Çfarë është karburantet e bëra nga? Parimi i funksionimit dhe karakteristikat e projektimit të motorëve me raketa të lëngëta - skedari LRE.doc

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). Duke filluar peshën nga disa kg në disa mijë ton, ato përdoren në punët ushtarake dhe astronautike etj.

2. ^ ENGINE LEKËSE ROCKET (LRE)   - një motor rakete kimike që vepron në lëndë djegëse të lëngshme, e përbërë kryesisht nga një agjent oksidues (oksigjen, okside azoti, etj.) dhe një lëndë djegëse (hidrogjeni, hidrokarburet, dimetilhidrazina, 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 destinuar për djegien e lëndës djegëse (të gaztë, të lëngët, 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. Përdoret kryesisht lëndë djegëse rakete lëngshme dhe solide. 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 oksidant. Përbërja e karburantit të raketave të ngurta përbëhet kryesisht nga pluhurat me bazë nitroceluloze (karburant) dhe perchlorate amoniak (oksidues).

paraqitje.
  Ky ese prek mbi temën e karakteristikave të projektimit dhe parimin e funksionimit të motorëve të lëngjeve të avionit.

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 xhama 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 nisje kryhet nga çdo burim i huaj. 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 Hapësirës Botërore me Jet Instruments" (1903), Tsiolkovsky propozoi jo vetëm skemën e LRE, por edhe shumë zgjidhje konstruktive për implementimin e tij (pompimi i karburantit, ftohja e dhomës dhe muret e hundës me përbërës të lëngshëm, kullat 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 dizajnerët sovjetikë V.P. Glushko, A.M. Isaevym, M.K. Tikhonravov, L.S. Dushkin dhe të tjerët. Përpjekjet e shkencëtarëve, projektuesve, 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 me lëndë djegëse 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 (ulet presioni për shkak të rezistencës hidraulike dhe termike), procesi i heqjes së nxehtësisë është sipas rreshtit 4-1. Kombinimi 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 pompë. Nëse në aeroplan ka një sistem të tullumbaceve të gazit, komponentët e karburantit furnizohen duke zhvendosur ato nga rezervuarët duke përdorur gaz apo ajër 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 peroksidit të hidrogjenit H 2 O 2, të quajtur gaz 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 është nisur nga komponente të veçanta vetë-ndezëse të karburantit, të cilat 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 e 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 e jashtme më e përdorur gjerësisht e ftohjes, që është se një nga komponentët e karburantit rrjedh përmes xhaketës, ftohjen e mureve të dhomës dhe nxehet përmes shiritave 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 rezistencës hidraulike dhe termike, dhe rritja e temperaturës dhe shpejtësisë 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 hundë dalje, ndodh procesi i zgjerimit të tij, si rezultat i të cilave 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 presioni të shkaktuara në hundë, sigurojnë një shtytje më 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 motorin e raketave të karburantit, 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 LRE.

4. Karburantet duhet të kenë një vonesë të shkurtër të ndezjes, meqë vonesa e ndezjes gjatë periudhës së fillimit do të çojë në akumulimin 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 avionit, karburantet e përdorura në LRE janë mjaft të ndryshme. 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 gjeneratorëve të avullit dhe gazit që prodhojnë avull dhe gaz për ngasjen e turbinave ndihmëse si lëndë djegëse dhe përdoret gjithashtu si lëndë djegëse kryesore për përshpejtuesit e nisjes.

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

1. 
     bazuar në acidin nitrik dhe oksidet e azotit;
2. 
     në bazë të oksigjenit;
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 të 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 gjithashtu ka peshën dhe vëllimin e gazit që zhvendos komponentët.

