launch Initiative).

Shumica e motorëve raketorë të hapësirës ruse, të cilat siguruan fluturime për satelitët e parë artificialë rusë të Tokës, u krijuan nën drejtimin e satelitëve artificiale të Diellit, Hënës, Marsit, stacioneve automatike në Hënë, Venus dhe Mars, anijen kozmike, të gjitha raketat gjeofizike dhe të tjera P. Glushko, A. M. Isaev, S. A. Kosberg, M. V. Melnikov dhe dizajnerë të tjerë. LRE-të janë zhvilluar gjerësisht në SHBA, Britani të Madhe, Francë dhe vende të tjera.

Zhvillimi i mëtejshëm i LRE është i lidhur me kërkimin dhe zhvillimin e karburanteve të reja dhe zhvillimin e parimeve të reja teknike për të siguruar një rritje të mëtejshme të efikasitetit dhe një rënie në madhësinë dhe peshën e LRE. Puna është duke u zhvilluar për të krijuar sisteme shtytëse për automjetet e leshimit të ripërdorur bazuar në motorët me raketa dhe motorët e ajrit.

Lit.: Bazat e teorisë dhe llogaritja e motorëve me raketa të lëngëta / Redaktuar nga VM Kudryavtseva. Ed. M., 1993; Dobrovolsky MV Motorët me raketa të lëngshme: bazat e projektimit. 2 ed. M., 2005.

ZhRD.doc

  (UNIVERSITETI TEKNIK AVIACION)

Karrige 602

DISIPLINA "BAZA E TEKNOLOGJISË SË AVIACIONIT DHE SPACE"
  ABSTRAKTIMI NË TEMË: PARIMI PUNË DHE TIPARET

NDËRTIMET E MOTORIT TË LINJES ROCKET.
I përfunduar: student 10 - 101

Kuzkin A.Y.

Kontrolluar: profesor i asociuar 602

Parafes S.G.

Moska 2005

Keywords.
1. ROCKET  (rakete) - avioni që lëviz nën ndikimin e forcës reaktive që del në hedhjen e masës së karburantit të raketës së djegur (trupi punues). Nuk janë të menaxhuara dhe të kontrolluara, duke ndryshuar parametrat e trajektores në fluturim; të vetme dhe të shumëfishtë (secila fazë siguron përshpejtimin e raketës në një zonë të caktuar dhe pastaj ndahet). Fillimi i peshës është nga disa kg në disa mijëra ton, ato përdoren në ushtri dhe astronautikë, etj.

2. ^ ENGINE LEKËSE ROCKET (LRE)   - një motor me raketa kimike që vepron në lëndë djegëse të lëngshme, që përbëhet kryesisht nga një agjent oksidues (oksigjen, okside azoti, etj.) dhe karburant (hidrogjen, hidrokarburet, dimetilhidrazin, etj.). Karburant gjithashtu mund të jetë një lëng i aftë për dekompozim katalitik, për shembull, hidrazinë.

3. ^ MOTORI I ROCKETIT TË NGURTA NGJYRE (RDTT)   (pluhur të ngurtë), motor me raketa kimike që vepron në lëndë djegëse të ngurta me raketa. Përdoret në raketa, anije kozmike dhe avionë.

4. JET  (nga pompë e forcës angleze) - një pajisje me një ose më shumë vrima për spërkatje të lëngshme. Dalloji jet, centrifugale dhe jet-centrifugale, nozzles një dhe dy përbërës. Përdoret për të siguruar uniformitetin dhe djegien më të plotë të karburantit në furrat e kaldajave, dhomat e djegies së motorëve të nxehtësisë etj.

5. ^ Dhomë ngërçi- një hapësirë ​​e mbyllur e projektuar për djegien e lëndës djegëse (të gazta, të lëngshme, të ngurta).

6. grykë  - një kanal i mbyllur me formë të posaçme për përshpejtimin e një lëngu ose gazi dhe dhënia e një drejtimi të paracaktuar për rrjedhën. Përdoret në turbinat me avull dhe gaz, motorët e raketave dhe ajrit, lazerat e gazit dinamik, etj.

7. Gjenerator STEAM - një shkëmbyes nxehtësie për prodhimin e avullit me një presion mbi atmosferik duke ngrohur ujin me ndihmën e një transportuesi të nxehtësisë.

8. ^ KARBURANT ROCKET   - substancën ose kombinimin e substancave të përdorura në motorët me raketa si një burim energjie dhe lëng pune për të krijuar një forcë shtytëse. Përdorur kryesisht lëndë djegëse të lëngshme dhe të ngurta raketë. Hidrogjeni i lëngët, vajguri ose dimetilhidrazina zakonisht shërben si lëndë djegëse në një lëndë djegëse të raketave të lëngshme, dhe oksigjen i lëngët ose tetrazoksid diazoto shërben si një agjent oksidues. Përbërja e propellantit të ngurtë përbëhet kryesisht nga pluhurat me bazë nitroceluloze (karburant) dhe perklorat e amonit (oksidues).

paraqitje.
  Në këtë ese, preket tema e karakteristikave të projektimit dhe parimi i funksionimit të motorëve me lazer të lëngët.

Në aviacionin modern civil dhe ushtarak, në teknologjinë e hapësirës, ​​motorët e avionit përdoren gjerësisht. Në mënyrë reaktive quhet një motor i tillë i nxehtësisë në të cilin energjia e karburantit konvertohet në energjinë kinetike të rrjedhës së gazit që rrjedh nga motori dhe forca e reagimit rezulton përdoret direkt si një forcë lëvizëse. Fuqia e reagimit të gazrave quhet forca e shtytjes (ose thjesht e forcës) e një motori.

Një motor me avion në të njëjtën kohë kryen dy funksione - një motor (motor ngrohjeje) dhe një njësi shtytëse, përderisa, për shembull, një motor avioni pistoni është vetëm një motor dhe funksioni i helikës është një helikë.
^ Klasifikimi dhe parimi i funksionimit të llojeve kryesore të motorëve me avion.
  Makinat me avion ndahen në dy grupe kryesore - raketa dhe ajri. Dallimi kryesor midis këtyre grupeve është se në motorët me raketa lëngu i punës (gazit) është formuar nga karburant dhe oksidues që transportohet në një avion, dhe në motorët e ajrit jet, lëngu i punës është ajri i atmosferës përreth. Ajri i ambientit të oksigjenit përdoret si agjent oksidues kur djegia e karburantit në një motor.

