Шингэн пуужингийн хөдөлгүүр нь шингэрүүлсэн хий, химийн шингэнийг түлш болгон ашигладаг хөдөлгүүр юм. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тооноос хамааран шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг нэг, хоёр, гурван бүрэлдэхүүн хэсэг болгон хуваадаг.

Хөгжлийн товч түүх

Шингэрүүлсэн устөрөгч ба хүчилтөрөгчийг пуужингийн түлш болгон ашиглахыг анх удаа К.Е. Циолковский 1903 онд. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн анхны загварыг 1926 онд Америкийн Роберт Ховард бүтээжээ. Дараа нь ЗХУ, АНУ, Германд үүнтэй төстэй бүтээн байгуулалтууд хийгдсэн. Хамгийн том амжилтанд Германы эрдэмтэд Тиел, Вальтер, фон Браун нар хүрсэн. Дэлхийн 2-р дайны үед тэд цэргийн зориулалттай шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн бүхэл бүтэн хөдөлгүүрийг бүтээжээ. Хэрэв Рейх V-2-ыг эрт бүтээсэн бол дайнд ялах байсан гэсэн бодол байдаг. Дараа нь Хүйтэн дайн ба зэвсгийн уралдаан нь сансрын хөтөлбөрт ашиглах шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх хурдасгуур болсон. RD-108-ийн тусламжтайгаар дэлхийн анхны хиймэл дагуулуудыг тойрог замд оруулсан.

Өнөөдөр шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг сансрын хөтөлбөр, хүнд пуужингийн зэвсэгт ашиглаж байна.

Хэрэглээний хамрах хүрээ

Дээр дурдсанчлан, шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг ихэвчлэн сансрын хөлөг, хөөргөх тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүр болгон ашигладаг. Шингэн түлшний хөдөлгүүрийн гол давуу талууд нь:

• анги дахь хамгийн өндөр тодорхой импульс;
• зүтгүүрийн удирдлагатай хослуулан бүрэн зогсоох, дахин эхлүүлэх чадвар нь маневрлах чадварыг нэмэгдүүлдэг;
• хатуу түлшний хөдөлгүүртэй харьцуулахад түлшний тасалгааны жин мэдэгдэхүйц бага.

Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн сул талуудын дунд:

• илүү төвөгтэй төхөөрөмж, өндөр өртөгтэй;
• аюулгүй тээвэрлэлтэд тавигдах шаардлага нэмэгдсэн;
• Жингүйдлийн үед түлшийг суулгахын тулд нэмэлт хөдөлгүүр ашиглах шаардлагатай.

Гэсэн хэдий ч шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн гол сул тал бол түлшний эрчим хүчний чадамжийн хязгаар бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар Сугар, Ангараг гарагийн зайд сансрын судалгааг хязгаарладаг.

Төхөөрөмж ба үйл ажиллагааны зарчим

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн ажиллах зарчим ижил боловч янз бүрийн төхөөрөмжийн хэлхээг ашиглан үүнийг хийдэг. Шахуургыг ашиглан түлш, исэлдүүлэгчийг янз бүрийн савнаас хушууны толгой руу нийлүүлж, шаталтын камерт шахаж, холино. Даралтын дор шатсаны дараа түлшний дотоод энерги нь кинетик энерги болж хувирч, цорго дундуур урсаж, тийрэлтэт цохилтыг үүсгэдэг.

Түлшний систем нь түлшний сав, дамжуулах хоолой, савнаас түлшийг дамжуулах хоолой руу шахах турбин бүхий насос, хяналтын хавхлагаас бүрдэнэ.

Шатахууны хангамжийг шахах нь тасалгаанд өндөр даралтыг бий болгож, улмаар ажлын шингэний хэмжээг ихэсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд тодорхой импульсийн хамгийн их утгад хүрдэг.

Инжекторын толгой - түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шатаах камерт шахах форсункуудын блок. Инжекторын гол шаардлага бол өндөр чанартай холих, шаталтын камерт түлш нийлүүлэх хурд юм.

Хөргөлтийн систем

Хэдийгээр шаталтын явцад бүтцээс дулаан дамжуулах хувь хэмжээ бага боловч шаталтын өндөр температур (>3000 К) учраас хөргөлтийн асуудал хамааралтай бөгөөд хөдөлгүүрийн дулааны эвдрэлд заналхийлж байна. Тасалгааны ханын хөргөлтийн хэд хэдэн төрөл байдаг:

Сэргээх хөргөлт нь тасалгааны хананд хөндий үүсгэж, түлш нь исэлдүүлэгчгүйгээр дамжин өнгөрч, тасалгааны ханыг хөргөж, дулааныг хөргөлтийн шингэн (түлш) -тэй хамт камер руу буцааж өгөхөд суурилдаг.

Ханын давхарга нь тасалгааны хананы ойролцоох түлшний уураас үүссэн хийн давхарга юм. Зөвхөн түлшээр хангадаг толгойн эргэн тойронд хушуу суурилуулснаар энэ үр дүнд хүрдэг. Тиймээс шатамхай хольц нь исэлдүүлэгч дутагдалтай бөгөөд ханан дахь шаталт нь тасалгааны төвд байгаа шиг эрчимтэй явагддаггүй. Ханын давхаргын температур нь шатаах камерын хананаас тасалгааны төвд байрлах өндөр температурыг тусгаарладаг.

Шингэн хөргөх арга пуужингийн хөдөлгүүркамер, хошууны хананд тусгай дулаан хамгаалалтын бүрээсийг түрхэх замаар гүйцэтгэдэг. Өндөр температурт бүрхүүл нь хатуу төлөвөөс хийн төлөвт шилжиж, дулааны ихээхэн хэсгийг шингээдэг. Энэ аргаШингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн хөргөлтийг Аполло сарны хөтөлбөрт ашигласан.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь түүнийг хэрэгжүүлэх явцад алдаа гарсан тохиолдолд тэсрэх аюулын хувьд маш чухал ажиллагаа юм. Өөрөө шатдаг бүрэлдэхүүн хэсгүүд байдаг бөгөөд үүнд ямар ч бэрхшээл гардаггүй, гэхдээ гал асаахад гадны үүсгэгчийг ашиглахдаа түүний нийлүүлэлтийг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй төгс зохицуулах шаардлагатай байдаг. Өрөөнд шатаагүй түлш хуримтлагдах нь тэсрэх хүчтэй бөгөөд ноцтой үр дагаврыг амлаж байна.

Шингэн түлшээр ажилладаг том оврын пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь хэд хэдэн үе шаттайгаар явагддаг бөгөөд дараа нь хамгийн дээд хүчин чадалд хүрдэг бол жижиг хөдөлгүүрүүд нь зуун хувийн хүчийг шууд ашиглах боломжтой байдаг.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн автомат удирдлагын систем нь хөдөлгүүрийг аюулгүй асаах, үндсэн горимд оруулах, тогтвортой ажиллагааг хянах, нислэгийн төлөвлөгөөний дагуу түлхэлтийг тохируулах, хэрэглээний материалыг тохируулах, өгөгдсөн түвшинд хүрэх үед унтрах зэргээр тодорхойлогддог. замнал. Тооцоолох боломжгүй хүчин зүйлсийн улмаас шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь баталгаат түлшээр тоноглогдсон тул хөтөлбөрт хазайлт гарсан тохиолдолд пуужин өгөгдсөн тойрог замд орж болно.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг зохион бүтээхэд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээрийн дизайн хийх явцад сонгох нь маш чухал юм. Үүний үндсэн дээр хадгалах, тээвэрлэх, үйлдвэрлэх технологийг тодорхойлдог. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэгдлийн хамгийн чухал үзүүлэлт бол түлш, ачааны массын хувийн хуваарилалтаас хамаардаг тодорхой импульс юм. Пуужингийн хэмжээ, массыг Циолковскийн томъёогоор тооцоолно. Тодорхой импульсээс гадна нягтрал нь түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн савны хэмжээд нөлөөлдөг, буцлах цэг нь пуужингийн ашиглалтын нөхцлийг хязгаарлаж, химийн түрэмгий чанар нь бүх исэлдүүлэгчдийн шинж чанар бөгөөд хэрэв танкийг дүрмийн дагуу ажиллуулаагүй бол савны галыг үүсгэж, зарим түлшний нэгдлүүдийн хоруу чанар нь агаар мандал, хүрээлэн буй орчинд ноцтой хор хөнөөл учруулж болзошгүй юм. Тиймээс фтор нь хүчилтөрөгчөөс илүү исэлдүүлэгч бодис боловч хоруу чанараараа үүнийг ашигладаггүй.

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий шингэн пуужингийн хөдөлгүүрүүд шингэнийг түлш болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь катализатортой харилцан үйлчилж, халуун хий ялгарах үед задардаг. Нэг хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийн гол давуу тал нь дизайны энгийн байдал бөгөөд ийм хөдөлгүүрийн тодорхой импульс бага боловч тэдгээр нь сансрын хөлгүүдийг чиглүүлэх, тогтворжуулахад бага хүч чадалтай хөдөлгүүрүүдийн хувьд тохиромжтой байдаг. Эдгээр хөдөлгүүрүүд нь нүүлгэн шилжүүлэлттэй түлшний хангамжийн системийг ашигладаг бөгөөд процессын температур бага тул хөргөлтийн систем шаарддаггүй. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хөдөлгүүрт хийн тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд багтдаг бөгөөд тэдгээр нь дулааны болон химийн хорт бодис ялгаруулдаггүй нөхцөлд ашиглагддаг.

70-аад оны эхээр АНУ, ЗХУ нь устөрөгч, нүүрсустөрөгчийн түлшийг түлш болгон ашиглах гурван бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг боловсруулж байв. Ингэснээр хөдөлгүүр эхлэх үед керосин, хүчилтөрөгчөөр ажиллаж, өндөрт шингэн устөрөгч болон хүчилтөрөгч рүү шилжих болно. ОХУ-д гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшний хөдөлгүүрийн жишээ бол RD-701 юм.

Пуужингийн удирдлагыг анх V-2 пуужинд графит хий-динамик залуур ашиглан ашиглаж байсан боловч энэ нь хөдөлгүүрийн хүчийг бууруулж, орчин үеийн пуужингууд нь нугастай биед бэхлэгдсэн эргэдэг камеруудыг ашигладаг бөгөөд нэг эсвэл хоёр хавтгайд маневр хийх чадварыг бий болгодог. Эргэдэг камеруудаас гадна хяналтын моторуудыг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь эсрэг чиглэлд цорго ашиглан бэхлэгдсэн бөгөөд төхөөрөмжийг орон зайд удирдах шаардлагатай үед асаалттай байдаг.

Хаалттай циклийн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь бага температурт шатаах үед нэг хэсэг нь бусад бүрэлдэхүүн хэсгийн багахан хэсэг нь хий болж, улмаар турбины ажлын шингэний үүрэг гүйцэтгэдэг хөдөлгүүр юм шаталтын камерт тэжээгддэг бөгөөд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үлдэгдэлтэй хамт шатаж, тийрэлтэт цохилтыг үүсгэдэг. Энэ схемийн гол сул тал нь дизайны нарийн төвөгтэй байдал боловч үүнтэй зэрэгцэн тодорхой импульс нэмэгддэг.

Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн хүчийг нэмэгдүүлэх хэтийн төлөв

Удаан хугацааны турш академич Глушкогийн удирдагч байсан Оросын шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүр бүтээгчдийн сургуульд тэд түлшний энергийг дээд зэргээр ашиглахыг эрмэлзэж, үүний үр дүнд хамгийн их хувийн импульсийг бий болгохыг хичээдэг. Хамгийн их хувийн импульсийг зөвхөн хушуу дахь шаталтын бүтээгдэхүүний тэлэлтийг нэмэгдүүлэх замаар олж авах боломжтой тул түлшний хамгийн тохиромжтой хольцыг хайж олохын тулд бүх бүтээн байгуулалтыг хийж байна.

Нэг ба хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй түлшээр ажилладаг LPRE камерууд байдаг.

Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй, шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд нь илүү үр ашигтай, өргөн хүрээг хамардаг.

Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлш бүхий пуужингийн хөдөлгүүрийн танхимууд. Холигч толгойн тогтмол ба хувьсах урсгалтай камерууд, мөн нэг цорго, олон цорго бүхий камерууд байдаг.

Хувьсах урсгалын талбай бүхий танхимуудыг дууддаг тохируулсан;Ихэвчлэн ийм танхимууд нь нэг цорготой байдаг.

Холигч толгойн тогтмол урсгалтай тасалгаанууд, хэд хэдэн хушуутай хийц нь энгийн боловч эхлүүлэх байрлалаас шалтгаалж горимд хүрэх хугацаа, түлхэлтийн задралын хугацаа бага зэрэг нэмэгдсэн байна. толгойн үүдэнд хаалттай хавхлагууд ба эдгээр хавхлагууд ба толгойн ёроолын хооронд тодорхой эзэлхүүн байгаа эсэх; Энэ хэмжээ нь аль болох бага байх ёстой.

LPRE камеруудад төвөөс зугтах болон тийрэлтэт хошууг хоёуланг нь ашигладаг.

Симфони хиймэл дагуул болон Галилео сансрын хөлгийн 10 ба 400 Н хүч чадалтай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн камеруудад нэг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй төвөөс зугтах цорго бүхий холигч толгойг ашигладаг бол камерт түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн коаксиаль эргэдэг тийрэлтэт онгоц бий болно. дуслын конус хэлбэрийн шүрших . Цорго нь хананы ойролцоох шаталтын бүтээгдэхүүний давхаргад илүүдэл исэлдүүлэгчийг бий болгосноор тасалгааны хананы дотоод хөргөлтийг хангадаг.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерт E-3 төрлийн (туслах хөдөлгүүр тийрэлтэт систем Space Shuttle-ийн удирдлага) исэлдүүлэгч, түлшний тийрэлтэт мөргөлдөөн бүхий хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй нэг хушууг ашигласан. Толгойн олон талт хэсэг нь бага хэмжээний эзэлхүүнтэй бөгөөд энэ нь: 1) олон талт хоолойг хурдан дүүргэх, хоослох; 2) түлшний эд ангиудыг нүүлгэн шилжүүлэх гелийээр ханасантай холбоотойгоор хөдөлгүүрийн шинж чанарт гарсан өөрчлөлтийг багасгах, 3) асаах явцад түлш асах үед камерт их хэмжээний даралтын өсөлтийг арилгах.

Түлшний сав дахь тогтмол даралт, улмаар холигч толгой руу ороход шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хүчийг өөрчлөхийн тулд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьсах тарилгын талбай бүхий толгойг ашигладаг. Хэрэв холигч толгой нь нэг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй цорго бөгөөд түүний хөдөлж буй элемент (жишээлбэл, толгойн тэнхлэгийн дагуу хөдөлж буй ханцуй) нь түлшний хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн тарилгын урсгалын талбайг нэгэн зэрэг өөрчилдөг бол үүнийг хийхэд хялбар байдаг.

Энэ тохиолдолд өгөгдсөн түлхэлтийн өөрчлөлтийн хүрээнд форсунк дээрх даралтын уналтыг бараг өөрчлөхгүй байх боломжтой бөгөөд энэ нь түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн атомчлах чанар, камерын тогтвортой байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой юм. Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэглээ буурах тусам камер дахь даралт, улмаар түлшний бүрэн шаталт буурдаг. Ийм толгойг Аполлоны сарны тайзны буух камерт ашигласан; Энэ хөдөлгүүр нь нэрлэсэн горимд ажиллах үед түлхэх хүчнээс 10 дахин багассан.