Nëse kontejnerët për komponentët janë të mëdha, atëherë pesha e rezervuarëve, cilindrave dhe rezervave të gazit arrin vlera të tilla të mëdha, saqë 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 furnizimit me pompë është paraqitur në Fig.7. Komponentët e karburantit nga tanket 1 futen në pompat 2 dhe pastaj furnizohen me pompa në dhomën e djegies 4. Turbina 3 përdoret për të drejtuar pompat. Në mënyrë tipike, turbina dhe pompat për të dy përbërësit e karburantit janë montuar në të njëjtën bosht dhe të gjithë njësinë quhet një njësi turbopumpash (shkurtuar TNA ), dhe sistemi i shpërndarjes me THA quhet 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 avullit dhe gazit nën veprimin e një katalizatori (permanganat metalike alkali: kalium, natriumi, kalciumi), peroksidi i hidrogjenit shpërbëhet, gazi që rezulton me avull (O 2 H 2 O) në formën e avullit me një temperaturë prej 400-500 o C dhe presioni 10-30 kg / cm 2 hyn në turbinë 3 dhe e drejton atë. Peroksid hidrogjeni mund të furnizohet me gjeneratorin e avullit dhe 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) produkte të djegies, të formuara si rezultat i djegijes së ngadaltë të ngarkesës me 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 turbopompa përdoren zakonisht turbinat e pjesshme aktive me një fazë ose turbinat me shumë faza me faza me shpejtësi.

Është e këshillueshme që të përdorësh ushqimin e pompimit në motorët me raketë të mëdhenj me shufra të mëdha dhe kohë të gjatë.
^ 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 këshillohen të përdorin shufra të mëdha për LRE.
^ 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 sferën;

B) një sipërfaqe të madhe ftohjeje që pengon 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 kamerave 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 ulja 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 saj 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 pikat më pak dhe në mënyrë 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 karburantit të djegur 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 së motorit 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:

Jet, të ushqyerit e lëngut në dhomën e djegies pa rrymë;

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 avulli i karburantit shpërbëhet 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 janë zakonisht të pozicionuara në mënyrë që rrymat e lëngjeve të mbuluara të ndërpresin njëra tjetrën. Në këtë rast, vëllimi i dhomës së djegies do të përdoret sa më shumë që është e mundur - zona e llakut do t'i afrohet kokës së dhomës.
^ 2. Nozzles centrifugale.

Nozzles centrifugale janë të ndarë me metodën e marrjes së një kthesë në ato të rrjedhës së lëngjeve në vijim:

A) Tangjencial, në të cilin një lëng futet në zgavrën e grykës nëpërmjet një gryke boshti i së cilës është pingul me boshtin e hundës por nuk ndërpritet me të. Si rezultat, lëngu i llakëzuar merr një kthesë rreth aksit 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 ju lejon të zvogëloni gjatësinë e zonës së atomizimit të komponentëve të karburantit dhe prandaj të reduktoni volumin e kërkuar të 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 e organizuar kryesisht 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 përbërësve 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, d).

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 përzierjen është lokacioni i përbashkët i helikës së karburantit dhe oksiduesit në kokën e dhomës. Duhet të theksohet se numri më i madh i mundshëm i hundëve duhet të vendoset në kokën e dhomës së djegies me rregullimin e tyre uniform.

Për lëndët djegëse dy komponentë përdoren metodat e mëposhtme të rregullimit të ndërsjellë të injektorëve: shah, huall dhe koncentrik. Për secilën nga këto metoda, hundëzat e karburantit duhet të vendosen në periferi të kokës së djegies. Kjo është dhënë 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 një vendosje të tillë të hundëve është se numri i shufrave të karburantit është përafërsisht i barabartë me numrin e shufrave të oksiduesit dhe pasi që konsumimi 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 në krahasim me numrin e shufrave të karburantit (Figura 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.
^ Marrëveshja koncentrike e injektorëve.
  Në këtë rast, rripat e karburantit dhe nozzles oksidimi alternuar (Fig. 11, c). Përshtatshmëria e kësaj metode është se kur përdoret ai thjeshton furnizimin e komponentëve të karburantit tek injektorët.
^ Djegie e karburantit në motor.
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, kërkesat e veçanta vendosen në rezistencën e nxehtësisë së metalit nga i cili është bërë dhe në ftohjen e tij, pasi në këto kushte ndodhin flukse shumë të larta të nxehtësisë në muret 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 një djegie më të plotë në një kohë të shkurtër, është e nevojshme të sigurohet një përzierje shumë e mirë e komponentëve të karburantit.