Motorët e raketave, nga ana tjetër, ndahen në motorë me lëndë djegëse të ngurta (motorët me raketa të ngurta) dhe motorët me raketa të lëngëta (LRE).

Karburant i ngurtë i motorit të raketës përbëhet nga një dhomë djegëse dhe një hundë daljeje (Figura 1). Karburant i ngurtë (shpesh është barut), i shtypur në copa, mbush dhomën e djegies. Ndezja e tij në fillim kryhet nga çdo burim i jashtëm. Produktet e djegies së karburantit, që kanë një presion të lartë (deri në 250 kg / cm 2) dhe temperaturat e larta (deri në 2000 o K) rrjedhin me shpejtësi të lartë përmes hundës së daljes në atmosferë. Kur kjo ndodh, forca reaguese e avionit të gazeve që veprojnë në trup në drejtim të kundërt me drejtimin e lëvizjes së gazeve. Kjo forcë reagimi është forca e shtytjes.

Disavantazhi kryesor i një motori me raketa të ngurta është koha e shkurtër e saj, e përcaktuar nga furnizimi i karburantit në dhomën e djegies. Prandaj motorët me raketa të ngurta janë përdorur si motor kryesor i predhave të artilerisë dhe aeroplanëve dhe përshpejtuesit e nisjes në aeroplan.

Disavantazhi kryesor i motorëve të raketave të ngurta me karburant - kohëzgjatja e shkurtër - eliminohet me kalimin nga karburantet e ngurta në lëngje të transportuara në tanke të avionëve. Në këtë rast, koha e motorit përcaktohet nga karburantet në tanke.

Ideja e zëvendësimit të karburantit të ngurtë në motorët me raketa me lëngje dhe krijimi i një motori me raketa të lëngët i përket K.E. Tsiolkovsky. Në studimin e tij "Studimi i Hapësirave Botërore me Jet Instruments" (1903), Tsiolkovsky propozoi jo vetëm skemën e LRE-së, por edhe shumë zgjidhje konstruktive për zbatimin e tij (pompimi i karburantit, ftohja e mureve të dhomës dhe hundëzat me përbërës të lëngshëm, rudderët e gazit për të kontrolluar raketat në lartësi të larta etj).

Motorri i raketave të lëngëta (Figura 2) punon në të njëjtin parim si një motor me raketa të ngurtë. Dallimi i vetëm është se komponentët e lëndëve djegëse të lëngëta (lëndë djegëse dhe oksiduese) vazhdimisht ushqehen nëpër hundë të veçantë në dhomën e djegies së motorrit raketor të lëngëzuar, ku ato përzihen dhe digjen.

Ndezja fillestare e përzierjes së karburantit është nga pajisja e ndezjes, nëse përbërësit e karburantit nuk formojnë një përzierje vetëlëvizëse. Produktet e djegies së karburantit, që kanë një temperaturë të lartë (3000 o K dhe më lart) dhe presion (deri në 50-80   kg / cm 2   dhe më shumë) zgjerohet në hundën e daljes dhe rrjedh në atmosferë me shpejtësi shumë të larta. Forca e reagimit që rezulton me madhësi të vogla të motorrit arrin sasi shumë të mëdha.

Duhet të theksohet se idetë e K.E. Tsiolkovsky mori zhvillimin e tij të mëtejshëm në veprat e një numri të shkencëtarëve sovjetikë dhe harton LRE të krijuara nga disenjatorët sovjetikë V.P. Glushko, A.M. Isaevym, M.K. Tikhonravov, L.S. Dushkin dhe të tjerët. Përpjekjet e shkencëtarëve, dizajnerëve, inxhinierëve, teknikëve dhe punëtorëve sovjetikë për të krijuar LRE

Ata u kurorëzuan me suksesin e pashembullt të BRSS në fushën e prodhimit të raketave: nisjen e satelitëve artificial me një burrë në bord.
^ Workflow dhe parametrat kryesore të LRE.

Elementi kryesor i LRE është kamera (Figura 3), e cila përbëhet nga kreu 1, dhoma e djegies 2, hundëzimi i prodhimit 3, xhaketa ftohëse 4 dhe pajisja e ndezjes 5.
  Proceset kryesore të LRE janë: furnizimi i karburantit në dhomën e djegies, djegia e karburantit, zgjerimi i gazrave në hundën e daljes dhe largimi i nxehtësisë nga gazrat në atmosferë. Nga këto, në thelb proceset termike që ndodhin në motor janë: djegia e karburantit dhe zgjerimi i produkteve të djegies. Procesi i heqjes së nxehtësisë ndodh jashtë motorrit. Gjithësia e të gjitha proceseve është një cikël. Diagrami aktual i ciklit është paraqitur në Fig.4. Në këtë figurë, procesi i furnizimit me karburant përshkruhet nga rreshti 1-2, procesi i djegies përfaqësohet nga rreshti 2-3 (presioni zvogëlohet për shkak të rezistencës hidraulike dhe termike), procesi i heqjes së nxehtësisë është sipas rreshtit 4-1. Grupi i proceseve që ndodhin në motor, shpesh quhet procesi i punës ". Le të shqyrtojmë në mënyrë më të detajuar procesin e punës së LRE.

D djegia dhe oksidanti futen në dhomën e motorit nga rezervuarët e karburantit nën presion pak më të madh se presioni i gazrave në dhomën e djegies. Përdoren dy sisteme të furnizimit me karburant: tullumbace me gaz dhe pompim. Nëse ka një sistem të gazit-tullumbace në avion, komponentët e karburantit furnizohen duke zhvendosur ato nga rezervuarët me ndihmën e gazit ose ajrit neutral. Pompimi kryhet nga pompa, zakonisht të tipit centrifugal, të cilat drejtohen nga një turbinë me gaz. Gazi për turbinë prodhohet në një gjenerator të veçantë, i cili furnizohet me karburant dhe oksidues. Meqënëse temperatura e gazit para turbinës është e kufizuar nga rezistenca e nxehtësisë së materialit të kunjës së turbinës, karburanti i pasuruar me lëndë djegëse hyn në gjeneratorin e gazit. Shpesh, produktet e dekompozimit prej 80-90% të hidrogjenit peroksid H2O2, të quajtur gaz me avull, përdoren si lëngu i punës për një turbinë.