Викинг-75 ба R-4D-1l сансрын хөлгийн RS-2101C хөдөлгүүрүүд нь исэлдүүлэгч болон түлшний тийрэлтэт тийрэлтэт мөргөлдөөн бүхий тийрэлтэт хушууг ашигладаг. Инжекторуудыг шатаах камерын төв ба хананы хоорондох дундаж радиустай нэг тойрог дээр байрлуулна.

Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийг ажиллуулахдаа камерын толгойн температур нь түүний хөндийд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг буцалгах боломжийг үгүйсгэх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд ихэвчлэн толгой ба шатаах камерын хооронд нимгэн ханатай цилиндр цоолсон дулаан тусгаарлах зайг суурилуулдаг. Толгой руу орох дулааны урсгалыг бууруулж, түлшний бүрэн шаталтыг нэмэгдүүлэх нь олон тооны түлшний суваг сийлсэн хавтангаас холигч толгойг хийж, түүний сүвэрхэг хөргөлтийг хангаж, жигд, нарийвчлалыг тодорхойлдог. шаталтын камерт түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн урсгал.

Зарим шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын толгойг хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн. Ийм материалыг ялангуяа 450 Н хүч чадалтай Аполлон сансрын хөлгийн MA-109 туслах хөдөлгүүрийн камерын толгойд RS-2101 хөдөлгүүрийн камерын толгойд 2219-T6 хөнгөн цагаан хайлшийг ашигласан. Энэхүү хөдөлгүүрийн шатаах камер нь бериллиумаар хийгдсэн тул толгой ба шатаах камерын хооронд алтны давхаргаар бүрсэн V хэлбэрийн битүүмжлэх цагираг, Витон цагираг байрлуулсан байв.

R-40 хөдөлгүүрийн камерын толгой нь ган, хөнгөн цагаан хайлшаар хийгдсэн, Symphony хиймэл дагуулын 1 O ба 400 Н хүч чадалтай шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын толгой, Галилео сансрын хөлөг зэврэлтэнд тэсвэртэй материалаар хийгдсэн. ган, R-4D-11 хөдөлгүүрт

ба R-1E-3 - титан хайлшаар хийсэн.

Өндөр температурт бэхжүүлэхийн тулд толгойг шатаах камертай холбосон хөнгөн цагаан фланцыг фенолын давирхайгаар шингээсэн шилэн даавуугаар ороосон. Гэсэн хэдий ч ихэнхдээ толгойг шатаах камерт гагнуураар холбодог (хэрэв нэгдэх хана нь гагнах материалаар хийгдсэн бол).

"LPREM R-40A, R-4D-11, R-IE-3, R-6C ба R BV" камеруудын шатаах камер ба хушуунд. гагнуур. Симфони хиймэл дагуулын 1 O ба 400 Н хүч чадалтай пуужингийн хөдөлгүүрийн камеруудад бүх холболтыг электрон цацраг гагнуураар хийж, холболтын өндөр нягт байдлыг хангадаг.

N 2 O 4 ба MMG түлш дээр тасралтгүй ажиллах үед хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн танхимууд. Р а= 40...150 ба түлхэлт Р П= 2.2 ... 445 N нь тодорхой импульс өгдөг 1 u.p = 2735 ... 2825 м/с (Хүснэгт 8.2). Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн импульсийн горимд хувийн импульс бага байх ба түлхэлтийн импульсийн хугацаа бага байх тусам тодорхой импульс бага байдаг. Тасалгааны толгой дээр суурилуулсан түлшний хавхлагуудад (цахилгаан гидравлик хавхлагууд) хүчдэл өгөх үед түлхэлтийн импульсийн хугацаа тодорхойлогддог. цахилгаан импульсийн өргөн. At τ мин = 6...20 мс-ийн шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн хувийн импульс нь ихэвчлэн 1860 ... 2350 м/с-тэй тэнцүү байна. 40 мс-ийн цахилгаан импульсийн өргөнтэй R-IE-3 хөдөлгүүрийн (2350 м/с) өндөр хувийн импульс нь холигч толгойн дотоод хөндийн хэмжээ багатай холбоотой юм.

Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоёр дахь хэрэглээ маш бага байна. Жишээлбэл, R-6B шингэн пуужингийн хөдөлгүүрт исэлдүүлэгч болон түлшний зарцуулалт нь зөвхөн 0.5 ба 0.3 г / с байна.

LPRE камеруудын дизайн нь хөргөх аргаас хамаарна. Нөхөн сэргээх, аблаватив, дотоод (кино), цацраг туяа, хосолсон хөргөлтийг ашигладаг.

Хамгийн үр дүнтэй нь нөхөн төлжих чадвартайхөргөх, гэхдээ LPRE камеруудад хэрэгжүүлэх нь маш хэцүү байдаг: камерт бага түлхэлт, бага даралттай үед гадаргуугийн дулааны урсгалын нягт ба камерын гадаргуугийн харьцаа нь хөргөлтийн өндөр температурыг тодорхойлдог; Түүнээс гадна хөргөлтийн шингэний урсгалын хурд бага тул хөргөлтийн суваг дахь хурд нь тасалгааны ханыг хөргөхөд хангалтгүй юм. Үүний үр дүнд камер ба хөргөгчийн хананы температур хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй хэмжээнд хүрч, хөргөлтийн шингэний задрал, хальс буцалгах болон бусад хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй үзэгдлүүд гарч болзошгүй. Ялангуяа гидразин ба түүн дээр суурилсан шатамхай бодисууд нь задралын улмаас нийт эзлэхүүний температурын хязгаарлалттай байдаг.

Сэргээх хөргөлттэй камерууд нь хувьсах хүчин чадал, ялангуяа удаан хугацааны хадгалалт бүхий өөрөө шатдаг түлшний гүйцэтгэлд хязгаарлагдмал байдаг.

Маринер-9 сансрын хөлгийн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камер нь өндөр дулаан дамжуулалттай, гадна урсгалын хөргөлттэй, бериллээр хийсэн зузаан ханатай шатаах камертай байв.

Аблятив LPRE камеруудыг хөргөх нь тэдгээрийн дизайны энгийн байдал, дулааны хамгийн бага урсгалыг баталгаажуулдаг орчин, гэхдээ ablative хөргөлттэй камерууд нь цацрагийн хөргөлттэй камеруудтай харьцуулахад илүү их масстай байдаг (аблатив материалын нэлээн зузаан давхаргын улмаас). Аблятив хөргөлттэй камерын масс нь түүний ажиллах хугацааны квадрат язгуурын хуулийн дагуу нэмэгддэг. Ашиглалтын хугацаа урт бол ийм камерын масс хэт их болж болно.

Аблятив хөргөлтийг Аполло сансрын хөлгийн хэд хэдэн пуужингийн хөдөлгүүрт (сарны үе шатанд хөөрөх пуужингийн хөдөлгүүр, дэлхийд ойртох үед асаалттай тоормослох пуужингийн хөдөлгүүр гэх мэт), шаталтын камер, хушуунд ашигласан. үндсэн пуужингийн хөдөлгүүр (Зураг 8.7) ба тусгаарлах шатны найман шингэн пуужингийн хөдөлгүүр нь M-X ICBM-ийн толгойн хэсгүүдийг чиглүүлж, танхим нь цул бериллийн бэлдэцээр хийгдсэн; Шатаах камер ба хушууны дотоод гадаргуу дээр абляцийн материалын давхаргыг хэрэглэдэг бөгөөд сүүлийнх нь цорго дээр бага нягттай байдаг. Берилли нь бат бөх, бат бөх бөгөөд бүрэх шаардлагагүй. Ашиглах материал нь ялангуяа фенолын давирхай, цахиурт суурилсан материал юм.

ГэрэлтдэгХөргөлт нь энгийн хийцтэй, шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын масстай харьцангуй бага жинтэй, ялангуяа хөдөлгүүрийн урт удаан ажиллах хугацаатай хөргөлттэй харьцуулахад хангагдана. Цацрагийн хөргөлтийн үед хүрээлэн буй орчинд их хэмжээний дулааны урсгал үүсдэг. Энэ нь зэргэлдээх онгоцны бүтцийн элементүүдэд гэмтэл учруулж болзошгүй тул камерыг онгоцны тасалгаанд биш, нээлттэй байрлуулахыг зөвлөж байна. Цацрагийн хөргөлттэй камерууд нь тасалгааны хананы өндөр температураар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь галд тэсвэртэй металл (молибден, вольфрам, тантал, ниобий) болон тэдгээрт суурилсан хайлшийг ашиглах шаардлагатай болдог. Цацрагийн хөргөлттэй камерын гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацааг өндөр температурт халуунд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй металлын исэлдэлтээс сэргийлж сонгосон халуунд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй металл, бүрээсээр тодорхойлдог. Энэ тохиолдолд бүрхүүл нь хангалттай өндөр наалдацтай байх ёстой.

Хананы температурыг хязгаарлах нь холигч толгой ба шатаах камерын тохируулгын тохирох хослолыг сонгох замаар бас хийгддэг.

441 Н хүч чадалтай Аполло сансрын хөлгийн MA·109 шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн камерыг цахиурын бүрээстэй ниобиумаар хийсэн. Цоргоны хүзүүг молибдений дисилицидээр бүрсэн. Ижил төрлийн тасалгааны хувьд Ti ба Zr нэмэлт агуулсан молибдений хайлш буюу молибдений дисилицид Mo Si 2-ээр бүрсэн молибденийг ашигласан.

Цацрагийн хөргөлтийг ашиглан цорго холбох хэрэгслийг үйлдвэрлэхэд галд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй металлыг бас ашигладаг.

Маринер-9 сансрын хөлгийн шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын цорго нь кобальт нэмэлт бүхий халуунд тэсвэртэй гангаар хийгдсэн бөгөөд ийм хушуу нь ашиглалтын явцад халуунд халсан (ойролцоогоор 1375 хэм хүртэл); TO).

Шаталтын бүтээгдэхүүнд химийн эсэргүүцэл багатайгаас гадна галд тэсвэртэй металлууд нь үнэтэй материал бөгөөд эдгээр металлын эмзэг байдлаас шалтгаалан тэдгээрээс танхим үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг. Урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай галд тэсвэртэй металлын исэлдэлтэнд тэсвэртэй бүрээсийг боловсруулах нь тодорхой бэрхшээлийг дагуулдаг.

Зарим тохиолдолд бүрхүүл нь хананы гадаргууг исэлдэлтээс хамгаалаад зогсохгүй түүний ялгаралтыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь хананы температурыг нэмэлт бууруулахад хүргэдэг. Ийм шинж чанарыг ялангуяа никель хайлшаар хийсэн хананы гадаргуу дээр байрлуулсан хөнгөн цагаан ислийн давхарга эзэмшдэг.

Үүсгэхийн тулд киноШатаах камер ба хушууны ханыг хөргөхийн тулд хошууг камерын толгойн захад байрлуулж, илүүдэл исэлдүүлэгч эсвэл түлшээр хананы давхаргыг үүсгэдэг (сүүлийнх нь ихэвчлэн ашиглагддаг). Жишээлбэл, R-4D-11 шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын толгойд исэлдүүлэгч ба түлшний тийрэлтэт мөргөлдөөн бүхий хоёр тийрэлтэт найман хушууны хамт хальсны хөргөлтийг хангах 16 хушуу байдаг.

Дээр дурдсанчлан исэлдүүлэгчээр хөргөх хальсыг симфони хиймэл дагуулын 10 ба 400 Н-ийн түлхэлттэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн шатаах камерын цилиндр хэсгийн хананд ашигласан бөгөөд камерын хананд ашигласан. түлш зарцуулдаг Minuteman Sh ICBM-ийн туслах шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд (нийт хэрэглээний 13% орчим). Сүүлчийн хана (түүнчлэн холигч толгой) нь ниобий хайлш SCb-291-ээр хийгдсэн байдаг. Энэхүү хайлшийг сонгох нь азотын тетроксидыг удаан хугацаагаар хадгалах явцад үүсч болох азотын хүчлийн хувьд идэвхгүй байдалтай холбоотой юм.

Кино хөргөлттэй камерууд нь гадаргуугийн дулааны урсгалын нягтын өндөр утгыг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд хүрээлэн буй орчинд заасан нягтын хамгийн бага утгатай байдаг. Ийм танхимууд нь хананы давхарга дахь шаталтын үр ашгийн бууралтаас үүдэлтэй алдагдлаар тодорхойлогддог.

Кино хөргөлтийг ихэвчлэн цацрагийн хөргөлттэй хослуулан ашигладаг бөгөөд камерыг мөн галд тэсвэртэй металлаар хийдэг. Жишээлбэл, ниобиумаар хийсэн хальсан хөргөлттэй камер нь 2030 К-ийн зөвшөөрөгдөх хананы температуртай байдаг.

Тусгай хөргөлтийг Викинг-75 сансрын хөлгийн RS-2101C шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерт ашигласан. Түлшийг цоргоны нарийссан хэсгийн хананы дотоод гадаргуу дээр цацаж, ууршуулж, цоргоны заасан хэсгээс хана дагуу тархсан дулааны урсгалыг тасалгааны цилиндр хэсэг рүү авав. Шаталтын камер нь маш өндөр дулаан дамжилтын шинж чанартай бериллээр хийгдсэн тул энэхүү хуваарилалтыг баталгаажуулсан. Тасалгааны цилиндр хэсэгт дулааныг хушууны нарийссан хэсгээс түүнд нийлүүлсэн ууршуулагч хальсны хөшиг шингээдэг. Үүнийг хөргөх гэж нэрлэдэг дотооднөхөн сэргээх хөргөлт.

Space Shuttle пуужингийн хяналтын системийн туслах хөдөлгүүрийн камерт дотоод болон цацрагийн хөргөлтийн хослолыг ашигладаг бол шаталтын камер ба хушууны хананы ойролцоо илүүдэл түлш бүхий шаталтын бүтээгдэхүүний давхарга үүсдэг. Энэ нь хальс хөргөх түлшний хэсгийг шахах өнцгийг өөрчлөх замаар хийгддэг. Илүү эгц өнцөг нь шүршигч толгой ба шатаах камерын хоорондох интерфэйсийн хөргөлтийг сайжруулж, температурыг бууруулдаг.

хөдөлгүүрийн ажиллагааны мөчлөгийн үед толгой . Дулаан дамжуулалт багатай дулаан тусгаарлагч материалын давхарга нь 1700 К-ийн шаталтын камерын хананы температурт ажиллах боломжтой. 1285 К-ийн хамгийн бага хушууны хөндлөн огтлол дахь хананы дээд температурт 7.2" 105 сек-ийн камерын ашиглалтын хугацаа өгдөг. хамгийн их тасралтгүй ажиллах хугацаа 125 секунд байна.

R-4OA, R-4D-1l, R-1E.3, R-6C, R-6B зэрэг шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хананы хамгийн их температур харьцангуй бага (1313 ... 1563 К-ийн хүрээнд) . Энэ нь ниоби, титан хайлшаас шатаах камерын хана, хошууг үйлдвэрлэхэд аюулгүй байдлын хангалттай хэмжээг хангах боломжийг олгодог.

Minuteman IP ICBM-ийн толгойн хэсгийг маневрлах боломжийг олгодог DU RSPE шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн камерт толгой, шатаах камер, цорго нь ниобиумаар хийгдсэн (дизайн камерын температур 2030 К).