P

në rrjedhën e 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 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. Është ndezur, avulluar dhe komponentë të përzier të karburantit. Në këtë zonë, djegia fillon pjesërisht. Ngrohja e nevojshme për ngrohjen dhe avullimin në zonën e parë dhe të dytë bëhet 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 në termodinamikë

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

Në zonat fillestare (para seksionit m- ma) temperatura e gazit është ende relativisht e ulët dhe për këtë arsye 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 në një temperaturë të caktuar, të gjitha lëndët djegëse që janë të përziera digjen pothuajse menjëherë. Këtu shkalla e djegies varet nga shpejtësia e përzierjes së komponentëve.
^ Motorët me raketa të ftohjes.
  Një nga detyrat kryesore në krijimin e LRE është që të sigurohet ftohje e besueshme e 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 raketave 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 heqjen e nxehtësisë me intensitet të lartë, lëvizja e komponentit të ftohjes është e kundërta me lëvizjen e gazrave në dhomën e motorit (kundra rrymës).

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 së motorrit të raketës reduktohet për të siguruar që në kushtet e dhëna të punës së motorit (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 vlere 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 problemi është përdorimi i karburantit 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). Karburant i djegur që hyn në dhomën e motorit 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 gazrave është krijuar nën shtresën e lëngshme (Figura 14). Kështu, del dy shtresa mbrojtëse të përbërë nga avujt dhe lëngët,

  Ndërsa lëngu zhduket, trashësia e shtresës së avullit mbi lëngun rritet në drejtim të rrjedhjes së produkteve të djegies dhe përfundimisht të gjitha lëngjet 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.

Me ftohje të 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 ftohjen e kombinuar.

1. 
   ^ Ftohja e kombinuar.

Në ftohjen e 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. "Niofax", e cila është një përbërje e carborundum me nitrate të zjarrtë, ka aplikimin më të madh. 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 përgjatë masës së metalit 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, motorët me raketa me raketa 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

1) Studimi i skemës dhe parimi i funksionimit të motorrit raketor të lëngëzuar (LRE).

2) Përcaktimi i ndryshimit në parametrat e lëngut të punës përgjatë rrugës së dhomës LRE.

1. INFORMATA TË PËRGJITHSHME PËR LRE

2.1. Përbërja e LRE

Një motor me avion është një pajisje teknike që krijon dëshirat si rezultat i skadimit të lëngut të punës nga ai. Motorët me xham sigurojnë përshpejtimin e pajisjeve lëvizëse të llojeve të ndryshme.

Një motor me raketa është një motor jet që përdor vetëm për substancat e punës dhe burimet e energjisë që janë në magazinë në bordin e një mjeti në lëvizje.

Një motor i raketave të lëngëzuar (LRE) është një motor me raketa që përdor karburantin (burimi kryesor i energjisë dhe lëngu i punës) për operim, i cili është në një gjendje të lëngët të grumbullimit.

LRE përgjithësisht përbëhet nga:

Njësitë e turbopullit (THA);

3 gjeneratorë të gazit;

4- tubacionet;

5 njësi të automatizimit;

6 pajisje ndihmëse

Një ose më shumë LRE, së bashku me sistemin pneumatik-hidraulik (PGS) për furnizimin e karburantit në dhomat e motorit dhe njësitë ndihmëse të fazës së raketave, përbëjnë një sistem shtytës të raketave të lëngëzuar (LREP).

Si një lëndë djegëse e lëngët raketore (LRT), përdoret një substancë ose disa substanca (oksidues, karburant), të cilët janë në gjendje të formojnë produkte të djegies me temperaturë të lartë (dekompozim) si rezultat i reaksioneve kimike ekzotermike. Këto produkte janë trupi punues i motorit.