Karburant dhe oksidues futen në dhomën e djegies përmes shiritave, të cilët vendosen në kokën e dhomës. Numri dhe vendndodhja e hundëve përcaktohet nga kushtet për sigurimin e përzierjes së mirë. Në procesin e fillimit të motorit, përzierja e djegshme e përbërë nga komponentët e karburantit duhet të ndizet duke përdorur një pajisje ndezjeje (qirinj, squibë dhe pajisje të tjera). Ndonjëherë motori fillon me komponente të veçanta vetë-ndezëse të karburantit që ndezen kur përzihet.

Pas fillimit, djegja ndodh vazhdimisht për shkak të transferimit të nxehtësisë konvektive dhe shpërndarjes së grimcave aktive nga produktet e djegies në përzierjen e djegshme, si dhe për shkak të rrezatimit termik.

Temperatura e produkteve të djegies në LPRE arrin vlerat 3000-3500 o K dhe më të lartë me një presion në dhomën e 50-100 kg / cm 2   . Prandaj, muret e brendshme të dhomës së motorit duhet të ftohen vazhdimisht. Metoda më e përdorur gjerësisht e jashtme e ftohjes, që është se një nga përbërësit e karburantit rrjedh përmes xhaketës, ftohjen e mureve të dhomës, dhe nxehtësi futen nëpër hundë në dhomën e djegies së motorit.

Konsideroni ndryshimin në parametrat e gazit përgjatë gjatësisë së dhomës së motorit. Ndërsa produktet e djegies lëvizin në dhomën e djegies, presioni bie për shkak të rezistencave hidraulike dhe termike, si dhe temperaturën dhe shpejtësinë e rritjes së lëvizjes (Fig. 5). Në hundën e daljes, një rritje në shpejtësinë e gazit ndodh për shkak të një rënie në presionin e saj. Temperatura e gazit gjithashtu zvogëlohet, por në dalje nga hunda ka vlera të larta (1300 o K dhe më shumë). Shkalla e daljes së gazrave nga gryka e motorit me raketa arrin 2000-2500 m / s  dhe mund të kenë vlera më të larta. Kur gaz lëviz në grykën e daljes, shfaqet procesi i zgjerimit të tij, si rezultat i së cilës rritet vëllimi specifik dhe graviteti specifik g

ase zvogëlohet.
  Normat e larta të daljes së gazit nga LRE, të cilat merren për shkak të temperaturave të larta dhe ndryshimeve të mëdha të presionit të shkaktuara në hundë, sigurojnë një shtytje të madhe specifike.

Shtytja specifike e motorëve moderne të raketave me karburant të lëngshëm arrin vlera të larta. Megjithatë, duhet të theksohet se konsumi specifik i karburantit i LRE është gjithashtu shumë i lartë dhe në mënyrë të konsiderueshme tejkalon normën e rrjedhës së WFD. Ndryshe nga motorët me ajër të avullit, parametrat specifikë të LRE varen kryesisht nga lloji i karburantit të përdorur.
^ Karburant për motorët me raketa të lëngëta.
  Ekzistojnë një sërë kërkesash për një motor rakete me raketa, kryesore e të cilave janë si më poshtë.

1. Karburanti duhet të ketë një vlerë të lartë kalorifike. Sa më i madh vlera kalorifike e karburantit, aq më e madhe mund të arrihet shtytja specifike dhe konsumi i ulët i karburantit të LRE.

2. Karburanti duhet të ketë një proporcion të madh. Me një gravitet të madh specifik të karburantit, mund të përdorni tanke me volum të vogël dhe në këtë mënyrë të rrisni vëllimin dhe peshën e ngarkesës. Me dimensionet e dhëna dhe projektimin e tanke, një rritje në peshën specifike të karburantit bën të mundur rritjen e gamës dhe kohëzgjatjen e fluturimit të avionit.

3. Komponentët e karburantit (ose të paktën një nga përbërësit) duhet të kenë një kapacitet të lartë të nxehtësisë dhe pikën e vlimit në mënyrë që ato të mund të përdoren si ftohës në sistemin e ftohjes së LRE.

4. Karburanti duhet të ketë një vonesë të shkurtër të ndezjes, meqë vonesa e ndezjes gjatë periudhës së fillimit do të çojë në grumbullimin e karburantit në dhomë dhe shpërthimin e tij.

5. Karburantet duhet të kenë stabilitet të mirë të vetive fiziko-kimike të komponentëve gjatë ruajtjes afatgjatë, gërryerje të ulët, duhet të kenë një pikë të ulët derdhje, të jenë të sigurt kur trajtohen dhe të jenë të lira gjatë prodhimit.

Për të krijuar një karburant që do t'i plotësonte plotësisht të gjitha kërkesat, detyra është shumë e vështirë dhe ndonjëherë e pamundur. Siç do të vijë nga këto, asnjë nga karburantet moderne nuk plotëson plotësisht të gjitha kërkesat e listuara.

Ndryshe nga motorët e ajrit, motorri i përdorur në LRE është shumë i ndryshëm. Ato mund të ndahen në tri grupe:

A) karburantet unitare;

B) karburant i gjendjes së përzier të grumbullimit;

B) karburantet me dy përbërës ose shumë përbërës.