Олон тооны камерууд нь хайлуулах аргаар хэрэглэдэг R-512A бүрхүүлийг ашигладаг. Энэ нь 1800...1920 K-ийн хамгийн их температурт зориулагдсан. R-512A бүрхүүл нь исэлдэлтээс хамгаалж, удаан эдэлгээтэй байх тусгай шилэн барзгар силицид материал юм. Хэрэглэсэн бүрхүүлийн зузаан нь ойролцоогоор 75...125 микрон; Бүрхүүлийн тодорхой зузаан, жигд байдлыг тусгай мэдрэгч ашиглан (ялангуяа эргүүлэх цэгүүдэд) хэрэглэсний дараа хэмжинэ.

Сансрын хөлөг онгоцны удирдлагын системийн (R-40A ба R-lE-3) үндсэн ба туслах хөдөлгүүрийн камерын гаднах дотоод гадаргуу дээрх ниобиум хайлш C-I03 ба R-512A бүрээсийн хослол нь үйлчилгээний урт хугацааг хангадаг. Сансрын хөлгийн нислэгийн найдвартай байдал, түүнчлэн нислэгийн үед бүх температурын уян хатан байдал.

"D R-40A ба R-1E-3" камерын гаднах гадаргуу нь титан орон сууцны дотор байрлуулсан 400 кг/м 3 нягттай Dynaflex материалаар хийгдсэн дулаан тусгаарлагчаар хучигдсан байдаг. Эдгээр шингэн түлшний хөдөлгүүрүүд нь дотор талд байрладаг. Сансрын хөлөг онгоцны их бие, дулаан тусгаарлалт нь газар дээрх ямар ч нөхцөлд 450 К-ээс ихгүй температурт камерын гаднах гадаргуугийн температурыг хадгалж байдаг тул дулааны урсгалын хэт халалтаас шалтгаалан хөлөг онгоцны дотоод бүтцийн элементүүдийг хэт халалтаас хамгаалдаг. мөн хоосон зайд.

Сарны сансрын хөлөг "Судвейер"-ийн туслах шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын температурыг -17 ... ± 37 ° C-ийн хооронд ажиллуулахын тулд гаднах гадаргуугийн ихэнх хэсэгт алтан бүрээсийг түрхэв. танхимын.

Зураг дээр. 8I-т тасалгаа нь цацрагийн хөргөлттэй Lisyat хиймэл дагуулын apogee хөдөлгүүрийн системийн шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг харуулж байна.

R-4D пуужингийн хөдөлгүүрт дотоод болон цацрагийн хөргөлтийг хослуулан ашигладаг. Илүүдэл түлшний хэсэг нь хананы давхаргад ордог бөгөөд энэ нь холигч толгой ба шатаах камерын хоорондох хэсгийн хөргөлтийг сайжруулдаг. Тасралтгүй ажиллах үед шатаах камерын хананы хамгийн бага температур нь 1300 К байна.

"Симфони" хиймэл дагуулын 10 ба 400 Н хүч чадалтай шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн камеруудыг хосолсон (нөхөн сэргээх, дотоод болон цацраг) хөргөх нь эдгээр камеруудын хөргөлтийн онцлог юм 400 Н хүч чадалтай камерт түлшээр нөхөн сэргээгдэх хөргөлтийг хушууны хүзүүний хэсэгт, 10 Н түлхэлттэй камерт - шатаах камерын доод хэсэгт хэрэглэнэ.

Нимоник хиймэл дагуулын Symphony хиймэл дагуулын 10 ба 400 Н хүч чадалтай шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хүзүү, цоргоны өргөтгөлийн хэсэгт цацрагийн хөргөлтийг ашигласан.

Галын туршилтын үеэр 10 Н хүч чадал бүхий камерыг тасралтгүй ажиллуулах хамгийн дээд хугацаа 3103 секундээс давсан байна. Дээр дурдсан хосолсон хөргөлттэй, 400 Н хүч чадалтай, шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын дулааны тогтмол байдал нь удаан хугацааны туршид (10.8 103 секундээс дээш) хангагдана. Дулаан шингээлтийн үзэгдэл бараг ажиглагддаггүй. Тасалгааны ханын зузаан нь 1.i мм, түүний дулаан багтаамж бага. Хөдөлгүүрийг унтраасны дараа камерын хөргөлтийн зам дахь түлшний температур ердөө 10 К-ээр нэмэгдэв.

M-X шатлалын үндсэн шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хушуу нь Кевлараар хийгдсэн.

Зарим шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд янз бүрийн түлшээр ажилладаг. Жишээлбэл, R-4D -11 хөдөлгүүрт MMG-ээс гадна гидразин, аэрозин-50 зэргийг ашиглаж болно.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд (тиймээс камерууд) импульсийн болон тасралтгүй горимд ажиллах боломжтой. Импульсийн горимыг голчлон орон зайн байрлал болон өнхрөх хяналтын маневруудад ашигладаг. Импульсийн горимд ажиллах онцлог нь камер нь харьцангуй том түлхэлттэй байсан ч үйл ажиллагааны нэг мөчлөгийн үед үүссэн түлхэлтийн импульсийн харьцангуй бага утга юм; энэ нь камерыг удаан хугацаагаар ажиллуулахаас зайлсхийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь түүний хөргөлтөд илүү хатуу шаардлага тавьдаг; Үүнээс гадна зөвхөн үйл ажиллагааны мөчлөгийн хугацааг өөрчлөх замаар тогтмол түлхэлтийн үед түлхэлтийн импульсийн өөр өөр утгыг өгөх боломжтой.

Гэсэн хэдий ч импульсийн ажиллагааны горим нь түлшний сонголтод хязгаарлалт тавьдаг (давтан LPRE-ийг зөвхөн өөрөө шатдаг түлшээр туршиж үзсэн) бөгөөд аль хэдийн дурьдсанчлан камерын тодорхой импульс буурахад хүргэдэг.

Өндөр хүчин чадалтай шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд нь шахуургууд ажиллахгүй байгаа танкийн даралтын даралтын дор түлшний эд ангиудыг нийлүүлэх үед шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хүч чадалд тохирсон түлхэлт үүсч болно. Жишээлбэл, энэ ажиллагааны горимд шингэн түлшээр ажилладаг RL-10 пуужингийн хөдөлгүүр нь 854 Н хүч, вакуум дахь тодорхой импульсийг ойролцоогоор 4000 м/с өгдөг.

Үнэ цэнэ CTтүлшний хувьд N 2 0 4 + MMG ихэнх шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг 1.60 ... 1.65 (± 0.03 ... 0.05 хүлцэлтэйгээр) тэнцүү сонгосон.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хэмжээ, жинг багасгахын тулд та даралтыг нэмэгдүүлж болно Ргэхдээ өндөр даралт Рялангуяа цорго хүзүүний хэсэгт хөргөлтийн хатуу шаардлагад хүргэдэг.

Шингэн пуужингийн хэд хэдэн хөдөлгүүрийн (R40A, R-4D-ll, RS-2101C гэх мэт) шатаах камерт шаталтын үед HF чичиргээг багасгахын тулд холигч толгойн захын хэсэгт акустик хөндий (акустик резонансын сааруулагч) байрлуулна. .

Акустик хөндийн тусламжтайгаар шаталтын динамик тогтвортой байдалд хүрч, байгалийн болон зохиомлоор үүсгэсэн бүх эвдрэлд бараг бүрэн мэдрэмтгий бус байдал, түүнчлэн түр зуурын үйл явц зэрэг өргөн хүрээний үйл ажиллагааны нөхцөлд камерын тогтвортой ажиллагааг хангадаг.

Шингэн түлшээр ажилладаг хэд хэдэн пуужингийн хөдөлгүүрүүд нь маш урт хугацаатай байдаг, жишээлбэл, R-4D шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн ажиллах хугацаа 3.6 106 секунд хүрч чаддаг. Сансрын шаттл пуужингийн удирдлагын системийн туслах хөдөлгүүрүүдийн ашиглалтын хугацааг мөн камерын технологи, хэрэглээний арга, хамгаалалтын бүрээс, түүнчлэн ашиглалтын засвар үйлчилгээний сайжруулсан аргыг ашиглан 106 секунд хүртэл нэмэгдүүлэхээр төлөвлөж байна.

Камерын ашиглалтын хугацаа нь зөвхөн ашигласан барилгын материал, бүрээсээс гадна сонгосон параметрүүдээс хамаарна. Ялангуяа камер дахь шаталтын бүтээгдэхүүний температур буурах тусам түүний нөөц нэмэгддэг.

Ихэвчлэн LPRE камеруудын цоргоны гарах хэсгийн хавтгай нь тэдгээрийн уртааш тэнхлэгт перпендикуляр байдаг. Гэсэн хэдий ч Space Shuttle пуужингийн удирдлагын системийн үндсэн болон туслах хөдөлгүүрүүд нь сансрын хөлгийн их биен дотор байрладаг бөгөөд тэдгээрийн гаралтын хэсэг нь их биений гадаргуутай ижил түвшинд байна. Их биетэй харьцуулахад камеруудын байрлал өөр өөр байдаг тул үндсэн хөдөлгүүрт 17, туслах хөдөлгүүрт дөрвөн хошууны өнцгийг олж авдаг.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хушууны тэнхлэг нь ихэвчлэн шаталтын камерын тэнхлэгийн үргэлжлэл байдаг боловч цорго нь тэнхлэгийн өнцөгт (зарим тохиолдолд том өнцгөөр (1000 хүртэл)) байрладаг. шаталтын камерын тэнхлэгийн үргэлжлэл; Үүний хэрэгцээ нь юуны түрүүнд пуужингийн хөдөлгүүрийн толгойн системд үүсч болно. Байршлын нөхцлийн дагуу хушууны гарах хэсэг нь тэгш өнцөгт хэлбэртэй байж болно (жишээлбэл, хоёр талын харьцаатай).

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн танхимууд. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэг, түүнчлэн нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хийн генераторын дизайн ба параметрүүд нь түлшний задралын аргаас хамаарна. CIIIA дахь каталитик задралын камеруудыг Хэйс боловсруулж байна. Дулааны задралын камерт түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг нь халсан гадаргуутай харьцах үед задардаг бөгөөд цахилгаан халаагуур нь хамгийн түгээмэл байдаг. Цахилгаан халаагуурыг, ялангуяа Intelsat V холбооны хиймэл дагуулд ашигладаг TRW-ээс 0.3 Н хүч чадалтай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн задралын камерт ашигладаг.

Боломжтой. гидразинтэй өөрөө шатдаг түлш үүсгэдэг азотын тетроксидын харьцангуй бага урсгалыг камерт байнга нийлүүлэх замаар гидразиныг задлах; гидразин нь гидразины нэг хэсгийг азотын тетроксидоор шатаах үед ялгарах дулааны нөлөөн дор дулаанаар задардаг.

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камер дахь хушууны тоо маш өөр байж болно - нэг хушуунаас (жишээлбэл, БНХАУ-ын судалгааны хиймэл дагуулын чиг баримжаа хянах шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт) олон тооны хушуу руу . Ийм тасалгааны хушуу нь маш жижиг цорго диаметртэй байдаг. Тиймээс хөдөлгүүрийг ажиллуулах явцад цоргоны урсгалын талбайг бүрэн хаах хүртэл хүчтэй буурах тохиолдол ажиглагдсан.

Тасалгааны толгой нь олон тооны диффузор капилляр хоолойноос бүрдэж болно. Хамилтон REA 20-4 хөдөлгүүрт ашигласан энэхүү толгойн загвар нь тарилгын хурдыг бага түвшинд хүртэл хязгаарлаж, бохир усны багц дахь гидразиныг жигд хуваарилах боломжийг олгодог. Энэ нь гидразинээр угаасан катализаторын талбайг нэмэгдүүлж, динамик шинж чанарыг сайжруулж, хөдөлгүүрийн жигд ажиллагааг хангаж, савлагааны элэгдлийг бууруулдаг. Толгойн гадаргуу нь давхар тороор хамгаалагдсан бөгөөд катализаторын тоосонцор толгой ба хавхлаг руу орохоос сэргийлдэг бөгөөд энэ нь чичиргээ эсвэл хөдөлгүүрийн цочролын үр дүнд боломжтой юм. Үүнтэй ижил зорилгоор Intelsat IV A холбооны хиймэл дагуулын шингэн пуужингийн хөдөлгүүрт (24.5 N хүч) хушуу нь нимгэн тороор хучигдсан байдаг. Маш бага (0.1 ... 0.4 Н) хүч чадалтай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын хувьд гидразиныг камерт оруулахаас өмнө хийжүүлж болно (гидразин хэвийн буцалгах цэг нь 387 К).

Катализаторын багцыг задралын камерын хөндийд найдвартай бэхэлсэн байх ёстой бөгөөд катализаторын тоосонцор орохоос сэргийлнэ (Зураг 8.9), бүтцийн элементүүдэд ашигласан материал нь нитратжилтад тэсвэртэй байх ёстой. Тодруулбал, Intelsat IV A хиймэл дагуулын шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн катализаторын багцыг цагаан алтны хайлшаар хийсэн давхар торон дотор байрлуулсан.

REA 204 хөдөлгүүрийн катализаторын багц нь цоолсон дэлгэцээр хоёр хэсэгт хуваагдана. Дээд хэсэг нь гидразин хурдан задарч, хөдөлгүүрийн тогтвортой ажиллагааг хангадаг нарийн ширхэгтэй lIIell-405 катализаторыг ашигладаг. Катализаторын багцын гидравлик эсэргүүцлийг багасгахын тулд бүдүүн ширхэгтэй Shell 405 катализаторыг доод хэсэгт байрлуулна.

Бага температурт катализаторын үйл ажиллагаа хангалтгүй байдаг. Нэмж дурдахад, ялгарсан дулааныг эхлээд катализатор болон камерын ханыг халаахад зарцуулдаг тул горимд хүрэх хугацааг хэтрүүлсэн байна. REA 204 шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр зэрэг хэд хэдэн хөдөлгүүрүүд хүйтэн хөдөлгүүр асаахтай холбоотой савлагаа эвдрэхээс сэргийлж температурыг хадгалахын тулд цахилгаан савлагаа халаагуур ашигладаг. Энэ хөдөлгүүр нь nichrome цахилгаан халаалтын хоёр элементийг ашигладаг (Н= 3.8 Вт; В= 28 В), Inconel 600-ээр хийсэн орон сууцанд байрлуулсан. Катализаторын багцыг нэлээд удаан халааж болно - 30 минут хүртэл.

Мөхлөгүүдийн бат бэх шинж чанарыг сайжруулахын тулд катализаторыг тусгай эрчимтэй боловсруулалтанд хамруулж, илүү их бөмбөрцөг байдлыг баталгаажуулдаг; Ялангуяа тэд ойролцоогоор 0.75 бөмбөрцгийн коэффициент бүхий 0.6 мм-ийн диаметртэй бөмбөрцөг хэлбэртэй мөхлөгүүдийг ашигладаг (энэ коэффициент нь бөмбөрцгийн гадаргуугийн талбайн катализаторын мөхлөгийн гадаргуугийн талбайн харьцаатай тэнцүү юм) . Тасалгааг хангалттай нягт дүүргэх нь электродинамик чичиргээгээр хангагдана.

хувьд нэн чухал. Задрах камерын диаметрийг тооцоолохдоо түүний урсгалын хурдыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 0.75 ... 3.5 г / (см 2 сек) тэнцүү байна.