Çdo dhomë LRE përbëhet nga një dhomë djegëse dhe një hundë. Në dhomën e LRE-së, energjia primare kimike e lëndës djegëse të lëngshme konvertohet në energjinë kinetike përfundimtare të lëngut të gaztë pune, si rezultat i skadimit të së cilës krijohet forca reaktive e dhomës.

Një asamble e veçantë turbopumpësh e LRE përbëhet nga pompa dhe një turbinë që i drejton ato. TNA siguron furnizimin e komponentëve të lëndës djegëse të lëngshme në dhomat dhe gjeneratorët e gazit të LRE.

Gjeneratori i gazit LRE është një njësi në të cilën karburanti kryesor ose ndihmës konvertohet në produkte të gjenerimit të gazit të përdorur si lëngu i punës i turbinës dhe lëngjeve të punës të sistemit të presionit të tankeve me komponentët e LRS.

Sistemi i automatizimit LRE është një kombinim i pajisjeve (valvola, rregullatorë, sensorë, etj.) Të llojeve të ndryshme: elektrike, mekanike, hidraulike, pneumatike, piroteknike etj. Njësitë e automatizimit ofrojnë fillimin, kontrollin, rregullimin dhe mbylljen e LRE.

Parametrat e LRE

Parametrat kryesore të shtytjes së LRE janë:

Fuqia reaktive e motorit raketor të lëngëzuar - R është forca gjeneruese dhe hidrodinamike që vepron në sipërfaqet e brendshme të motorrit raketor kur një substancë del nga ajo;

LRE - R është rezultat i forcës reaktive të LRE (R) dhe të gjitha forcave të presionit mjedisor që veprojnë në sipërfaqet e jashtme të motorit me përjashtim të forcave aerodinamike të jashtme;

Impuls i shtytjes LRE - I - integral i goditjes së motorit të raketës në kohën e punës së tij;

Impulsi specifik LRE - I y - raporti i goditjes (P) me konsumin e karburantit në masë () LRE.

Parametrat kryesore që karakterizojnë proceset që ndodhin në dhomën LRE janë presioni (p), temperatura (T) dhe norma e rrjedhjes (W) e produkteve të djegies (dekompozimi) i karburantit të raketave të lëngshme. Në këtë rast, theksohen vlerat e parametrave në hyrjen e grykës (indeksi sektorial "c"), si dhe në seksionet kritike ("*" dhe output ("a").

Llogaritja e vlerave të parametrave në seksione të ndryshme të rrugës së grykës së LPRE-së dhe përcaktimi i parametrave të futjes së motorrit kryhet sipas ekuacioneve përkatëse të dinamikës së termogasit. Një metodologji e përafërt për një llogaritje të tillë është diskutuar në Seksionin 4 të këtij manuali.

1. SKEMA DHE PARIMI I PUNËS SË RD-214 LRE

3.1. Karakteristikat e përgjithshme të LRE "RD-214"

Motor me raketa të lëngët "RD-214" është përdorur në praktikën e brendshme që nga viti 1957. Që nga viti 1962, ajo është instaluar në fazën e parë të raketës bartëse shumëkombëshe të Kosmos-ut, me ndihmën e të cilave shumë satelitë të serive Kosmos dhe Interkomos janë nisur në orbitë.

LRE "RD-214" ka një sistem furnizimi me karburant të pompës. Motor vepron në një oksidues nitrik të lartë të valëzuar (një zgjidhje e oksideve të azotit në acid nitrik) dhe karburantit hidrokarbon (produktet e përpunimit të vajgurit). Për gjeneratorin e gazit përdoret një përbërës i veçantë - peroksid hidrogjeni i lëngët.