Uniteti quhet lëndë djegëse e përbërë nga një përbërës i lëngshëm. Përbërja e këtij komponenti përmban elemente të djegshme, si dhe oksigjen ose elementë të tjerë oksidues. Përkundër përparësive të dukshme të karburantit unitar, ai nuk ka gjetur aplikim të gjerë kryesisht për shkak të vlerës kalorifike relativisht të ulët dhe rrezikut shpërthyes. Si një shembull i karburanteve unitare, duhet të përmendet metilnitrati (CH3NONO2) i përzier me alkool metil, nitrometan (CH3NO2), peroksid i koncentruar i hidrogjenit (H2O2) dhe të tjerë. Peroksid hidrogjeni, siç u përmend më lart, përdoret gjerësisht. përdorimi i avullit dhe gjeneratorëve të gazit që prodhojnë avull dhe gaz për të çuar turbinat ndihmëse si lëndë djegëse dhe përdoret gjithashtu si lëndë djegëse kryesore për fillimin e përshpejtuesve.

Karburant i përzier shtetëror përfshin lëndët djegëse të përbërë nga përbërës të ngurtë dhe të lëngët Komponenti i ngurtë vendoset në dhomën e djegies së motorit në formën e damëave, përbërësi i lëngët ushqehet nga tanket duke përdorur një sistem të ushqyerjes me pompë ose tullumbace. Një disavantazh i rëndësishëm i kësaj lënde djegëse është stoku i vogël i përgjithshëm, i cili përcaktohet nga stoku i përbërësit të ngurtë në dhomën e djegies.

Më të përdorurat gjerësisht në LRE janë lëndë djegëse me dy përbërës, të përbërë nga lëndë djegëse të lëngshme dhe oksidues. Zakonisht lëndët djegëse klasifikohen sipas llojit të oksidantit të përdorur. Në LRE moderne, karburantet më të përdorura janë:

1. 
   bazuar në acidin nitrik dhe oksidet e azotit;
2. 
     bazuar në oksigjen;
3. 
     bazuar në peroksid hidrogjeni.

Sistemet e energjisë LRE
  Në varësi të qëllimit, motorët me raketa të lëngëta kanë vlera të ndryshme të shtytjes dhe kohëzgjatjes së punës. Këta faktorë përcaktojnë përdorimin e sistemeve të ndryshme të karburantit.

Çdo sistem furnizimi ka tri pjesë kryesore: tanke, një njësi për krijimin e presionit të furnizimit me karburant dhe një sistem hidropneumatik. Emri i sistemit të furnizimit përcaktohet nga lloji i njësisë që krijon presionin e furnizimit.

Janë të ndara sistemet kryesore të furnizimit:

1. 
     balonë me gaz;
2. 
     pompë stacioni

1. Sistemi i tullumbaceve të gazit.

Një nga mënyrat më të thjeshta për të furnizuar elementët e karburantit është zhvendosja e tyre nga rezervuarët e karburantit me gaz neutral (azot) ose me presion të lartë (Fig. 6). Gaz me presion të lartë (250-300 atm.), e mbyllur në cilindrin 1, hyn në rregullatorin e presionit të gazit 2, ku presioni i saj zvogëlohet në vlerën e kërkuar. Nga reducer, gaz hyn në tanket e karburantit 3. Nën veprimin e presionit të gazit, komponentët e karburantit janë zhvendosur nga tanket dhe përmes tubave hyjnë në dhomën e djegies së motorit 5, duke thyer membranat 4 të instaluara në tubacion gjatë fillimit.

Presioni i furnizimit duhet të jetë më i madh se presioni i gazit në dhomën e djegies nga sasia e humbjeve hidraulike në vijën e furnizimit me lëndë djegëse (rezervuari i dhomës së djegies).

Disavantazhi kryesor i sistemit të tullumbaceve është se në të tanket janë nën presion nga furnizimi i komponentëve, si rezultat i të cilave pesha e tankeve, e cila duhet të jetë shumë e fortë, është shumë e madhe. Përveç kësaj, cilindri i gazit të ngjeshur ka gjithashtu një peshë dhe një vëllim të gazit që zhvendos komponentët.

Nëse tanket për komponentët janë të mëdha, atëherë pesha e rezervuarëve, cilindrave dhe rezervave të gazit arrin vlera të tilla të mëdha sa që bëhet e pamundur për ta përdorur këtë sistem. Prandaj, furnizimi me gaz është përdorur në LRE me një ngarkesë të vogël dhe një kohëzgjatje të shkurtër të punës, të cilat përdoren kryesisht si përshpejtues të fillimit.

2. Sistemi i furnizimit me pompë.

Një diagram skematik i sistemit të shpërndarjes së pompës është paraqitur në Fig.7. Komponentët e karburantit nga tanke 1 furnizohen në pompat 2 dhe pastaj ushqehen me pompa në dhomën e djegies 4. Turbina 3 përdoret për të drejtuar pompat. Në mënyrë tipike, turbina dhe pompat për të dy komponentët e karburantit janë të montuara në të njëjtën bosht dhe të gjithë njësinë quhet turbopump (TNA ), dhe sistemi i shpërndarjes me TNA është quajtur një turbopump.

Për të aktivizuar një tha, është e nevojshme të keni një lëng pune - avull ose gaz me një presion të caktuar. Një avull dhe gaz gjenerator 5 është instaluar për prodhimin e avullit ose gazit të tillë. Shumë shpesh, lëngu i punës merret nga peroksid hidrogjeni.

Në gjeneratorin e gazit të avullit, nën veprimin e një katalizatori (permanganat metalike alkali: kalium, natrium, kalcium), peroksidi i hidrogjenit dekompozohet, gazi që rezulton me avull (O 2 H 2 O) avullohet në një temperaturë prej 400-500 o C dhe një presion prej 10-30 kg / cm 2 hyn në turbinë 3 dhe e drejton atë. Peroksid hidrogjeni mund të furnizohet me avull dhe gjenerator të gazit, ose me gaz të neutralizuar ose me një pompë të drejtuar nga një turbinë THA. Në rastin e fundit, një pajisje e veçantë (fillimi i ngarkimit) përdoret për të filluar tubin turbopump, i cili siguron furnizimin fillestar të peroksidit të hidrogjenit me gjeneratorin e gazit.