10 Н хүч чадалтай гидразин камерын параметрүүдийн ердийн утгыг доор харуулав: урсгалын хурд 3.5 г/ (см 2 с); 1" 1.P= 2256 м/с; Р k = = 1.5 МПа; "P] = 0.95; v = 4.7 см" / с; мөхлөгийн хэмжээ 0.6 мм; тэдгээрийн бөмбөрцгийн коэффициент нь 0.75; D K = 13 мм; L K = 16.3 мм; г* = 2.23 мм; капилляр шүршигч толгой дээрх даралтын уналт 0.4 МПа; катализаторын багц дахь даралтын уналт 0.25 МПа байна.

Сансрын хөлгийн LPRE камеруудын катализаторын багц нь орчны вакуумд өртдөг.

LPRE камеруудад ихэвчлэн профилжуулсан хушууг ашигладаг. Профайлтай хушууг, ялангуяа REA 204 шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн камерт ашигладаг; энэ нь богиноссон, хамгийн бага гадаргуутай. Цоргоны хэлбэрийг хамгийн бага урт, масстай хамгийн их импульс өгөхийн тулд оновчтой болгосон. Цоргоны хананы зузаан нь түүний уртын дагуу гарахад хамгийн бага утга хүртэл буурдаг бөгөөд энэ нь хангалттай хүч чадал бүхий массын бууралтыг баталгаажуулдаг.

Түлшний хавхлагыг тасалгааны дулааны урсгалаас дулаан тусгаарлахын тулд түүний фланцыг нимгэн цоолсон зайгаар холбосон бөгөөд үүнээс гадна гидразиныг хавхлагаас толгой руу нимгэн капилляр хоолойгоор дамжуулдаг. Нэмж дурдахад капилляр дамжуулах хоолой ба зайны дулааны урсгалыг хөдөлгүүрийн бэхэлгээний фланцаар хүлээн авдаг.

Гидразин камерын дараах хамгийн их утгыг олж авсан: 560 Н ба түүнээс дээш; тодорхой импульс 2300 м/с; үйл ажиллагааны циклийн тоо 5∙10 5 ажлын нийт хугацаа 1.5 105 сек; нийт түлхэлтийн импульс 5.5 MN·s. Зарим гидразин хөдөлгүүрийн тасралтгүй ажиллах хугацаа (жишээлбэл, REA 20-4 шингэн пуужингийн хөдөлгүүр) огт хязгаарлагдахгүй. CIIIA нь нийт түлхэлтийн импульс нь 0.89 MN·s, 10 6 ажиллах цикл бүхий гидразин шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг бүтээж байгаа бөгөөд гол асуудал нь материалын дулааны ядаргаа юм.

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс ялгаатай нь доод түлхэлтийн түвшинд хязгаарлалт тавьдаггүй. Хамгийн бага утгуудын нэг u - 0.212 N нь нарны аймгийн гадаад гаригууд руу нисэх зориулалттай сансрын хөлөгт ашигласан пуужингийн хөдөлгүүрийн камерт байдаг.

Ууршуулагч пропан ашиглах үед бүр ч бага ноорог авч болно. Гидразин хөдөлгүүрийн системийн хамт чиг баримжааны өндөр нарийвчлалыг хангах зорилготой ийм системийг 1983 онд хөөргөсөн Баруун Европын Сансар судлалын агентлагийн Эксо хиймэл дагуулд ашигладаг бөгөөд түүний тусламжтайгаар түлхэлтийг 30...50-ийн хооронд өөрчлөх боломжтой. мН.

Тодорхой импульсийг ойролцоогоор 30% -иар нэмэгдүүлэхийн тулд зарим хөдөлгүүрийн системд хиймэл хиймэл дагуул ашигладаг. задралын бүтээгдэхүүний цахилгаан халаалт.Энэ өсөлтийг импульсийн горимд ажилладаг шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт гидразин задрах үед ялгарах дулааны ихээхэн хэсэг нь катализатор ба камерын ханыг халаахад, харин дулааны задралтай шингэн түлш пуужингийн хөдөлгүүрт зарцуулагддагтай холбон тайлбарлаж байна. гидразин ба задралын камерын цахилгаан халаалт, задралын үед ялгарах бүх дулаан нь бараг зөвхөн задралын бүтээгдэхүүнийг хурдасгахад зарцуулагддаг.

Intelsat U хиймэл дагуулын TRW-ээс 0.3 Н хүч чадалтай дөрвөн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт задралын бүтээгдэхүүн ордог. нэмэлт камер, Тэд архирах цахилгаан халаагуураар дамжин өнгөрөх бөгөөд үүний үр дүнд хошуунд орохоос өмнө задралын бүтээгдэхүүний температур 2200 К хүртэл өсдөг. Заасан хөдөлгүүр нь ховор (сард нэг удаа) асаалттай байдаг тул нэмэлт шаардлагагүй болно. нарны хавтан. Цахилгаан халаагуурууд (катализаторын багцын цахилгаан халаагуурыг оруулаад) үндсэн нарны хавтангаар тэжээгддэг бол 15 А-ийн гүйдлийг тусдаа зайны автобусаар цахилгаан халаагуурт нийлүүлдэг. Энэ камерын дундаж хувийн импульс 2900 м/с хүрдэг. Задралын бүтээгдэхүүнийг цахилгаанаар халаасны үр дүнд гидразины жингийн хэмнэлт нь ойролцоогоор 20 кг байна.

Rockit Research-ийн ижил төстэй дөрвөн пуужингийн хөдөлгүүрийг GTE G Star, GTE Spacenet болон ASC хиймэл дагуулууд ашигладаг. Эдгээр шингэн түлшний хөдөлгүүрүүд нь 311.5 кН секунд хүртэл нийт түлхэлтийн импульс өгдөг. Хиймэл дагуулын хөдөлгүүрүүд нь зөвхөн байнгын түлхэлтийн горимд ажилладаг бөгөөд хиймэл дагуулын хойд-өмнөд чиглэлийг хадгалахад ашиглагддаг. Ийм шингэн түлшний хөдөлгүүрүүдийг Satcom IR ба IIR хиймэл дагуулуудад туршсан бөгөөд тэдгээр нь 6.12 10 4 секундээс илүү хугацаанд ажилласан. Хэдийгээр хиймэл дагуул нь цахилгаанаар халдаг задралын бүтээгдэхүүн бүхий дөрвөн шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрээр тоноглогдсон ч маневр бүрт зөвхөн хоёрыг нь ашигладаг (нөгөө хоёр хөдөлгүүр нь нөөц юм).

Цахилгаан халаалттай задралын бүтээгдэхүүн бүхий шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хэсгийг Зураг дээр үзүүлэв. 8.10. Хөдөлгүүрийн нэг хэсэг болох дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ялгаж болно: цахилгаан халаагууртай түлшний хавхлага; хийн гаралтын хоолой бүхий задралын камер; дулааны хамгаалалт бүхий катализаторын багцын цахилгаан халаагуур; задралын бүтээгдэхүүний цахилгаан халаалтын нэгж; цацраг болон дулааны дэлгэц бүхий дулаан солилцуурын блок, дээр дурдсан эд анги, блокуудыг бэхлэх угсралтын хэсэг.

Эдгээр хөдөлгүүрт зориулсан катализаторын багц нь Вояжерийн хөтөлбөрт зориулан боловсруулсан, одоогоор 0.89 Н хүч чадалтай (12 ийм хөдөлгүүр нь ижил хиймэл дагуулын эрчим хүчний системд багтсан) стандарт гидразин пуужингийн хөдөлгүүрийн багцтай төстэй юм. бүх RCA хиймэл дагуул дээр ашиглагддаг.

Задрах камер нь конус хэлбэрийн алтаар бүрсэн дулааны хамгаалалттай.

Цорго нь дулаан солилцогчтой холбогдсон хийн яндангийн хоолойгоор солигддог.

Энэ нь конус хэлбэрийн цорго руу урсгалыг чиглүүлдэг тэнхлэгийн элементүүдтэй хоёр төвлөрсөн цилиндр хэсгүүдээс бүрдэнэ. Задрах бүтээгдэхүүний цахилгаан халаагуур нь дулаан солилцуурын төв хэсэгт байрладаг. Энэ нь тэнхлэгийн чиглэлд дулааны урсгалаас сэргийлэхийн тулд цацрагийн дэлгэцээр тоноглогдсон. Цахилгаан халаагуураас цацрагийн дулааны урсгал нь дулааны солилцооны дотоод хэсэгт хүрдэг. Энэ хэсгийг угааж буй задралын бүтээгдэхүүн нь температурыг зохих хэмжээгээр нэмэгдүүлэх замаар дулааныг шингээдэг. Дулаан солилцуур нь хүрээлэн буй орчинд дулаан алдагдахаас сэргийлдэг олон тооны дэлгэцтэй.

Задралын бүтээгдэхүүний цахилгаан мотор эвдэрсэн тохиолдолд эдгээр камерууд нь катализаторын оролцоотойгоор гидразины задралын горимд ажилладаг.

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн ашиглалтын хугацаа маш урт байдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн хязгаарлагдмал нөөцтэй цахилгаан халаагуур ашиглахад л багасдаг.

Гидразины шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг сансрын хөлөг болон хиймэл дагуулын чиг баримжаа олгох хөдөлгүүрийн системд өргөн ашигладаг.

Ийм хөдөлгүүр нь ихэвчлэн богино хугацаанд (7...10 мс хүртэл) импульсээр ажилладаг тул ийм хөдөлгүүрийн камер болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн процессууд хөдөлгөөнгүй байдаг.

Халуунд тэсвэртэй хайлшийг ихэвчлэн нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын материал болгон сонгодог, учир нь материал нь өндөр температур, гидразины задралын хийн бүтээгдэхүүн (ялангуяа нитрид) -ийн нарийн төвөгтэй нөлөөг удаан хугацаанд тэсвэрлэх ёстой; жишээлбэл, Intelsat хиймэл дагуулын пуужингийн хөдөлгүүрийн камер Н A" нь I-605 кобальтын хайлшаар хийгдсэн.

Hastelloy-B хайлш, зэврэлтэнд тэсвэртэй ган болон бусад материалыг мөн ашигладаг. Нарны аймгийн гадаад гаригууд руу нисэх зориулалттай хөлгийн LPRE камерыг нарны цацрагийн тусгалыг багасгах зорилгоор аноджуулсан хөнгөн цагаанаар хийхээр төлөвлөж байна.

LPRE камеруудыг төлөвлөхдөө аюулгүй байдлын хязгаарыг нэг ба хагастай тэнцүү байхаар сонгож, эвдрэлийн даралтыг хамгийн их ажлын даралтаас 2 дахин ихэсгэдэг.

Цоргоны хамгийн бага хөндлөн огтлолын (0.8 мм ба түүнээс бага) диаметр багатай тул LPRE камерын үйлдвэрлэл харьцангуй төвөгтэй байдаг; ялангуяа хошууны нарийссан хэсгээс салах хэсэг рүү өндөр нарийвчлалтайгаар жигд шилжихийг хангах нь нэлээд хэцүү байдаг.

Шингэн пуужингийн хөдөлгүүр (LPRE)- Шингэн, түүний дотор шингэрүүлсэн хий зэргийг пуужингийн түлш болгон ашигладаг химийн пуужингийн хөдөлгүүр. Ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо нь нэг, хоёр, гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшний хөдөлгүүрийг ялгадаг.

Нэвтэрхий толь бичиг YouTube

1 / 5

✪ ПУУЖИН ХӨДӨЛГҮҮР ХЭРХЭН АЖИЛДАХ ВЭ? [LPRE]

✪ Шингэн пуужингийн хөдөлгүүр RD-191

✪ пуужингийн хөдөлгүүр

✪ 🌑 Пуужингийн хөдөлгүүрийн парадокс буюу пуужингийн парадоксууд Гайхалтай туршилт Игорь Белецки

✪ RDM-60-5 No 36 (NN-Фруктоз-Сорбитол-S-Fe2O3 61.4%-25%-8%-5%-0.6%)

Хадмал орчуулга

Өгүүллэг

Шингэн бодис, тэр дундаа шингэн устөрөгч, хүчилтөрөгчийг пуужингийн түлш болгон ашиглах боломжийг К.Е.Циолковский 1903 онд хэвлэгдсэн "Тийрэлтэт багаж ашиглан дэлхийн орон зайг судлах" өгүүлэлдээ дурдсан байдаг. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн анхны туршилтын хөдөлгүүрийг 1926 онд Америкийн зохион бүтээгч Роберт Годдард бүтээжээ. 1931-1933 онд ижил төстэй бүтээн байгуулалтыг ЗХУ-д Ф.А.Зандерын удирдлаган дор хэсэг бүлэг сонирхогчид хийжээ. Энэхүү ажлыг 1933 онд зохион байгуулагдсан RNII-д үргэлжлүүлж, 1939 онд ORM-65 хөдөлгүүртэй 212 далавчит пуужингийн нислэгийн туршилтыг хийжээ.

20-р зууны эхний хагаст шингэн түлшний хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх хамгийн том амжилтыг Германы дизайнерууд Уолтер Тиел, Хелмут Уолтер, Вернер фон Браун болон бусад хүмүүс Дэлхийн 2-р дайны үеэр шингэн түлшээр ажилладаг бүхэл бүтэн цуврал бүтээжээ цэргийн пуужингийн хувьд: баллистик V-2, зенитийн Вассерфалл, "Шметтерлинг", "Рейнточтер R3". Гуравдугаар Рейхийн үед 1944 он гэхэд ерөнхий удирдлаган дор пуужингийн шинжлэх ухааны шинэ салбар бий болжээ. В.Дорнбергер, бусад орнуудад шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх ажил туршилтын шатандаа байсан.

Дайны төгсгөлд Германы зохион бүтээгчдийн бүтээн байгуулалт нь ЗХУ болон АНУ-д пуужингийн шинжлэх ухааны чиглэлээр судалгаа явуулахад түлхэц өгч, Германы олон эрдэмтэн, инженерүүд, түүний дотор В.фон Браун цагаачилжээ. Зэвсэглэлийн уралдааны дэгдэлт, ЗХУ, АНУ-ын сансар судлалын манлайллын төлөөх өрсөлдөөн нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх хүчтэй түлхэц болсон юм.

1957 онд ЗСБНХУ-д С.П.Королевын удирдлаган дор R-7 ICBM бүтээгдсэн бөгөөд шингэн түлшээр ажилладаг RD-107, RD-108 хөдөлгүүрүүдээр тоноглогдсон бөгөөд тэр үед дэлхийн хамгийн хүчирхэг, дэвшилтэт хөдөлгүүрүүд байсан. В.П. Глушкогийн удирдлага. Энэхүү пуужинг дэлхийн анхны хиймэл дагуул, анхны хүнтэй сансрын хөлөг, гариг ​​хоорондын датчикийн тээвэрлэгч болгон ашигласан.

1969 онд анхны сансрын хөлөгСанчир гариг ​​5 зөөгч пуужингаар сар руу нисэх замд хөөргөсөн Аполло цувралын эхний шат нь 5 F-1 хөдөлгүүрээр тоноглогдсон байв. F-1 нь 1976 онд ЗХУ-ын Энергомаш дизайны товчооны бүтээсэн дөрвөн камертай RD-170 хөдөлгүүрээс бага хүч чадалтай, нэг камертай шингэн түлшний хөдөлгүүрүүдээс хамгийн хүчирхэг нь юм.