Parametrat kryesore të motorit kanë këto kuptime:

Tërheqja në zbrazëti φ = 726 kN;

Shtytje impulse specifike në zbrazëti In = 2590 N × s / kg;

Presioni i gazit në dhomën e djegies p deri në = 4.4 MPa;

Shkalla e zgjerimit të gazit në hundë e = 64

RD-214 LRE, (fig.1) përbëhet nga:

Katër kamera (pos 6);

Një asamble turbopumpash (THA) (pozitat 1, 2, 3, 4);

Gjeneratori i gazit (pos. 5);

tubacionit;

Njësitë e automatizimit (pos 7, 8)

Motori TNA përbëhet nga një pompë oksiduese (pozicioni 2), një pompë e karburantit (pozicioni 3), një pompë peroksid hidrogjeni (pozitë 4) dhe një turbinë (pozicioni 1). Rotorët (pjesët rrotulluese) të pompave dhe turbinave janë të lidhura me një bosht.

Njësitë dhe komponentët që furnizojnë komponentët në dhomën e motorit, gjeneratorin e gazit dhe turbinën kombinohen në tre sisteme të ndara - linjat:

Sistemi i furnizimit oksidues

Sistemi i furnizimit me karburant

Sistemi i gjenerimit të avujve të hidrogjenit të peroksidit.

Fig.1. Skema e motorrit raketor të lëngët

1 - turbinë; 2 - pompë oxidizer; 3 - pompë e karburantit;

4 - pompë peroksid hidrogjeni; 5 - gjenerator i gazit (reaktori);

6 - dhomë motor; 7, 8 - elemente automatizimi.

3.2. Karakteristikat e njësive RRE-214

3.2.1. Kamera LRE

Katër dhomat e LRE janë të lidhura në një njësi të vetme në dy seksione me ndihmën e bulonave.

Çdo dhomë LRE (pos. 6) përbëhet nga një kokë përzierëse dhe një strehim. Kreu i përzierjes përfshin fundet e sipërme, të mesme dhe të ulëta (zjarri). Një zgavër për oksidues është formuar midis fundeve të sipërme dhe të mesme, dhe një zgavër për karburantin në mes të mesit dhe kokat e zjarrit. Secila nga kavitetet është e lidhur me vëllimin e brendshëm të strehimit motorik duke përdorur shirita të përshtatshëm.

Në procesin e LRE përmes kokës përzierës dhe shiritave të saj furnizohet, mbulohet dhe përzihen komponente të lëngshme të lëndës djegëse.

Strehimi i dhomës LRE përfshin një pjesë të dhomës së djegies dhe një hundë. Supersonik i shiritit LRE, ka pjesë konvergjente dhe divergjente.

Dhoma e LRE-së është e dyfishtë. Muret e brendshme (të zjarrit) dhe të jashtme (fuqia) të trupit janë të ndërlidhura me spacers. Në të njëjtën kohë, me ndihmën e spacers, kanalet janë formuar në mes të mureve të rrugës lëngshme-ftohjes e strehimit. Karburant është përdorur si një pije freskuese.

Gjatë operimit të motorit, karburantit furnizohet me rrugën e ftohjes përmes shufrave të veçanta të shpërndarësve të vendosura në fund të hundës. Duke kaluar rrugën e ftohjes, karburantit hyn në zgavrën korresponduese të kokës përzierëse dhe futet përmes shiritave në dhomën e djegies. Në të njëjtën kohë, përmes zgavrës së tjera të kokës përzierëse dhe nyjeve korresponduese, një oksidues hyn në dhomën e djegies.

Në vëllimin e dhomës së djegies është mbuluar, përzierja dhe djegia e komponentëve të lëngshëm të karburantit. Rezultati është një lëng pune i gaztë me temperaturë të lartë të motorit.

Pastaj, në hundën supersonike, energjia e nxehtësisë e mjedisit të punës konvertohet në energjinë kinetike të avionit të tij, pas skadimit të së cilës krijohet një shtytje.

3.2.2. Gjenerator i gazit dhe njësia e turbopumpës

Gjeneratori i gazit (figura 1, pika 5) është një agregat në të cilin peroksidi i hidrogjenit të lëngshëm konvertohet në një temperaturë pune të lartë të avullit të turbinës si rezultat i dekompozimit ekzotermik.