Për makinën THA, mund të përdoren edhe lloje të tjera të gjeneratorëve të gazit, në të cilat gazi sigurohet nga:

A) produktet e djegies të marra direkt nga dhoma e djegies së motorit;

B) produktet e djegies të formuara si rezultat i djegjimit të ngadaltë të ngarkesës pluhur;

C) produktet e djegies të formuara gjatë djegijes në gjeneratorin e gazit të karburantit në të cilin funksionon motori kryesor. Në këtë rast, komponentët e karburantit furnizohen në mënyrë të tillë që karburanti është i pasuruar me karburant, në mënyrë që temperatura e gazit në daljen e gjeneratorit të gazit të mos e tejkalojë temperaturën e lejuar të gazit para turbinë.

Në njësitë e turbopomput përdoren zakonisht turbinat e pjesshme aktive me një fazë ose turbinat me shumë faza me faza me shpejtësi.

Është e këshillueshme që të përdorni ushqimin e pompës në shufrat e mëdha të lëngëzimit me shufra të mëdha dhe kohë të gjatë të rrjedhjes.
^ Format e dhomat e djegies.
  Format e mëposhtme kryesore të dhomave të djegies përdoren në motorët me raketa të lëngëta (Figura 8):

1a) sferike;

2) cilindrike;

3) konik.

^ 1. Dhomat me djegie sferike.

Dhomat e djegies sferike kanë përparësitë e mëposhtme:

A) kanë sipërfaqen më të vogël të dhomës së djegies në një vëllim të caktuar, që redukton peshën e dhomës dhe lehtëson organizimin e ftohjes;

B) kanë trashësinë më të vogël të murit.

Si disavantazhet e dhomës së djegies sferike duhet të theksohet:

A) kompleksiteti i prodhimit;

B) kompleksitetin e vendosjes së hundëve në sipërfaqen e topit.

Pavarësisht nga mangësitë, dhomat sferike janë të këshillueshme që të përdorin për LRE forcë të madhe.
^ 2. Dhomat me djegie cilindrike.

Dhomat cilindrike të djegies kanë formën e një cilindri me diametër konstant përgjatë tërë gjatësisë.

Përparësitë duhet të theksohen:

A) lehtësinë e prodhimit;

B) lehtësia e vendosjes së injektorëve në kokën e dhomës së djegies;

C) lehtësinë e vendosjes së dhomave të djegies në motorët me shumë dhoma.

Disavantazhet e këtyre kamerave përfshijnë:

A) pronat më të forta të forcës krahasuar me sferike;

B) një sipërfaqe të madhe ftohëse, duke penguar organizimin e ftohjes së këtyre dhomave.

Për arsye teknologjike, dhomat cilindrike të djegies janë prodhuar me hundë dhe koka të ndashëm. Dhomat cilindrike të djegies përdoren gjerësisht në motorë raketorë të vegjël dhe të mëdhenj.

^ 3. Dhomat me djegie konike.

Në dhomat konike të djegies, në thelb të gjithë dhomën është hyrja e hundës. Avantazhi i këtyre dhomave është lehtësia e prodhimit dhe mungesa e mundësisë për akumulimin e komponentëve të karburantit në dhomë, gjë që parandalon një shpërthim në dhomë.

Një pengesë e rëndësishme e dhomave konike të djegies është një ulje e reduktuar specifike në krahasim me dhomat e tjera. Prandaj, këto kamera në motorët e ngarkesave të mëdha nuk zbatohen. Dhomat konike përdoren nganjëherë vetëm në motorët për të filluar përshpejtuesit.
^ Spërkatjen e karburantit dhe përzierjen.

Operacioni i motorëve të raketave të karburantit ndikohet shumë nga atomizimi i komponentëve të karburantit, pasi vëllimi i dhomës së djegies, ekonomia e tij dhe qëndrueshmëria e operimit varen nga cilësia e llakut.

Për efikasitetin e djegies së karburantit të lëngët, avullimi i tij i plotë duhet të sigurohet në një vend të caktuar në dhomën e djegies.

Spërkatësit LRE duhet të plotësojnë kërkesat themelore të mëposhtme.

A) Komponentët e karburantit duhet të ndahen në pika mjaft të vogla dhe uniforme.

B) Zona e përzierjes së komponentëve të karburantit përgjatë gjatësisë së dhomës së djegies duhet të jetë ndoshta më e shkurtër, përndryshe do të kërkohet një vëllim relativisht i madh i dhomës së djegies, që do të çojë në një rritje në përmasat e saj dhe në peshën e motorit.

C) Flaka totale e komponentëve të karburantit në krahasim me boshtin e dhomës së djegies duhet të jetë simetrik, përndryshe flaka e lëndës djegëse do të prekë murin e dhomës së djegies dhe do të digjet në të, gjë që mund të çojë në mbinxehje dhe djegie të murit të dhomës së djegies.

D) Pajisja e spërkatjes motorike duhet të jetë strukturore e thjeshtë dhe e lirë për t'u prodhuar.

Injektuesit e karburantit LRE të dizajnuara për të llakuar karburantin në dhomën e djegies mund të ndahen sipas karakteristikave të mëposhtme:

A) Sipas numrit të komponentëve të llakëzuar të karburantit nga një hundë:

Hundëzat me një përbërës të dizajnuar për spërkatjen e një përbërësi të vetëm të karburantit;

Nozzles me dy komponentë të dizajnuara për spërkatje të njëkohshme të dy komponentëve të karburantit.

B) Sipas parimit të hundës janë ndarë në:

Lëngje të ushqyerit të ujit në dhomën e djegies pa swirling;

Centrifugale, në të cilën lëngu është i shtrembëruar dhe për shkak të efektit centrifugal rrjedh në dhomën e djegies në formën e një filmi të hollë dhe të lehtë kolaps.
^ 1. Nozzles Jet.
  C

nozzles llak janë të ndarë strukturore në të vetme-jet (Figura 9, a), dy-jet (Figura 9, b) dhe multi-jet (Figura 9, a, b).

Shpesh nozzles jet përfaqësojnë shpimin me një diametër prej 1-2,5 mm  në kokën e kamerës. Nozzles Jet janë më të lehta për t'u bërë. Në të njëjtën kohë, ato kanë pengesa që pengojnë organizimin e formimit të përzierjes. Këndi i konit të llakut në hundët e këtij lloji është i vogël. Zonat ku avioni i lëndës djegëse shkrihet në pika të ndara për shkak të fërkimit të saj me gazrat në dhomë gjenden larg nga koka. Si rezultat, gjatësia e zonës së llakut është e madhe, gjë që rrit volumin e kërkuar të dhomës së djegies.