Одоогийн байдлаар шингэн түлшний хөдөлгүүрийг сансрын хөтөлбөрүүдэд өргөн ашиглаж байна. Дүрмээр бол эдгээр нь криоген бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий шингэн пуужингийн хөдөлгүүр юм. IN цэргийн техникШингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг харьцангуй ховор, ихэвчлэн хүнд пуужинд ашигладаг. Ихэнхдээ эдгээр нь өндөр буцалгах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд юм.

Хэрэглэх хүрээ, давуу болон сул талууд

Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайн ба ажиллах зарчим

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайны маш олон янзын схемүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийн үйл ажиллагааны үндсэн зарчим ижил байдаг. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайн, үйл ажиллагааны зарчмыг хамгийн түгээмэл, загвар нь сонгодог болсон насосны түлшээр хангадаг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хөдөлгүүрийн жишээг авч үзье. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн бусад төрлийн хөдөлгүүрүүд (гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бусад) нь авч үзэж буй хувилбаруудын хялбаршуулсан хувилбарууд бөгөөд тэдгээрийг тайлбарлахдаа хялбаршуулсан хувилбаруудыг зааж өгөхөд хангалттай байх болно.

Зураг дээр. 1-д шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн төхөөрөмжийг бүдүүвчээр үзүүлэв.

Түлшний систем

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн түлшний систем нь шаталтын камерт түлш нийлүүлэхэд ашигладаг бүх элементүүд - түлшний сав, дамжуулах хоолой, турбо насосны төхөөрөмж (TNA) - нэг тэнхлэгт суурилуулсан насос ба турбин, форсункаас бүрдэх нэгжийг агуулдаг. толгой, түлшний урсгалыг зохицуулдаг хавхлагууд.

Шахуургын тэжээлтүлш нь хөдөлгүүрийн камерт хэдэн арван атмосферээс 250 атм хүртэл өндөр даралтыг бий болгох боломжийг олгодог (LPRE 11D520 RN "Zenit"). Өндөр даралт нь ажлын шингэний илүү их тэлэлт өгдөг бөгөөд энэ нь өндөр тодорхой импульс хүрэх урьдчилсан нөхцөл юм. Үүнээс гадна, шатаах камерт өндөр даралтын үед хөдөлгүүрийн хүч ба жингийн харьцааны илүү сайн утгыг олж авдаг - хөдөлгүүрийн жингийн хүч ба жингийн харьцаа. Энэ үзүүлэлтийн утга өндөр байх тусам хөдөлгүүрийн хэмжээ, жин бага байх тусам (ижил хэмжээний түлхэлттэй), түүний төгс төгөлдөр байдлын зэрэг өндөр байх болно. Шахуургын системийн давуу тал нь өндөр хүч чадалтай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрт, жишээлбэл, хөөргөх тээврийн хэрэгслийн хөдөлгөх системд мэдэгдэхүйц юм.

Зураг дээр. 1, TNA турбины яндангийн хий нь хушууны толгойгоор дамжуулан түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамт шаталтын камерт ордог (11). Ийм хөдөлгүүрийг хаалттай циклийн хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг (өөрөөр хэлбэл хаалттай хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг) бөгөөд түлшний бүх урсгал, түүний дотор TPU хөтөчид ашигладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камераар дамжин өнгөрдөг. Ийм хөдөлгүүрийн турбины гаралтын даралт нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камерынхаас өндөр байх ёстой бөгөөд турбиныг тэжээж буй хийн генератор (6) руу ороход бүр ч өндөр байх ёстой. Эдгээр шаардлагыг хангахын тулд шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүр өөрөө ажилладаг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (өндөр даралтын үед) турбиныг жолоодоход ашигладаг (бүрдэл хэсгүүдийн өөр харьцаатай, ихэвчлэн илүүдэл түлшээр ажилладаг, дулааны ачааллыг багасгахын тулд турбин).

Хаалттай циклийн өөр хувилбар нь турбины яндан нь яндангийн хоолойгоор дамжин байгаль орчинд шууд ялгардаг нээлттэй цикл юм. Нээлттэй циклийг хэрэгжүүлэх нь техникийн хувьд илүү хялбар байдаг, учир нь турбины ажиллагаа нь шингэн түлшний хөдөлгүүрийн камерын ажиллагаатай холбоогүй бөгөөд энэ тохиолдолд TPU нь ерөнхийдөө өөрийн бие даасан түлшний системтэй байж болох бөгөөд энэ нь түлшний ажиллагааг хялбаршуулдаг. бүх хөдөлгүүрийн системийг эхлүүлэх. Гэхдээ хаалттай циклийн системүүд нь тодорхой импульсийн утгатай байдаг бөгөөд энэ нь дизайнеруудыг хэрэгжүүлэхэд тулгарч буй техникийн бэрхшээлийг даван туулахад хүргэдэг, ялангуяа энэ үзүүлэлтэд өндөр шаардлага тавьдаг том хөөргөх тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүрүүдэд.

Зураг дээрх диаграммд. 1 нэг шахуургын шахуурга нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийг шахдаг бөгөөд энэ нь эд ангиуд нь харьцуулж болох нягттай тохиолдолд зөвшөөрөгддөг. Түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг ихэнх шингэний хувьд нягт нь 1 ± 0.5 г/см³-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь хоёр шахуургад нэг турбо хөтөч ашиглах боломжийг олгодог. Үл хамаарах зүйл бол шингэн устөрөгч бөгөөд 20 К температурт 0.071 г / см³ нягттай байдаг. Ийм хөнгөн шингэн нь илүү өндөр эргэлтийн хурдыг багтаасан огт өөр шинж чанартай шахуургыг шаарддаг. Тиймээс устөрөгчийг түлш болгон ашиглах тохиолдолд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрт бие даасан түлшний шахуургыг өгдөг.

Нүүлгэн шилжүүлэх систем.Хөдөлгүүрийн хүч багатай (тиймээс түлш бага зарцуулдаг) турбо насосны хэсэг нь хэт "хүнд" элемент болж, хөдөлгүүрийн системийн жингийн шинж чанарыг улам дордуулдаг. Шахуургын түлшний системийн өөр хувилбар бол нүүлгэн шилжүүлэлттэй түлшний систем бөгөөд шаталтын камерт түлш нийлүүлэх нь шахсан хий, ихэвчлэн азотоор үүсгэгддэг түлшний савны даралтаар хангадаг бөгөөд энэ нь шатамхай биш, шатдаггүй. -хортой, исэлддэггүй, үйлдвэрлэхэд харьцангуй хямд. Бусад хий нь шингэн устөрөгчийн температурт өтгөрч, шингэн болж хувирдаг тул гелийг шингэн устөрөгчтэй савыг дарахад ашигладаг.

Зураг дээрх диаграмаас нүүлгэн шилжүүлэх түлшний хангамжийн системтэй хөдөлгүүрийн ажиллагааг авч үзэхдээ. 1-д TNA-г оруулаагүй бөгөөд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг савнаас пуужингийн хөдөлгүүрийн үндсэн хавхлагууд руу шууд нийлүүлдэг (9, 10). Эерэг шилжилтийн үед түлшний савны даралт нь шатаах камертай харьцуулахад өндөр байх ёстой бөгөөд танк нь насосны түлшний системээс илүү хүчтэй (мөн хүнд) байх ёстой. Практикт нүүлгэн шилжүүлэлттэй түлшний хөдөлгүүрийн шаталтын камер дахь даралтыг 10-15 хэмээр хязгаарладаг. Ихэвчлэн ийм хөдөлгүүрүүд харьцангуй бага хүч чадалтай байдаг (10 тонн дотор). Нүүлгэн шилжүүлэх системийн давуу тал нь дизайны энгийн байдал, хөдөлгүүрийн эхлүүлэх командын хариу урвалын хурд, ялангуяа өөрөө шатдаг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглах тохиолдолд юм. Ийм хөдөлгүүрийг сансар огторгуйд сансрын хөлгүүдийн маневр хийхэд ашигладаг. Нүүлгэн шилжүүлэх системийг Аполло сарны сансрын хөлгийн бүх гурван хөдөлгүүрийн системд ашигласан - үйлчилгээ (хүч 9760 кгс), буух (хүч 4760 кгс), хөөрөх (хүч 1950 кгф).

Цоргоны толгой- түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шатаах камерт шахах зориулалттай цорго суурилуулсан төхөөрөмж. (Та энэ нэгжийн буруу нэрийг ихэвчлэн олж болно "холигч толгой". Энэ нь буруу орчуулга, англи хэл дээрх нийтлэлүүдийн хуулбар юм. Алдааны мөн чанар нь түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн холилдох нь шаталтын эхний гуравны нэгд тохиолддог явдал юм. камер, форсункийн толгойд биш.) Инжекторуудад тавигдах гол шаардлага бол камерт орохдоо эд ангиудыг аль болох хурдан, сайтар холих явдал юм, учир нь тэдгээрийн гал асаах, шатаах хурд нь үүнээс хамаарна.
Жишээлбэл, F-1 хөдөлгүүрийн хушууны толгойгоор секунд тутамд 1.8 тонн шингэн хүчилтөрөгч, 0.9 тонн керосин шаталтын камерт ордог. Энэ түлш, түүний шаталтын бүтээгдэхүүний хэсэг тус бүрийн камерт байх хугацааг миллисекундээр тооцдог. Энэ хугацаанд түлшийг аль болох бүрэн шатаах хэрэгтэй, учир нь шатаагүй түлш нь түлхэлт, тодорхой импульс алдагдана гэсэн үг юм. Энэ асуудлыг шийдэхэд хэд хэдэн арга хэмжээ авч болно:

• Нэг хошуугаар дамжин өнгөрөх урсгалын хурдыг пропорциональ багасгах замаар толгойн цоргоны тоог хамгийн их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх. (F-1 хөдөлгүүрийн форсункийн толгой нь 2600 хүчилтөрөгч, 3700 керосин форсунктай.)
• Толгойн цоргоны тусгай геометр ба түлш, исэлдүүлэгч хушууг солих дараалал.
• Цоргоны сувгийн тусгай хэлбэр бөгөөд үүний улмаас шингэн нь сувгаар дамжин өнгөрөхөд эргэлт үүсдэг бөгөөд энэ нь камерт орох үед төвөөс зугтах хүчээр хажуу тийшээ тархдаг.

Хөргөлтийн систем

Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камерт явагдаж буй үйл явц хурдацтай явагддаг тул камерт үүссэн нийт дулааны зөвхөн өчүүхэн хэсэг (хувийн хэсэг) нь хөдөлгүүрийн бүтцэд шилждэг. Шаталтын өндөр температур (заримдаа 3000 К-ээс дээш), их хэмжээний дулаан ялгардаг, тэр ч байтугай багахан хэсэг нь хөдөлгүүрийг дулаанаар устгахад хангалттай байдаг тул шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн материаллаг хэсгийг өндөр температураас хамгаалах асуудал гардаг. маш их хамааралтай. Үүнийг шийдэхийн тулд ихэвчлэн хосолсон хоёр үндсэн арга байдаг - хөргөлт ба дулааны хамгаалалт.

Шахдаг түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хувьд хөргөлтийн нэг аргыг голчлон шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын ханыг дулааны хамгаалалтын нэг аргаар ашигладаг. урсгалын хөргөлтТэгээд хананы давхарга [үл мэдэгдэх нэр томъёо ] . Ихэнхдээ эерэг шилжилттэй түлшний систем бүхий жижиг хөдөлгүүрт ашиглагддаг. ablative хөргөх арга.

Урсгалын хөргөлтЭнэ нь шаталтын камерын хана ба цоргоны дээд, хамгийн халсан хэсэгт нэг аргаар (заримдаа "хөргөх хүрэм" гэж нэрлэдэг) хөндий үүсдэг бөгөөд үүгээр түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэг нь ( ихэвчлэн түлш) хошууны толгой руу орохоос өмнө өнгөрч, тасалгааны ханыг хөргөнө.

Хэрэв хөргөлтийн бүрэлдэхүүн хэсэгт шингэсэн дулааныг хөргөлтийн шингэний хамт камерт буцааж өгвөл ийм системийг "" гэж нэрлэдэг. нөхөн төлжих", хэрэв татгалзсан дулаан нь шаталтын камерт орохгүй, харин гадна талд асгавал үүнийг " гэж нэрлэдэг. бие даасан» урсгалаар хөргөх аргаар.

Хөргөх хүрэм бүтээхийн тулд янз бүрийн технологийн аргыг боловсруулсан. Жишээлбэл, шингэн түлшээр ажилладаг V-2 пуужингийн камер нь бие биенийхээ хэлбэрийг давтдаг дотоод ("галын хана" гэж нэрлэгддэг) ба гаднах хоёр ган бүрхүүлээс бүрддэг. Хөргөх бүрэлдэхүүн хэсэг (этанол) нь эдгээр бүрхүүлийн хоорондох цоорхойгоор дамждаг. Цоорхойн зузаан дахь технологийн хазайлтын улмаас шингэний жигд бус урсгал үүсч, улмаар дотоод бүрхүүлийн хэт халалтын орон нутгийн бүсүүд үүсч, эдгээр бүсэд ихэвчлэн шатаж, гамшгийн үр дагаварт хүргэдэг.

Орчин үеийн хөдөлгүүрт камерын хананы дотоод хэсэг нь өндөр дулаан дамжуулалттай хүрэл хайлшаар хийгдсэн байдаг. Энэ нь тээрэмдэх (15D520 RN 11K77 Zenith, RN 11K25 Energy) эсвэл хүчиллэг сийлбэр (SSME Space Shuttle) аргаар нарийн нимгэн ханатай суваг үүсгэдэг. Гаднаас нь харахад энэ бүтэц нь тасалгааны дотоод даралтын хүчийг шингээдэг ган эсвэл титанаар хийсэн даацын хуудасны бүрхүүлд нягт ороосон байдаг. Хөргөх бүрэлдэхүүн хэсэг нь сувгаар дамжин эргэлддэг. Заримдаа хөргөх хүрэм нь нимгэн дулаан дамжуулагч хоолойноос угсарч, битүүмжлэхийн тулд хүрэл хайлшаар битүүмжилдэг боловч ийм танхимууд нь бага даралтанд зориулагдсан байдаг.

Ханын давхарга [үл мэдэгдэх нэр томъёо ] (хязгаарын давхарга, америкчууд мөн "хөшиг" гэсэн нэр томъёог ашигладаг) нь шаталтын камер дахь хийн давхарга бөгөөд камерын хананд ойрхон байрладаг бөгөөд гол төлөв түлшний уураас бүрддэг. Ийм давхаргыг зохион байгуулахын тулд холих толгойн захын дагуу зөвхөн түлшний хушууг суурилуулсан. Илүүдэл түлш, исэлдүүлэгч дутагдалтай тул хананы ойролцоох давхарга дахь химийн шаталтын урвал нь камерын төв бүсээс хамаагүй бага эрчимтэй явагддаг. Үүний үр дүнд хананы давхаргын температур нь камерын төв бүсийн температураас хамаагүй бага бөгөөд энэ нь хамгийн халуун шаталтын бүтээгдэхүүнтэй шууд харьцахаас тасалгааны ханыг тусгаарладаг. Заримдаа үүнээс гадна тасалгааны хажуугийн хананд хушуу суурилуулж, түлшний хэсгийг хөргөх хүрэмнээс шууд тасалгаа руу гаргаж, ханын давхаргыг бий болгох зорилготой.

Пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь хариуцлагатай ажил бөгөөд түүнийг гүйцэтгэх явцад онцгой нөхцөл байдал үүссэн тохиолдолд ноцтой үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.