Asambleja e turbopumpës siguron një furnizim me presion të komponentëve të lëndëve djegëse të lëngëta në dhomën dhe në gjeneratorin e gazit motorik.

THA përbëhet nga (Figura 1):

Pompë oksiduese Shnakocentrifuge (pos 2);

Pompë e karburantit centrifugal Auger (pos 3);

Pompë centrifugale peroksid hidrogjeni (pos 4);

Turbina me gaz (pos. 1).

Çdo pompë dhe turbinë ka një stator fiks dhe një rotor rrotullues. Rotorët e pompave dhe turbinave kanë një bosht të përbashkët të përbërë nga dy pjesë, të cilat janë të lidhura me një pranverë.

Turbina (pozita 1) drejton pompat. Elementet kryesore të statorit të turbinës janë aparati i strehimit dhe aparatura e hundës, dhe rotor - bosht dhe shtytës me brisk. Gjatë rrjedhës së operimit, një gaz me avull peroksid është ushqyer me turbinë nga gjeneratori i gazit. Kur gazit kalon përmes aparatit të hundës dhe kunjat e turbinës, energjia termike e saj konvertohet në energji mekanike të rrotullimit të timonit dhe boshtit të rotorit të turbinës. Gazit me avull të shpenzuar grumbullohen në tubacionin e shkarkimit të strehimit të turbinës dhe derdhen në atmosferë përmes grykës speciale të mbeturinave. Kjo krijon një motor shtytës shtesë të raketave.

Pompat e oksiduesit (pozicioni 2) dhe karburantet (pozicioni 3) janë tipi centrifugal. Elementet kryesore të secilës prej pompave janë strehimi dhe rotori. Rotori ka një bosht, gozhdë dhe rrotë centrifugale me blades. Gjatë operimit, energjia mekanike furnizohet nga turbina në pompë përmes një boshe të përbashkët, i cili siguron rotacionin e rotorit të pompës. Si rezultat i ndikimit të blades auger dhe rrota centrifugale në lëngun e pompuar (komponenti i karburantit), energjia mekanike e rotacionit të rotorit të pompës konvertohet në energji potenciale të presionit të lëngut, i cili siguron që përbërësi të futet në dhomën e motorit. Vidhosja para rrotës centrifugale të pompës është e instaluar për të para-rritur presionin e lëngut në hyrje të kanaleve intersapapulare të shtytës, me qëllim që të parandalojë zierjen e ftohtë të lëngut (cavitation) dhe të thyejnë vazhdimësinë e tij. Shkeljet e vazhdimësisë së rrjedhës së komponentit mund të shkaktojnë paqëndrueshmëri të procesit të djegies së karburantit në dhomën e motorit, dhe rrjedhimisht paqëndrueshmërinë e LRE-së si tërësi.

Një pompë centrifugale (pozita 4) përdoret për furnizimin e peroksidit të hidrogjenit me gjeneratorin e gazit. Konsumi relativisht i ulët i përbërësit krijon kushtet për funksionimin pa kavitacion të një pompë centrifugale pa instalimin e para-pompave të cigares përpara saj.

3.3. Parimi i funksionimit të motorit

Motori fillon, kontrollohet dhe ndalet automatikisht nga komandat elektrike nga bordi i raketës në elementet përkatëse të automatizimit.

Për ndezjen fillestare të komponentëve të karburantit, përdoret një karburant i posaçëm fillestar që ndez vetë-oksiduesin. Fillimi i karburantit fillimisht mbush një pjesë të vogël të tubacionit përpara pompës së karburantit. Në momentin e fillimit të LRE, karburant fillestar dhe oksidues hyjnë në dhomë, ata vetë-ndezen, dhe vetëm atëherë komponentët kryesorë të karburantit fillojnë të rrjedhin në dhomë.