Për të përmirësuar llakin bëhuni hundëza me rryma të ndërthurura (Fig.9, b). Në këtë rast, avionët e komponentëve, duke u përplasur me njëri-tjetrin, janë grimcuar më shpejt, si rezultat i së cilës sigurohet një llak më i mirë me një pishtar të shkurtër karburanti. Koni i një pishtari të një raspil të tillë hundë është më shumë.

Kështu, për të shkurtuar zonën e llakut, për të marrë një llak të shkëlqyeshëm dhe një shpërndarje uniforme të komponentëve të karburantit mbi seksion kryq të dhomës së djegies, hundëzat zakonisht vendosen në mënyrë që avionët e lëngjeve të spërkatjes të ndërpresin njëri-tjetrin. Në këtë rast, vëllimi i dhomës së djegies do të përdoret në maksimum - zona e llakut do t'i afrohet kokës së dhomës.
^ 2. Nozzles centrifugale.

Nozzles centrifugale janë të ndara në vijim sipas metodës së marrjes së një kthesë në ato të rrjedhës së lëngut:

A) Tangjencial, në të cilin lëngu hyn në zgavrën e hundës përmes një vrime boshti i së cilës është pingul me aksin e hundës, por nuk ndërpret me të. Si rezultat, lëngu i mbuluar merr një kthesë rreth boshtit të hundës, i cili kontribuon në shpërbërjen e tij në pikat (Fig.9, c).
  b

) Vidë (hundëzat me swirler), në të cilën lëvizja e lëngut krijohet duke përdorur një vorbull të veçantë, i cili ka kanale vidhosje në sipërfaqen e saj të jashtme (Fig.9, d).

Nozzles centrifugale japin një kon shumë llak shumë të gjerë (deri në 120 o) dhe një pishtar të shkurtër të karburantit. Kjo lejon që të reduktohet gjatësia e zonës së atomizimit të komponentëve të karburantit, dhe për këtë arsye të zvogëlohet volumi i kërkuar i dhomës së djegies. Kështu, nozzles centrifugale japin një llak më të mirë sesa hollë, por duke i bërë ato dhe vendosja e tyre në kokën e kamerës është më e vështirë.

H

një parakusht për djegie më të mirë është të sigurohet përzierja e komponentëve të karburantit në LRE; Si rregull, përzierja e komponentëve është kryesisht e organizuar në fazën e lëngshme. Në këtë rast, proceset e përzierjes në fazën e gazit ndodhin njëkohësisht me procesin e avullimit. Plotësia e djegies gjithmonë rritet me përmirësimin e cilësisë së përzierjes paraprake në fazën e lëngut, varësisht nga lloji i komponentëve të përdorur të karburantit.

Përzierja e komponentëve të lëngshëm mund të organizohet nga ndërveprimi i avionëve në dhomë gjatë spërkatjes ose duke para-përzierjen e lëngjeve dhe spërkatjen e tyre të mëvonshme përmes një hoseje (Fig.9, e).

Rezultatet më të mira në kuptimin e tërësisë së djegies duhet të jepen me përzierjen paraprake, pasi që është më e lehtë të sigurohet një raport i vazhdueshëm ndërmjet komponentëve mbi seksion kryq të dhomës së djegies.

Megjithatë, nga këndvështrimi i sigurisë, është më e përshtatshme përzierja e komponentëve të karburantit pasi dalin nga injektorët, e cila përdoret më shpesh (Fig.10, a, b).

Me rëndësi të madhe për formimin e përzierjes është rregullimi i ndërsjellë i nozzles së karburantit dhe oxidizer në kokën e dhomës. Duhet të theksohet se është e nevojshme të vendosni sa më shumë hundë të jetë e mundur me vendosjen e tyre uniforme në kokën e dhomës së djegies.

Për lëndët djegëse dy komponentë përdoren metodat e mëposhtme të rregullimit të ndërsjellë të injektorëve: shah, huall dhe koncentrik. Në secilën nga këto metoda, hundëzat e karburantit duhet të vendosen në periferi të kokës së djegies. Kjo është bërë për të shmangur djegien e mureve të dhomës së djegies kur ekspozohen ndaj rrjedhave të oksiduesit.
^ Vendndodhja e shigjetave.
 

Në këtë rast, nozzles karburantit dhe oxidizer janë stivosur, alternuar me njëri-tjetrin (Fig.11, a). Disavantazhi i vendosjes së tillë të hundëve është se numri i shufrave të karburantit është përafërsisht i barabartë me numrin e hundëzave të oksiduesit, dhe pasi që konsumi i oksiduesit është zakonisht 2-4 herë më i madh se konsumi i karburantit, atëherë me këtë marrëveshje, hundëzat e oksiduesit kanë një konsum shumë më të lartë oksidues karburantit. Kjo rrethanë ndikon negativisht në formimin e përzierjes, pasi avioni i fuqishëm i oksiduesit nuk përzihet mirë me rrjedhën relativisht të dobët të karburantit.

^ Nozzles për rregullimin e qelizës.
  Me këtë metodë, rritet numri i shufrave të oksiduesit krahasuar me numrin e shufrave të karburantit (Fig.11, b). Me një marrëveshje honeycomb, çdo grykë karburantit është e rrethuar nga gjashtë nozzles oksidues. Në të njëjtën kohë, shpenzimet e hundëzave të oksiduesit janë afër kostove të hundëzave të karburantit, kjo siguron një atomizim të mirë të karburantit.
^ Vendosja koncentrike e injektorëve.
  Në këtë rast, rripat e karburantit dhe nozzles oxidizing ndryshojnë (Fig. 11, c). Përshtatshmëria e kësaj metode është se kur përdoret ai thjeshton furnizimin e komponentëve të karburantit tek injektorët.
^ Djegie e karburantit në LRE.
  Procesi i djegies së karburantit në motorin e raketave është dukshëm i ndryshëm nga një proces i ngjashëm në WFD. Konsideroni mënyrën e qëndrueshme të funksionimit të kamerës LRE.