Хэрэв түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өөрөө шатдаг, өөрөөр хэлбэл бие биетэйгээ бие биетэйгээ харьцахдаа химийн шаталтын урвалд ордог бол (жишээлбэл, гептил / азотын хүчил) шаталтын процессыг эхлүүлэх нь асуудал үүсгэдэггүй. Гэхдээ бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тийм биш тохиолдолд (жишээлбэл, хүчилтөрөгч / керосин) гадны гал асаагч шаардлагатай бөгөөд түүний үйл ажиллагаа нь шаталтын камерт түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлүүлэхтэй яг тохирч байх ёстой. Шатагдаагүй түлшний хольц нь асар их хор хөнөөлтэй тэсрэх бодис бөгөөд түүний танхимд хуримтлагдах нь ноцтой осолд аюул учруулдаг.

Түлшний шаталтын дараа түүний шаталтын тасралтгүй үйл явц нь өөрөө явагддаг: шаталтын камерт шинээр орж ирж буй түлш нь өмнө нь оруулсан хэсгүүдийг шатаах явцад үүссэн өндөр температурын улмаас гал авалцдаг.

Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийг асаах үед шаталтын камерт түлшийг анх удаа асаахын тулд янз бүрийн аргыг ашигладаг.

• Хөдөлгүүрийг асаах үйл явцын эхэнд нэмэлт түлшний тусгай, нэмэлт хушуугаар дамжуулан камерт оруулдаг өөрөө шатдаг эд ангиудыг ашиглах (ихэвчлэн фосфор агуулсан түлшинд суурилсан, хүчилтөрөгчтэй харьцахдаа өөрөө шатдаг). систем, шаталт эхэлсний дараа үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлүүлдэг. Нэмэлт түлшний систем байгаа нь хөдөлгүүрийн дизайныг төвөгтэй болгодог боловч хэд хэдэн удаа дахин асаах боломжийг олгодог.
• Инжекторын толгойн ойролцоох шаталтын камерт байрладаг цахилгаан гал асаагч нь асаалттай үед цахилгаан нум эсвэл хэд хэдэн өндөр хүчдэлийн оч ялгаруулдаг. Энэхүү гал асаагч нь нэг удаагийнх юм. Түлшийг асаахад шатдаг.
• Пиротехникийн гал асаагч. Цоргоны толгойн ойролцоо жижиг пиротехникийн тэсрэх бөмбөгийг камерт байрлуулсан бөгөөд энэ нь цахилгаан гал хамгаалагчаар асдаг.

Хөдөлгүүрийг автоматаар асаах нь гал асаагчийн үйл ажиллагаа болон түлшний нийлүүлэлтийг цаг хугацаанд нь зохицуулдаг.

Шахуургын түлшний систем бүхий том хэмжээний шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ: эхлээд насос ажиллаж, хурдасдаг (энэ процесс нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэж болно), дараа нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн гол хавхлагуудыг эргүүлнэ. дээр, ихэвчлэн хоёр ба түүнээс дээш үе шаттайгаар, шат дамжлага хүртэл аажмаар нэмэгддэг.

Харьцангуй жижиг хөдөлгүүрүүдийн хувьд пуужингийн хөдөлгүүрийг "их буу" гэж нэрлэдэг 100% хүчээр нэн даруй эхлүүлэх дасгал хийдэг.

LRE автомат удирдлагын систем

Орчин үеийн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь нэлээд төвөгтэй автоматжуулалтаар тоноглогдсон бөгөөд дараахь ажлуудыг гүйцэтгэх ёстой.

• Хөдөлгүүрийг аюулгүй асааж, үндсэн горимд оруулна.
• Тогтвортой үйл ажиллагааны нөхцлийг хадгалах.
• Нислэгийн хөтөлбөрийн дагуу эсвэл гадны удирдлагын системийн тушаалын дагуу түлхэлтийн өөрчлөлт.
• Пуужин өгөгдсөн тойрог замд (траектор) хүрэх үед хөдөлгүүрийг унтраах.
• Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэглээний харьцааг зохицуулах.

Түлш ба исэлдүүлэгчийн гидравлик эсэргүүцлийн технологийн өөрчлөлтөөс шалтгаалан бодит хөдөлгүүр дэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн урсгалын харьцаа тооцоолсон хэмжээнээс ялгаатай бөгөөд энэ нь тооцоолсон утгатай харьцуулахад түлхэц, тодорхой импульс буурахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд пуужин түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэгийг нь бүрэн дуусгасан тул даалгавраа хэзээ ч дуусгахгүй байж магадгүй юм. Пуужингийн шинжлэх ухааны эхэн үед тэд түлшний баталгаат нөөцийг бий болгох замаар үүнтэй тэмцэж байсан (пуужин нь тооцоолсон хэмжээнээс илүү түлшээр дүүрсэн тул энэ нь бодит нислэгийн нөхцлийн тооцоолсон хэмжээнээс хазайхад хангалттай байх болно) . Баталгаат түлшний хангамжийг ачааны зардлаар бий болгодог. Одоогийн байдлаар том пуужингууд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэглээний харьцааг автоматаар хянах системээр тоноглогдсон бөгөөд энэ нь тооцоолсон харьцаатай ойролцоо байх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр баталгаат түлшний хангамжийг бууруулж, улмаар ачааны массыг нэмэгдүүлдэг.
Хөдөлгүүрийн системийн автомат удирдлагын систем нь түлшний системийн янз бүрийн цэгүүд дэх даралт ба урсгалын мэдрэгчийг агуулдаг бөгөөд түүний гүйцэтгэх байгууллагууд нь пуужингийн хөдөлгүүр ба турбины хяналтын хавхлагуудын гол хавхлагууд юм (1-р зурагт - 7, 8, 9-р байрлалууд ба 10).

Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох нь шингэн түлшний хөдөлгүүрийг зохион бүтээхэд хамгийн чухал шийдвэрүүдийн нэг бөгөөд хөдөлгүүрийн дизайны олон нарийн ширийн зүйлийг урьдчилан тодорхойлж, дараагийн техникийн шийдлүүдийг тодорхойлдог. Тиймээс шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн түлшийг сонгохдоо хөдөлгүүрийн зорилго, түүнийг суурилуулсан пуужин, тэдгээрийн ашиглалтын нөхцөл, үйлдвэрлэлийн технологи, хадгалах, хөөргөх талбай руу тээвэрлэх зэргийг иж бүрэн харгалзан үздэг. , гэх мэт.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хослолыг тодорхойлдог хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг бол тодорхой импульс юм чухалсансрын хөлөгт хөөргөх төхөөрөмжийг зохион бүтээхдээ түлшний жин ба даацын харьцаа, улмаар бүх пуужингийн хэмжээ, массын харьцаа (Циолковскийн томъёог үзнэ үү), хэрэв тодорхой импульс хангалттай өндөр биш бол ийм байж болно. бодит бус, үүнээс ихээхэн шалтгаална. Дараах хүснэгтэд шингэн түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зарим хослолын үндсэн шинж чанарыг харуулав.

Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй түлшний уурын шинж чанар

Исэлдүүлэгч	Шатахуун	Дундаж нягтрал түлш, г/см³	Өрөөний температур шаталт, К	Тодорхой хүчингүй импульс, с
Хүчилтөрөгч	Устөрөгч	0,3155	3250	428
Хүчилтөрөгч	Керосин	1,036	3755	335
Хүчилтөрөгч		0,9915	3670	344
Хүчилтөрөгч	Гидразин	1,0715	3446	346
Хүчилтөрөгч	Аммиак	0,8393	3070	323
Азотын тетроксид	Керосин	1,269	3516	309
Азотын тетроксид	Тэгш хэмт бус диметилгидразин	1,185	3469	318
Азотын тетроксид	Гидразин	1,228	3287	322
Фтор	Устөрөгч	0,621	4707	449
Фтор	Гидразин	1,314	4775	402
Фтор	Пентаборан	1,199	4807	361

Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохдоо тодорхой түлхэцээс гадна түлшний шинж чанарын бусад үзүүлэлтүүд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг, үүнд:

• Нягт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн савны хэмжээсүүдэд нөлөөлөх. Хүснэгтээс харахад устөрөгч нь шатамхай бөгөөд хамгийн өндөр өвөрмөц импульстэй (ямар ч исэлдүүлэгчийн хувьд) боловч маш бага нягттай байдаг. Тиймээс пуужингийн эхний (хамгийн том) үе шатууд нь ихэвчлэн керосин гэх мэт бусад (үр ашиг багатай, гэхдээ илүү нягт) түлшийг ашигладаг бөгөөд энэ нь эхний шатны хэмжээг зөвшөөрөгдөх хэмжээнд хүртэл багасгах боломжийг олгодог. Ийм "тактик" -ын жишээ бол эхний шатанд хүчилтөрөгч / керосин бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг Санчир гариг ​​5 пуужин, 2, 3-р шат нь хүчилтөрөгч / устөрөгч, эхний шатанд хатуу түлшээр ажилладаг сансрын хөлгийн систем юм.
• Буцалж буй температур, энэ нь пуужингийн ашиглалтын нөхцөлд ноцтой хязгаарлалт тавьж болно. Энэ үзүүлэлтийн дагуу шингэн түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг криоген - маш бага температурт хөргөсөн шингэрүүлсэн хий, өндөр буцалгах - 0 хэмээс дээш буцалгах температуртай шингэн гэж хуваадаг.
  • КриогенБүрэлдэхүүн хэсгүүдийг удаан хугацаагаар хадгалах эсвэл хол зайд тээвэрлэх боломжгүй тул тэдгээрийг тусгай зориулалтын хэлбэрээр (наад зах нь шингэрүүлсэн) үйлдвэрлэх ёстой. эрчим хүч их шаарддаг үйлдвэрүүд, хөөргөх талбайн ойролцоо байрладаг бөгөөд энэ нь хөөргөгчийг бүрэн хөдөлгөөнгүй болгодог. Үүнээс гадна криоген бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бусад физик шинж чанартай байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээнд нэмэлт шаардлага тавьдаг. Жишээлбэл, шингэрүүлсэн хийтэй саванд бага хэмжээний ус эсвэл усны уур байх нь маш хатуу мөсөн талстууд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд хэрэв тэдгээр нь пуужингийн түлшний системд орвол түүний хэсгүүдэд зүлгүүрийн материал болж, мөстлөгийн материал болдог. ноцтой осол гаргах. Пуужинг хөөргөхөд бэлтгэсэн олон цагийн явцад их хэмжээний хяруу хөлдөж, мөс болж хувирч, хэсэг хэсэг нь маш өндрөөс унах нь бэлтгэл ажилд оролцож буй бие бүрэлдэхүүнд аюул учруулахаас гадна пуужин өөрөө болон хөөргөх төхөөрөмж. Пуужингууд шингэрүүлсэн хийгээр дүүрсний дараа ууршиж эхэлдэг бөгөөд хөөргөх мөч хүртэл тусгай дүүргэлтийн системээр дамжуулан тасралтгүй нөхөж байх ёстой. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ууршилтын явцад үүссэн илүүдэл хий нь исэлдүүлэгч нь түлштэй холилдож, тэсрэх хольц үүсгэхгүй байх ёстой.
  • Өндөр буцалганаБүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тээвэрлэх, хадгалах, зохицуулахад илүү тохиромжтой тул 1950-иад онд цэргийн пуужингийн талбайн криоген бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сольсон. Дараа нь энэ бүс нутаг хатуу түлшинд илүү анхаарч эхэлсэн. Гэхдээ сансрын тээвэрлэгчийг бий болгохдоо криоген түлш нь эрчим хүчний хэмнэлттэй байдгаараа байр сууриа хадгалсаар байгаа бөгөөд задгай сансарт маневр хийхэд түлшийг танканд хэдэн сар, бүр жилийн турш хадгалах шаардлагатай бол өндөр буцалгах бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хамгийн тохиромжтой байдаг. Энэхүү "хөдөлмөрийн хуваагдал" -ын жишээг Аполло төсөлд хамрагдсан шингэн пуужингийн хөдөлгүүрүүдээс харж болно: Санчир гариг ​​5 зөөгч пуужингийн бүх гурван үе шат нь криоген бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг бөгөөд сарны хөлөг онгоцны хөдөлгүүрүүд нь замналыг засч залруулахад зориулагдсан. сарны тойрог замд маневр хийхдээ өндөр буцалгах тэгш хэмтэй бус диметилгидразин ба динитроген тетроксидыг ашиглана.
• Химийн түрэмгий байдал. Бүх исэлдүүлэгч бодисууд ийм чанартай байдаг. Тиймээс исэлдүүлэгчийн зориулалттай саванд бага хэмжээний органик бодис агуулагдах нь (жишээлбэл, хүний ​​хурууны үлдэгдэл өөхний толбо) гал гарахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд савны материал өөрөө гал авалцдаг (хөнгөн цагаан, магни, титан ба төмөр нь пуужингийн исэлдүүлэгчийн орчинд маш хүчтэй шатдаг). Түрэмгий шинж чанартай тул исэлдүүлэгчийг дүрмээр бол шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хөргөлтийн системд хөргөлтийн бодис болгон ашигладаггүй бөгөөд TNA хийн генераторуудад турбин дээрх дулааны ачааллыг бууруулахын тулд ажлын шингэн нь исэлдүүлэгч гэхээсээ илүү түлшээр ханасан байдаг. . Бага температурт шингэн хүчилтөрөгч нь магадгүй хамгийн найдвартай исэлдүүлэгч байж магадгүй, учир нь дитроген тетроксид эсвэл төвлөрсөн азотын хүчил зэрэг альтернатив исэлдүүлэгчид нь металуудтай урвалд ордог бөгөөд тэдгээр нь хэвийн температурт удаан хугацаагаар хадгалагдах өндөр буцалгах исэлдүүлэгчид боловч ашиглалтын хугацаа нь савнууд. тэдний байрлаж байгаа газар хязгаарлагдмал.
• Хордлоготүлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээрийн шаталтын бүтээгдэхүүн нь тэдгээрийн ашиглалтын ноцтой хязгаарлалт юм. Жишээлбэл, дээрх хүснэгтээс харахад фтор нь исэлдүүлэгч бодис болох хүчилтөрөгчөөс илүү үр дүнтэй байдаг боловч устөрөгчтэй хослуулснаар фтор устөрөгч үүсгэдэг - маш хортой, түрэмгий бодис бөгөөд хэдэн зуун, хамаагүй бага хэмжээгээр ялгардаг. Томоохон пуужин хөөргөх үед ийм шаталтын бүтээгдэхүүн агаар мандалд олон мянган тонн байх нь өөрөө хүний ​​гараар бүтсэн томоохон гамшиг юм. амжилттай хөөргөх. Мөн осол гарч, ийм хэмжээний бодис асгарсан тохиолдолд хохирлыг тооцох боломжгүй юм. Тиймээс фторыг түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаггүй. Азотын тетроксид, азотын хүчил, тэгш хэмтэй бус диметилгидразин нь бас хортой. Одоогийн байдлаар илүүд үздэг (байгаль орчны үүднээс) исэлдүүлэгч нь хүчилтөрөгч, түлш нь устөрөгч, дараа нь керосин юм.