Në rrjedhën e funksionimit të motorrit, oksiduesi kalon në mënyrë të njëpasnjëshme përmes elementëve dhe agregateve të linjës (sistemit), duke përfshirë:

Valvula ndarëse;

Pompë oksidues;

Valvula oksiduese;

Përzierja e kokës së dhomës së motorit.

Rrjedha e karburantit rrjedh përmes linjës, duke përfshirë:

Valvulat e ndarjes;

Pompë e karburantit;

Kolektori dhe rruga e ftohjes e dhomës së motorit;

Kreu i dhomës përzierëse.

Peroksidi i hidrogjenit dhe gazi me avull rezulton përmes elementëve dhe agregateve të sistemit të gjenerimit të avullit dhe gazit, duke përfshirë:

Valvula ndarëse;

Pompë peroksid hidrogjeni;

Kutia e shpejtësisë hidraulike;

Gjenerator i gazit;

Grykë turbinë;

Blades turbinë;

Koleksionist turbinë;

Nozzles mbeturinave.

Si rezultat i furnizimit të vazhdueshëm nga ana e tubit turbopump të komponentëve të karburantit në dhomën e motorit, djegia e tyre me formimin e një lëngu pune të temperaturës së lartë dhe skadimin e lëngjeve të punës nga dhoma, krijohet një shtytje.

Variacioni i vlerës së goditjes së motorit gjatë operimit të tij sigurohet duke ndryshuar shkallën e rrjedhës së peroksidit të hidrogjenit të furnizuar me gjeneratorin e gazit. Kjo ndryshon fuqinë e turbinës dhe pompave, dhe rrjedhimisht furnizimin e komponentëve të karburantit në dhomën e motorit.

LRE ndalet në dy faza me ndihmën e elementeve të automatizimit. Nga mënyra kryesore, motori fillimisht transferohet në mënyrën përfundimtare të operimit me një barrë më të vogël dhe vetëm atëherë ndizet plotësisht.

1. TEKNIKA E PUNËS

4.1. Qëllimi dhe rendi i punës

Në procesin e kryerjes së punës, veprimet e mëposhtme kryhen në mënyrë sekuenciale.

1) Skema e LRE "RD-214". Ne e konsiderojmë qëllimin dhe përbërjen e LRE, hartimin e njësive, parimin e funksionimit të motorit.

2) Matja e parametrave gjeometrikë të grykës së motorit me raketa Ndodhet diametri i hyrjes ("c"), pjesët kritike ("*") dhe dalja ("a") të shpërndarjes (D c, D *, D a).

3) Llogaritni vlerën e parametrave të lëngjeve të punës të LRE në seksionet hyrëse, kritike dhe dalëse të hundës së LRE.

Sipas rezultateve të llogaritjeve, është ndërtuar një grafik i përgjithësuar i ndryshimeve në temperaturën (T), presionin (p) dhe shpejtësinë (W) e lëngut të punës përgjatë shtegut të hundës (L) të motorit raketor të lëngëzuar të raketave.

4) Parametrat e goditjes së motorrit raketor të lëngëzuar përcaktohen për mënyrën e përdorimit të hundës ().

4.2. Të dhënat fillestare për llogaritjen e parametrave të LRE "RD-214"

Presioni i gazit në dhomë (shih opsionin)

Temperatura e gazeve në dhomë

Konstante e gazit

Indeksi isentropik

funksion

Supozohet se proceset në dhomë vazhdojnë pa humbje të energjisë. Në këtë rast, koeficientët e humbjes së energjisë në dhomën e djegies dhe në hundë, përkatësisht, janë të barabarta

Mënyra e funksionimit të hundës llogaritet (indeksi " r»).

Duke matur janë përcaktuar:

Diametri i grykës;

Diametri i seksionit të prodhimit të hundës.

4.3. Sekuenca e llogaritjes së parametrave të LRE

A)  Parametrat në pjesën dalëse të hundës ("a") përcaktohen në sekuencën e mëposhtme.

1) Zona e seksionit të prodhimit të hundës

2) zona e grykës së grykës

3) Shkalla gjeometrike e zgjerimit të gazit