Karakteristikat kryesore të procesit të djegies janë:

A) Intensiteti i lartë termik i vëllimit të dhomës së djegies.

B) Në dhomën LRE djegies ndodh në presione të larta, duke arritur 50-100 kg / cm 2 dhe më shumë. Për shkak të temperaturave të larta dhe presioneve në dhomën e motorit, vendosen kërkesa të veçanta ndaj rezistencës së nxehtësisë së metalit nga i cili është bërë dhe në ftohjen e tij, pasi në këto kushte ka flukse shumë të larta të nxehtësisë në murin e dhomës.

B) Koha e qëndrimit të shkurtër të karburantit në dhomë. Nën kohën e qëndrimit të karburantit në dhomën e motorit kuptohet si sasia mesatare e kohës gjatë së cilës karburant dhe produktet e djegies të formuara prej saj janë në dhomë. Për djegien më të plotë në një kohë të shkurtër, është e nevojshme të sigurohet një përzierje shumë e mirë e komponentëve të karburantit.

P

sa i përket procesit të djegies, dhoma e LRE duhet të ndahet në tri zona përgjatë gjatësisë së saj (Fig. 12).
  Zona e pare ( 2- k) - zonën e atomizimit të komponentëve të karburantit. Ajo është e vendosur në zonën e menjëhershme tek injektorët. Gjatësia e kësaj zone përcaktohet nga dizajni i kokës së dhomës së djegies dhe lloji i nozzles. Për hundëzat e thjeshta, kjo zonë është më e gjatë se sa për hundëzat centrifugale.

Zona e dytë ( k- l) - Zona e ngrohjes, avullimit dhe përzierjes së karburantit. Ajo është e nxehtë, avulluar dhe komponente të përziera të karburantit. Në këtë zonë, djegia fillon pjesërisht. Ngrohja e nevojshme për ngrohjen dhe avullimin në zonën e parë dhe të dytë kryhet në pikat e karburantit për shkak të rrezatimit të fortë nga produktet e djegies dhe për shkak të rrymave të kundërt të gazrave që ndodhin në kokë.

Zona e trete ( l-3 ) - zona e djegies. Në këtë zonë zhvillohet vetë procesi i djegies. Në fund të zonës së tretë në përzierjen e produkteve të gazit, djegja është vendosur termodinamikisht

Bilanci. Plot ( ^ 3-4 ) i referohet shiritit të motorit.

Në zonat fillestare (deri në seksion kryq m- ma) temperatura e gazit është ende relativisht e ulët, dhe rrjedhimisht shkalla e reagimit kimik është e ulët. Prandaj, të gjitha lëndët djegëse të avulluara dhe të përziera djeg këtu jo menjëherë, por gradualisht në përputhje me shpejtësinë e një reaksioni kimik. Kjo pjesë e zonës quhet rajoni kinetik i djegies.

Një rritje e temperaturës çon në një rritje të mprehtë në shkallën e reaksioneve kimike. Duke filluar nga një vlerë e caktuar e temperaturës, të gjitha lëndët djegëse që janë të përziera digjen pothuajse menjëherë. Këtu, shkalla e djegies varet nga shkalla e përzierjes së komponentëve.
^ Motorët me raketa të lëngëta ftohëse.
  Një nga detyrat kryesore në krijimin e LRE është që të sigurojë ftohje të besueshme të dhomës së djegies dhe hundës së saj.

Sigurimi i ftohjes së besueshme përcakton jetën e motorrit raketor, domethënë burimin e saj.

Krahasuar me ftohjen e motorëve të tjerë të nxehtësisë, organizimi i dhomës së djegies dhe hundës së avullit të lëngëzuar është komplikuar dukshëm. Procesi i djegies në LRE ndodh në temperatura të larta dhe presion të lartë. Të dy këta faktorë kontribuojnë në një rritje të rrjedhjes së nxehtësisë në muret e dhomës.

Për shembull, temperatura e gazrave në dhomën e djegies arrin vlerat e ~ 3500 o C dhe më lart. Materialet e zakonshme të ndërtimit shkrihen në temperatura shumë më të ulëta:

Çelik - 1400-1500 o C

Bakër - 1083 о С

Alumini - 675 о С

Magnezi - 651 o C.

Ngrohja e materialeve çon në një rënie të vetive mekanike, si dhe në venitje të materialit të murit.

Meqenëse LRE-të përdoren për predha ose avionë të ndryshëm, është e paarsyeshme të përdoret një lëng i posaçëm për të ftohur motorin. Zakonisht LRE ka ftohur komponentët e karburantit, duke i kaluar ato në dhomën e djegies nëpërmjet xhaketës ftohëse (ftohje e jashtme). Kjo shkakton kërkesa të veçanta për komponentët e karburantit dhe për sistemin e ftohjes, meqenëse konsumi i komponentëve ftohës që kalojnë nëpër xhaketë është i kufizuar.

Ekzistojnë tre lloje kryesore të ftohjes LRE: e jashtme, e brendshme dhe kapacitative.

1. 
   ^ Ftohje e jashtme.

Për një intensitet të lartë të heqjes së nxehtësisë, lëvizja e komponentit të ftohjes është e kundërt me lëvizjen e gazrave në dhomën e motorit (kundërkurrenti).

Komponentët e karburantit që përdoren si ftohës duhet të kenë këto veti: ata nuk duhet të vlojnë dhe të shpërbëhen nën veprimin e temperaturës së lartë dhe nuk duhet të reagojnë me materialet e mureve të xhakës.

Zgjidhja e problemit të ftohjes LRE është të sigurojë që në kushtet e dhëna të funksionimit të motorrit (presioni në dhomën e djegies, shkalla e rrjedhjes së ftohësit dhe temperatura e produkteve të djegies) plotësojnë kushtet e mëposhtme:

A) temperatura e murit në anën e gazit duhet të jetë e një madhësie të tillë që siguron forcën e nevojshme të mureve;

B) Temperatura e lëngut (pjesa e karburantit që del nga xhaketa e ftohjes nuk duhet të kalojë pikën e vlimit.
^ 2. Ftohja e brendshme.