Бага даралттай шингэн пуужингийн хөдөлгүүр нь сансрын хэрэглээнд зориулагдсан пуужингийн угсралтын хэсэг болгон ашиглах зориулалттай. Хөдөлгүүрийн шатаах камерт дотоод гадаргуу дээр хийсэн хийн бүрэлдэхүүн хэсгийг эргүүлэх эрэг, урвалын дотоод хөндий бүхий холигч элементийг нэвтрүүлдэг. Холигч элементийн өмнө суурилуулсан гал асаах төхөөрөмжид түлш шахах нүхтэй түлшний хангамжийн хөндий байдаг. Холигч элементийн гаралтын хэсэгт түүний гаднах гадаргуу дээр бут суурилуулсан бөгөөд энэ нь түлшний урсгалыг эргүүлэх зориулалттай холигч элементийн хөндийг үүсгэдэг; Түлшний эргэлтийн хөндийн гол шаталтын камерт гарах гарц нь бутанд хийсэн цагираг хэлбэрийн цухуйгаар хавчуулсан байна. Ийм пуужингийн хөдөлгүүрийг асаах арга нь үндсэн шаталтын камерт анх тогтоосон даралтын утгад хүрсний дараа өмнөх камерт түлшний хангамжийг унтрааж, түлшний бүх массын урсгалыг үндсэн шаталтын камерт шилжүүлэхэд оршино. Шинэ бүтээлүүд нь камер дахь шаталтын бүрэн байдал, өөрөө шатдаггүй түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр ажилладаг хөдөлгүүрийн түлхэлтийн тодорхой импульсийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. 2 sp.f-ly, 2 өвчтэй.

Энэхүү шинэ бүтээл нь бүтэц, эрчим хүчний эх үүсвэрийн илүүдэл массыг ашиглалтад оруулснаас хойш масс, эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэх хатуу шаардлага тавьдаг сансрын хэрэглээнд зориулагдсан пуужингийн нэгжийн нэг хэсэг болох пуужингийн технологид ашигладаг шингэн тийрэлтэт хөдөлгүүрийн салбарт хамаарна. тойрог зам нь том хэмжээтэй холбоотой эдийн засгийн зардал. Ийм хөдөлгүүрийг сансрын гүний вакуум дахь тойрог замд дахин дахин асаах ёстой. Эдгээр нь өөрөө шатдаггүй түлшний эд ангиудын хэрэглээ багатай бага хүч чадалтай хөдөлгүүрүүд (LPRE) байж болно. Шинэ бүтээлийг нисэхийн технологи, үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний нэгжүүдэд ашиглаж болно. Бага түлхэлттэй шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг (LPREM) мэддэг ("Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайн ба дизайн" -ыг үзнэ үү / Г.Г. Гахун, М., Машиностроени, 1989, хуудас. 159, Зураг 8.8). исэлдүүлэгч ба түлшний хангамжийн шугам бүхий үндсэн шаталтын камер, хаалттай хавхлагатай. Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тасалгаанд холилдох үед гал авалцдаг. Энэхүү бага хүч чадалтай хөдөлгүүрийн дизайны сул тал нь зөвхөн өөрөө шатдаг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ажиллах зориулалттай. Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг мөн анхны загвар болгон (Германы патент 1264870 M. Ангилал F 02 K 9/02-ыг үзнэ үү) мэддэг бөгөөд үндсэн шаталтын камер, өмнөх камер, түлш ба исэлдүүлэгчийн хангамжийн шугам, түлшний хангамжийн шугамыг агуулсан байдаг. үндсэн камер руу, гал асаах төхөөрөмж. Энэхүү шийдлийн сул тал нь бага хүч чадалтай хөдөлгүүрт хэрэглэх боломжийн үүднээс авч үзвэл, жагсаасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гадна хоёр турбин, гурван насос, пневмогидравликийн нарийн хэлхээг багтаасан энэхүү хөдөлгүүрийн төхөөрөмж нь том хэмжээтэй байдаг. ба хүнд бөгөөд үндсэн шаталтын камер ба өмнөх камерын хоорондох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэгний өртөгт мэдэгдэхүйц өөрчлөлт орохгүй - урсгалын хурдыг зөвхөн хяналтын хязгаарт (10% -иас ихгүй) өөрчлөх боломжтой. Тиймээс энэ шийдэл нь нэгдмэл байдалд ойрхон үндсэн танхим ба өмнөх камерын хоорондох урсгалын харьцаа багатай хөдөлгүүрт тохирохгүй. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөдөлгөх тодорхой арга байдаг ("Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийн онол ба тооцооны үндэс" -ийг үзнэ үү. /Ред. В.М. Кудрявцев, М., төгссөн сургууль , 1975, х.462, зураг. 13.23), шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг үе шаттайгаар хөөргөх, үүнд үндсэн шаталтын камерт исэлдүүлэгчийг урьдчилан нийлүүлэх, холих урсгалыг нэгэн зэрэг асаах замаар үндсэн шаталтын камерт түлш нийлүүлэх зэрэг орно. Энэ тохиолдолд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийт хэрэглээ ба камер дахь даралт нь цаг хугацааны явцад алхам алхмаар нэмэгддэг. Энэхүү эхлэлийн арга нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн анхны нийлүүлэлттэй харьцуулахад тасалгаанд даралтын өсөлтийг арилгадаг. Энэ аргыг жишээлбэл, хөөргөх үеийн хэвийн атмосферийн даралттай, хэдэн арван тонн жинтэй, хэдэн арван атмосферийн камерт даралттай хөөргөх тээврийн хэрэгслийн эхний үе шатуудын хөдөлгүүрүүдэд ашигладаг. түлшний нийт зарцуулалт өндөр. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэгний урсгалын хурдыг (жишээ нь шаталсан тэжээл) мэдэгдэхүйц бууруулах нь маш бага урсгалын хурдтай байсан ч гэсэн найдвартай гал асаах боломжийг олгодоггүй тул энэ эхлүүлэх аргыг ашиглах нь бага хүч чадалтай хөдөлгүүрийн хувьд бараг боломжгүй юм. Тасалгааны даралт нь агаар мандлынхаас хамаагүй бага байх нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн холилтын эрчмийг эрс муутгаж, шаталтын бүрэн байдал, тодорхой түлхэцийг бууруулдаг. Нэмж дурдахад, шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг танхимд бага даралттай сансарт хөөргөх нөхцөл нь заасан үүднээс алхам алхмаар хөөргөхийг шаарддаггүй. Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх тодорхой арга байдаг бөгөөд үүнийг "Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн бүтэц, дизайн" номонд 4.7-р хуудасны 77-р зурагт үзүүлсэн схемээр хэрэгжүүлсэн. Г.Г. Гахуна, М., Механик инженер, 1989 он, үүнд исэлдүүлэгч болон түлшний эхлэлийн хэсгүүдийг цахилгаан оч залгуураар түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг асаах шингэн түлшний хөдөлгүүрийн өмнөх камерт нийлүүлэх. Үүссэн шаталтын бүтээгдэхүүний урсгал нь шаталтын камерт орж буй үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг асаадаг. Энэхүү туршилтын эхлэлийн аргын сул тал нь үндсэн шаталтын камераар дамжуулж буй эд ангиудын нийт урсгал (хэдэн кг / сек-ээс их), өмнөх камер руу орох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцангуй бага хэмжээ нь 1% -иас бага байдаг. нийт урсгал нь шатаах камерын эрчим хүчний шинж чанарт (тусгай хүч, хэрэглээний цогцолбор гэх мэт) урьдчилсан камер дахь түлшний бүрэн шаталтын нөлөөлөл бага байх болно. Энэхүү эхлүүлэх аргыг ашиглах нь өндөр хүч чадалтай хөдөлгүүрт үндэслэлтэй бөгөөд үндсэн камер ба өмнөх камерт урсах бүрэлдэхүүн хэсгийн харьцаа 1.0-тэй ойролцоо байдаг шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрт бараг тохирохгүй. Энэ тохиолдолд өмнөх танхим ба үндсэн камерыг нэгэн зэрэг ажиллуулах нь хөдөлгүүрийн тодорхой түлхэлтэд ихээхэн алдагдалд хүргэдэг, учир нь өмнөх камер дахь шаталтын бүрэн байдал бага байдаг. Энэхүү шинэ бүтээлийн зорилго нь шаталтын үр ашгийг (k) нэмэгдүүлэх, өөрөө шатдаггүй түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр ажилладаг шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хувийн импульсийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Даалгаврыг шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайны шийдэл, түүнийг хөөргөх арга замаар гүйцэтгэдэг. 1. Үндсэн камер ба урьдчилсан камер, гал асаах төхөөрөмж, өмнөх камерт түлш, исэлдүүлэгчийг нийлүүлэх шугам, үндсэн шаталтын камерт түлш нийлүүлэх шугам, урвал бүхий холигч элемент бүхий бага даралттай шингэн пуужингийн хөдөлгүүр. дотоод хөндий ба түүн дээр хийсэн шураг нь дотоод гадаргуу дээрх урд талын камерт, холигч элементийн өмнө суурилуулсан гал асаах төхөөрөмжид, түлшний хангамжийн хоолойд өмнөх камерт холбогдсон түлшний хангамжийн хөндий байдаг. холигч элементийн гаралт, түүний гадна гадаргуу дээр холигч элементийн их биетэй түлшний урсгалын эргэлдэх хөндийг үүсгэдэг бут байна, энэ нь үндсэн шаталтын камерт түлш нийлүүлэх шугамаар бутанд хийсэн тангенциал сувгаар холбогдсон, Түлшний ороомгийн хөндийг гол шаталтын камер руу гаргах хэсэг нь бутанд хийсэн цагираг хэлбэрийн цухуйгаар хавчих үед исэлдүүлэгч тэжээлийн шугам нь үндсэн хажуугийн шаталтын камераас холигч элементийн шураг руу орох хаалганы урд байрлах олон талт хоолойд холбогдсон байна. . 2. Нэхэмжлэлийн 1-д заасны дагуу шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг асаах арга, үүнд урьдчилсан камерт исэлдүүлэгч бодис нийлүүлэх, дараа нь түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг асаах замаар түлшний өмнөх камерт нийлүүлэх, үүнд хүрсэний дараа. үндсэн шаталтын камерт анхны даралтын утгыг тогтоосны дараа түлшний урьдчилсан камерт нийлүүлэлт зогсч, түлшийг үндсэн шаталтын камерт нийлүүлдэг бол нийлүүлэлт зогсохоос өмнө өмнөх камерт орох түлшний массын урсгал тэнцүү байна. үндсэн шаталтын камерт тогтоосон эцсийн даралтын утгад хүрсний дараа үндсэн шаталтын камер руу түлшний массын урсгал руу. Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн шинэ хөдөлгүүрийн техникийн үр дүн ба түүнийг хөөргөх арга нь камер дахь шаталтын бүрэн байдлыг нэмэгдүүлэх явдал юм (тасалгааны коэффициентийг нэмэгдүүлэх - k, хөдөлгүүрийн тодорхой түлхэлтийн импульсийг нэмэгдүүлэх - I, бус дээр ажилладаг. - өөрөө гал асаах түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь шинэ элементүүд, тэдгээрийн хэрэгжилт, өөрөөр хэлбэл гаднах гадаргуу дээр шураг бүхий холигч элемент, шүргэгч нүхтэй бут, түүнийг шахах цагираг хэлбэртэй түлшний мушгирсан хөндий. гаралтын хэсэг, гал асаах төхөөрөмжийн доор түлш нийлүүлэх хөндий. Шураг нь исэлдүүлэгч хийн нийлүүлэлтийн замд байрладаг бөгөөд урвалын хөндий дэх хийн урсгалыг эргүүлж, гал асаах төхөөрөмжийн ард түлшний хангамжийн хөндийгөөр эргүүлдэг. Исэлдүүлэгч хий эрэг шургаар урсан өнгөрсний дараа урвалын хөндийд эргэлтийн эрч хүч нь эгзэгтэй хэмжээнээс давсан эргэлттэй урсгал үүсдэг. Үүнээс болж исэлдүүлэгчийн эргэлдэх урсгалд эргэлтийн урсгалын параксиаль эргүүлэг бүс (урвуу гүйдэл) үүсдэг бөгөөд хийн динамик параметрүүд ба турбулентийн параметрүүд нь хийн исэлдүүлэгчийг түлш рүү шахдаг түлштэй холиход таатай байдаг. гал асаах төхөөрөмжийн ард нийлүүлэх хөндий - холигч элементийн гаралтын хэсэгт түлш ба исэлдүүлэгчийг холихын тулд түлшний эргүүлгийн хөндийгөөр дамжуулан гол камер руу оруулна (A. Gupta, D. Lilly, N. Сайред, "Эргэдэг урсгалууд." Мир, Москва, 1987). Урвалын хөндийд хийн исэлдүүлэгчийн эргэлдэх урсгалтай түлшийг эрчимтэй холих нь гал асаах төхөөрөмжийн ард түлшний нийлүүлэлтийн хөндийгөөр түлшний хольцын урсгалыг асаах, хөдөлгүүрийг найдвартай асаах үед гал асаах төхөөрөмж рүү оруулах боломжийг олгодог. Түлшний урсгалыг бүхэлд нь өмнөх камерт нийлүүлэх үед - түлшийг параксиаль эргэлтийн бүсэд шахах үед судалгаа, ашиглалтын туршлагаас харахад түлшний бүрэн шаталт нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй бага, ялангуяа исэлдүүлэгч хийн "өрөөний" температурт бага байдаг. Ийм шаталтыг зохион байгуулах явцад дулааны энергийн алдагдал нь түлшинд хуримтлагдсан нийт эрчим хүчний 30 орчим хувийг эзэлдэг болохыг тогтоожээ. Тиймээс зөвхөн гал асаагчийн ард байгаа түлшний хангамжийн хөндийд түлш шахах холигч толгойтой камерыг ажиллуулах үед k-ийн утга 0.7-оос ихгүй байна. Энэ тохиолдолд түлшний хольцыг үр дүнгүй шатаах шалтгаан нь буцах урсгалын тэнхлэгийн бүс дэх эргэлтийн урсгалтай үндсэн камераас хөргөсөн шаталтын бүтээгдэхүүнийг эрчимтэй холих явдал юм. Үүнээс болж шаталтын бүтээгдэхүүнээр тогтворжсон түлшний хольцын шаталт нь исэлдүүлэгчийн хангалтгүй хэмжээгээр явагддаг бөгөөд үүнээс гадна ялгарсан дулааны энергийн нэг хэсэг нь холимог хүйтэн шаталтын бүтээгдэхүүнийг халаахад зарцуулагддаг. Үүний эсрэгээр, түлшний эргэлтийн хөндийгөөр түлшийг үндсэн шаталтын камерт шахах, шаталтын камерын үүдэнд түлш болон исэлдүүлэгчийн урсгалын харилцан үйлчлэл (реакцийн хөндийгөөс исэлдүүлэгч ба эргүүлэх хөндийгөөс түлш) шууд ба эрчимтэй ажиллахад хүргэдэг. Тохиромжтой нөхцөлд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих, шатаах, үймээн самууны хэмжээ, эрчмийг нэмэгдүүлэх. Энэ төрлийн холигчийг ашиглах туршлагаас харахад энэ төрлийн шаталтын зохион байгуулалтаар холимог түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бараг бүрэн шатаадаг (k = 1). Шатаах камерт гарах гарц дахь исэлдүүлэгч ба түлшний урсгалыг эрчимтэй холих нь түлшний эргэлтийн хөндийн гаралтын хэсгийг дугуй хэлбэртэй цухуйгаар нарийсгах замаар хөнгөвчилдөг. Үүнээс болж түлшний эргэлдэх урсгал нь урвалын хөндийгөөс урсаж буй хийн эргэлдэх урсгалд ойртдог. Энэ нь исэлдүүлэгч хийн урсгалаар түлшний урсгалыг гадагшлуулахыг эрчимжүүлдэг, i.e. холих нь эрчимждэг. Ийм төхөөрөмжийн камерын бүрэн шаталтыг (k) нэмэгдүүлэхийн тулд суурин горимд - камер дахь шаталтын бүтээгдэхүүний тогтвортой даралттай байхын тулд өмнөх камерт түлш нийлүүлэхийг хасах шаардлагатай. урвалын хөндийд түлшийг исэлдүүлэгчтэй холихоос урьдчилан сэргийлэх - урвуу урсгалын бүсэд. Энэ нь гал асаах төхөөрөмжийн ард байгаа түлшний хангамжийн хөндийд түлш шахах ажиллагааг зогсоож, түлшний эргэлтийн хөндийгөөр түлшний урсгалыг үндсэн шаталтын камер руу шилжүүлэх замаар хийгддэг. Түлшний урсгалыг бүхэлд нь гал асаах төхөөрөмжийн ард байгаа түлшний хангамжийн хөндийд, дээр дурдсанчлан эргүүлэх урсгалын эргүүлгийн бүсэд шахах үед k1 = 0.7. Энэ түлшний урсгалыг унтрааж, түлшний эргэлтийн хөндийгөөр үндсэн шаталтын камерт шилжүүлэх үед холимог түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бараг бүрэн шаталт хангагдсан (k = 1). Шаталтын үр ашгийн өсөлт k, улмаар тодорхой түлхэлтийн импульсийн харьцангуй өсөлт - I, I = k = 1 - k1 = 0.3 байх болно. Жишээлбэл, хөдөлгүүрийг асаахдаа найдвартай асаах үүднээс гал асаах төхөөрөмжийн доорхи түлшний хөндий ба гол камер руу эргүүлэх хөндийгөөр түлш нийлүүлэх шаардлагатай бол шаталтын үр ашгийг нэмэгдүүлнэ. k ба хувийн импульсийн харьцангуй өсөлт I -ийг томъёогоор тодорхойлж болно I = k = 1-[(0.7+)/(+1)], (1) энд = m gg /m gv, m gg - масс. түлшний эргэлтийн хөндий рүү түлшний урсгал, m gv - гал асаах төхөөрөмжийн ард түлшний нийлүүлэлтийн хөндийд түлшний массын урсгал. Томъёо (1) нь дотоод давхаргад k1 = 0.7, гадна давхаргад k2 = 1 гэсэн хоёр давхаргат цагираг хэлбэрийн урсгал үүсэх нөхцлөөс үүсэлтэй. Томъёогоор тооцоолсон I, k-ийн утгууд. (1), 2-р зурагт үзүүлсэн бөгөөд үүнээс харахад дотоод давхаргад бага шаталтын үр ашгийн нөлөөлөл - урвалын бүсэд = 10 утгатай ч мэдэгдэхүйц байна, өөрөөр хэлбэл. гал асаах төхөөрөмжийн доор түлшний нийлүүлэлтийн хөндийгөөр түлшний массын урсгалын хурд нь үндсэн шаталтын камерт орох түлшний урсгалын 10% орчим байх үед. Тиймээс энэ тохиолдолд ч гэсэн I = k = 2.8%, үндсэн камер дахь шаталтын бүтээгдэхүүний даралтын тогтвортой урьдчилсан түвшинд хүрсний дараа урьдчилсан камерт түлшний хангамжийг зогсоох шалтгаан бий. Шинэ бүтээлийн мөн чанарыг дараах байдлаар тайлбарлав.
Зураг 1, үүнийг харуулж байна ерөнхий хэлбэршингэн түлш пуужингийн хөдөлгүүр,
I, k-ийн хамаарлыг харуулсан зураг.2.
Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь үндсэн шаталтын камер (1) бөгөөд түүний бүрхүүлд (2), гал асаах төхөөрөмж (4) бүхий өмнөх камер (3) холбогдсон байна. Урд танхимд (3) холигч элемент (5) ба ханцуйвч (6), жишээлбэл, М-1 зэсээр хийгдсэн байдаг. Холболтын дараа, жишээлбэл, гагнах замаар холигч элементийн гаднах гадаргуу (5) ба ханцуйны дотоод гадаргуу (6) хооронд түлш (7) мушгих хөндий үүсдэг. Бут (6) нь шүргэгч нүх (8) ба цагираг хэлбэрийн проекцтэй (9) байна. Холигч элемент (5) дотор урвалын хөндий (12), гадна гадаргуу дээр шураг (13) байдаг. Шургийн (13) урд талд холигч элементийн (5) гадна талын гадаргуу ба танхимын өмнөх их бие (14) хооронд исэлдүүлэгч нийлүүлэгч олон талт (15) үүсдэг. Исэлдүүлэгч хий дамжуулах хоолой (16) нь түүнтэй холбогдсон. Холигч элементийн (5) урд талд (17) цоорхойтой гал асаах төхөөрөмжийг (4) суурилуулсан бөгөөд энэ нь өмнөх камерт (3) түлш (18) нийлүүлэх хөндийг агуулдаг. Түлшний тоолуурын нүхний (19) урд талд олон талт хоолой (20) ба урьдчилсан камерт (3) түлш нийлүүлэх хоолой (21) байдаг. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх аргыг санал болгож буй төхөөрөмж нь дараах үйлдлүүдийн дарааллаар гүйцэтгэдэг. - Ачаалах үед хийн исэлдүүлэгчийг өмнөх камерт нийлүүлдэг (3); энэ тохиолдолд нийлүүлэлтийн шугам хоолой (16) дээр (1-р зурагт үзүүлээгүй) эхлүүлэх хаалтын хавхлага нээгдэж, хийн исэлдүүлэгч нь олон талт (15) руу орж, боолтоор (13) мушгина. - Үүний дараа урвалын бүсийн (12) цилиндр сувагт урвуу урсгалын тэнхлэгийн эргүүлэг бүхий эргэлттэй хийн урсгал гарч ирдэг бөгөөд энэ нь түлшний хангамжийн хөндийд (18) ордог. - Үүний дараа шингэн бүрэлдэхүүн хэсэг - түлшийг дамжуулах хоолой (21) -аас зөвхөн урьдчилсан камерт (3), олон талт (20) нүхээр (19) түлшний хангамжийн хөндийд (18) шахдаг. - Түлшний хангамжийн хөндийд (18) түлш нь исэлдүүлэгч хийн эргэлдэх урсгалтай холилдож, гал асаах төхөөрөмж (4) болон урвалын хөндий (12) руу хоёуланд нь тархдаг түлшний хольц үүсдэг. - Гал асаах төхөөрөмж (4) ажиллах үед урвалын хөндийд (12) түлшний хольц асч, өндөр температурт шаталтын бүтээгдэхүүн үндсэн камер руу урсдаг. - Үндсэн камерт (1) даралтыг урьдчилан тогтоосны дараа түлшний өмнөх камер (3) руу орох урсгалыг зогсооно, жишээлбэл, хаалтын хавхлагыг (1-р зурагт үзүүлээгүй) хаах замаар. түлшний хангамжийн шугам (21). - Түлшний ижил массын урсгалыг түлшний эргэлтийн хөндийгөөр (7) үндсэн камерт (1) нийлүүлдэг. Үүнийг хийхийн тулд нийлүүлэлтийн хоолой (11) дээр жишээлбэл, хавхлага (1-р зурагт үзүүлээгүй) нээгдэж, түлш нь олон талт (10), шүргэгч нүхнүүд (8) болон гол камерт (1) ордог. түлшний эргэлтийн хөндий (7). Энэ тохиолдолд түлшний эргэлдэх урсгал нь урьдчилсан камерын (3) урвалын хөндийгөөс (12) урсаж буй исэлдүүлэгч хийн урсгалын чиглэлд цагираг хэлбэрийн цухуйлтаар (9) хазайдаг. Үүний дараа шаталтын үр ашгийг (k) илүү өндөр түвшинд шилжүүлэх үед үндсэн шаталтын камер дахь даралт нэмэгддэг. үр дүнтэй зохион байгуулалтөмнөх танхимын (3) урвалын хөндийгөөс (12) гарахад түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих, шатаах ба эцэст нь суурилуулсан. Дамжуулах хоолой (11) дээрх хавхлага хаагдсан гол камерт (1) түлшний нийлүүлэлтийг зогсоосноор хөдөлгүүрийг зогсооно. Үүний дараа исэлдүүлэгч хийг урьдчилан камерт (3) нийлүүлэх, жишээлбэл, дамжуулах хоолой (16) дээр суурилуулсан хавхлагыг хаах замаар зогсдог. Тиймээс, санал болгож буй LPRE төхөөрөмж ба шингэн бүрэлдэхүүн хэсгийн массын урсгалыг - түлшний урьдчилсан танхимаас үндсэн камер руу тогтвортой даралтын түвшинд хүрсний дараа шилжүүлэх арга нь асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой болсон - шаталтын бүрэн байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. , улмаар өөрөө шатдаггүй түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр ажиллах явцад хөдөлгүүрийн тодорхой түлхэлтийн импульс нэмэгддэг.