Në rastin e ftohjes së brendshme, dhoma e motorit është e penguar të digjet, duke krijuar një shtresë të gazit dhe të lëngshme në një temperaturë të ulët afër murit në krahasim me temperaturën e rrjedhës së rrjedhës. Ky shtresë zakonisht quhet shtresa e murit.

Nëse gjatë ftohjes së jashtme detyra është nxjerrja e nxehtësisë që vjen nga gazrat në mur sa më efikas të jetë e mundur, atëherë gjatë ftohjes së brendshme detyra është të përdorë karburantin duke krijuar një shtresë afër mur. Në disa raste, uji ose një lëng i veçantë mund të furnizohen për ftohje të brendshme. Karburanti është furnizuar përmes shiritave të vendosur koncentrikisht në periferi të kokës së dhomës së motorit dhe përmes rripave të posaçme të transmisionit që mund të vendosen përgjatë gjithë gjatësisë së dhomës (Fig. 13). Hyrja në dhomën e karburantit të motorrit nën ndikimin e rrjedhjes së produkteve të djegies përhapet përgjatë murit të dhomës në një shtresë të trashë. Nën ndikimin e flukseve të nxehtësisë, ajo përhapet dhe një shtresë mbrojtëse e avujve të gazit është krijuar nën shtresën e lëngshme (Fig.14). Kështu, del dy shtresa mbrojtëse të përbërë nga avujt dhe lëngët,

Duke pasur parasysh avullimin e një lëngu, trashësia e shtresës së avullit mbi lëngun rritet në drejtimin e rrjedhjes së produkteve të djegies dhe përfundimisht i gjithë lëngët zhduket. Pas kësaj zone ka një erozion gradual të perdes së avullit. Megjithatë, intensiteti i erozionit të shtresës së avullit është relativisht i vogël dhe për këtë arsye efekti mbrojtës i shtresës së avullit mbahet me një sasi të caktuar (rreth 10 cm).

P

meqenëse shtresa e avujve është më e trashë se shtresa e lëngshme dhe përçueshmëria termike e avullit është shumë herë më e vogël se përçueshmëria termike e lëngut, rezistenca termike e shtresës së avullit është disa herë më e lartë se rezistenca termike e shtresës së lëngshme. Prandaj, shtresa kryesore mbrojtëse është shtresa e avullit.

Një variant i ftohjes së brendshme është i ashtuquajturi "ftohje poroze". Në këtë rast, muri i dhomës së motorit është bërë prej metali poroz. Frigorifer hyn nëpër vrima shumë të vogla, të shpërndara në mënyrë të barabartë në të gjithë sipërfaqen e dhomës (Fig. 15). Si një frigorifer, me një mur poroz, mund të përdoren si lëngu ashtu edhe gazi.

Një disavantazh i madh i materialeve poroze në dispozicion është forca e tyre e ulët dhe mundësia e bllokimit të pore gjatë funksionimit të motorit.

Në rastin e ftohjes së brendshme, ftohësi që hyn në mënyrë plotësuese në dhomat nuk merr pjesë plotësisht në procesin e djegies dhe konsumi total i karburantit specifik i LRE në këtë rast është më i madh se konsumi i karburantit specifik i motorëve me ftohje të jashtme. Prandaj, për momentin, mbrojtja kundër zjarrit të mureve të dhomës LRE kryhet duke përdorur një ftohje kombinimi.

1. 
   ^ Ftohja e kombinuar.

Gjatë ftohjes së kombinuar, largimi kryesor i nxehtësisë kryhet nga ftohja e jashtme dhe në vende më të rrezikshme, me ndihmën e ftohjes së brendshme (Figura 16) janë rregulluar perde shtesë mbrojtëse. Më e rrezikshmja është seksioni kritik i hundës.

^ 4. Mbrojtja e mureve të dhomës së raketave të lëngëzuar nga djegia përmes veshjeve mbrojtëse ose nga akumulimi i nxehtësisë.
  Për të mbrojtur muret e dhomës së motorrit nga burnout përdoren edhe qeramika që rezistojnë ndaj nxehtësisë, e cila është e vendosur nga brenda murit të dhomës. Më e përdorur gjerësisht është Niofax, e cila është një përbërje e carborundum me nitrate gëlqere. Ky shtresë ju lejon të keni një temperaturë të gazit në dhomën e djegies deri në 3000 o K, me funksionimin e vazhdueshëm të motorit prej 40-50 s.

Në LRE të veprimit afatshkurtër (një herë) (10-15 s) dhomat e motorit për mbrojtje nga burnout bëhen nganjëherë me mure shumë të trasha të materialeve shumë të nxehta. Fluksi i nxehtësisë që hyn në muret e dhomës, për shkak të përçueshmërisë së mirë termike, absorbohet shpejt dhe përhapet mbi tërë masën e metaleve dhe kështu grumbullohet në muret e dhomës.
Përfundim.

Motorët e lëngjeve të avullit janë të përhapura në aviacionin dhe teknologjinë hapësinore. Për shkak të pranisë së një oksiduesi, raketat me motorë me raketa mund të përdoren në hapësirën ajrore. Për shkak të kësaj cilësie, raketat e raketave përdoren gjerësisht për fluturimet hapësinore. Megjithatë, LRE-të kanë një numër të meta, njëra prej të cilave është kompleksiteti dhe kostoja e lartë e prodhimit, në disa raste është më e përshtatshme të përdoren lloje të tjera motorësh mbi raketa.

^ Lista e literaturës së përdorur.

1. 
     Motorët e avionëve. Burtsev, ON, Govorov, AN, Malkov, AN, Nikitin, D.G., Orlov, P.V. Redaktuar nga D.G. Nikitin. 1964
2. 
     Baza teorike e dizenjimit të motorëve me raketa të lëngëta. Shevelyuk M.I. 1960
3. 
     Teoria e motorit jet. Fluksi i punës dhe specifikimet. Stechkin B.S. dhe të tjerët