UDC. 621.454.2

А.Г. Воробьев, I.N. Боровик, I.S. Казенов, А.В. Лахин, Э.А. Богачев,

А.Н. Тимофеев.

Нүүрстөрөгчийн керамик шатаах камер бүхий бага даралттай шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх нийлмэл материал.

Алексей Геннадьевич Воробьев, МАИ-ийн ахлах багш, судлаач, томъёо1_ ав@ шуудан. ru

Игорь Николаевич Боровик, MAI-ийн ахлах багш, борра2000@ шуудан. ru

Иван Сергеевич Казеннов, MAI оюутан, heavigot@

Лахин Антон Владиславович, "Нийлмэл материал" ХК-ийн нийлмэл материалыг судлах бүлгийн дарга, Ph.D. info@.

Керамик матрицын нийлмэл материалын тэнхимийн эрхлэгч, доктор, профессор Евгений Акимович Богачев. info@.

Тимофеев Анатолий Николаевич, нэгдүгээр орлогч Ерөнхий захиралХК "Нийлмэл", Ph.D. info@.

Уг нийтлэл нь нүүрстөрөгчийн керамик нийлмэл материалаар (CCCM) хийсэн шаталтын камер (CC) бүхий бага даралттай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг (LPREM) хөгжүүлэх асуудалд зориулагдсан болно. Уг баримт бичигт асуудлын өнөөгийн байдлыг тоймлон харуулсан болно. Москвагийн нисэхийн хүрээлэнгийн боловсруулсан шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайнд нийлмэл материалыг ашиглах эрчим хүчний үр ашгийн шинжилгээг толилуулж байна.

Түлхүүр үгс: бага түлхэлттэй шингэн түлш пуужингийн хөдөлгүүр, шатаах камер, керамик нийлмэл материал.

Шатаах камертай жижиг хүч чадалтай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэхом нүүрс-керамик нийлмэл материал.

А.Г. Воробьев, I.N. Боровик, I.S. Казенов, А.В. Лахин, Э.А. Богачев,

Керамик-нийлмэл шатаах камертай бага оврын хөдөлгүүртэй шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх асуудлын талаархи техникийн баримт бичиг. Асуудлын бодит байдлыг тоймлон харуулав. Эрчим хүчний үр ашгийн шинжилгээг MAI-д хөгжиж буй керамик-нийлмэл шатаах камертай бага оврын пуужингийн хөдөлгүүрт зориулж үзүүлэв.

Түлхүүр үг: жижиг түлхэлтийн LRE, шатаах камер, нүүрстөрөгчийн керамик нийлмэл материал.

Алексей Г. Воробьев, тэрээр МАИ-ийн ахлах туслах профессор юм. Имэйл: formula1_av@

Игорь Н. Боровик, тэрээр MAI-ийн ахлах туслах профессор юм. Имэйл: borra2000@

Иван С.Казеннов, тэрээр MAI-ийн оюутан юм. Имэйл: хүнд @

Антон В.Лахин, “Композит” корпорацийн нийлмэл материалын судалгааны бүлгийн дарга, н. технологи. шинжлэх ухаан, мэдээлэл @.

Евгений А.Богачев, "Композит" корпорацын керамик нийлмэл материалын хэлтсийн дарга, н. технологи. шинжлэх ухаан, мэдээлэл @.

Тимофеев Анатолий Николаевич, "Композит" корпорацийн Ерөнхий захирлын нэгдүгээр орлогч, нэр дэвшигч. технологи. шинжлэх ухаан, мэдээлэл @.

Оршил.

Шил, керамик дээр суурилсан өндөр температурт нийлмэл материал, бүрээсийг бүтээх дэвшил нь тэдгээрийг нисэх, сансар огторгуй болон бусад салбарт ашиглах үндэс суурь болсон. Нүүрстөрөгчийн керамик нийлмэл материал (CCCM) нь бага нягтралтай үед дулаанаас хамгаалах, элэгдэлд тэсвэртэй, бат бөх шинж чанартай байдаг.

Одоогийн байдлаар нийлмэл материалыг онгоцны хийн турбин хөдөлгүүрийн элементүүд, шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн турбонасос нэгж, хэт авианы технологийн бүтээгдэхүүн, сансрын хөлгийн хавтангийн хамгаалалт, хатуу түлшний хөдөлгүүрийн цорго блок доторлогоо, технологийн бусад салбарт хамгаалалтын бүрхүүл болгон ашиглаж байна. хамгаалах асуудал нь исэлдүүлэгч орчинд өндөр температурт хамгийн хурц бүтэц юм.

Москвагийн Нисэхийн дээд сургуулийн 202-р тэнхимд бага даралттай шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх чиглэлээр судалгаа хийж байна. CCCM-ийг шатаах камерын материал болгон ашиглах боломж нь жижиг хөдөлгүүрийг сайжруулах хамгийн ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг гэж тооцогддог.

Асуудлын тойм, асуудлын мэдэгдэл

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт зориулсан шаталтын камерыг бий болгохын тулд нийлмэл материал (CM) ашиглах хүсэл нь түүний үр ашгийг тодорхойлдог хөдөлгүүрийн тодорхой импульс зайлшгүй нэмэгдэхтэй холбоотой юм. Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг (CCCM) шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн шатаах камерт материал болгон нэвтрүүлэх анхны оролдлогыг өнгөрсөн арван жилийн эхэн ба дунд үед хийсэн. Гэсэн хэдий ч үүссэн загвар нь дүрмээр бол LPRE танхимд тавигдах нэг буюу хэд хэдэн шаардлагыг хангаагүй байна. CM-г ашиглах асуудлын шийдэл нь дараахь асуудлуудыг шийдвэрлэхэд үндэслэсэн болно.

CM-ээс шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн шинж чанар бүхий нимгэн ханатай бүрхүүл үүсгэх технологийн хүртээмж;

исэлдүүлэгч орчны болзошгүй нөхцөлд материалыг өндөр температураас хамгаалах;

металл холих толгойтой нийлмэл шаталтын камер (CCC) найдвартай холболтын загварыг боловсруулах;

хананы хийн битүүмжлэлийг хангах;

боломж боловсруулах CM-ийн хоосон зай;

шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн импульсийн горимд хамаарах даралтын огцом өөрчлөлт, температурын стресс байгаа тохиолдолд материалын бат бөх чанарыг хангах.

Хамгийн оновчтой параметрүүдийг сонгохтой холбоотой CM үйлдвэрлэлийн технологийг боловсруулж, сайжруулсны үр дүнд технологийн процесс, ашигласан тоног төхөөрөмж, бэхэлгээний техникийн түвшин, тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд зориулж нийлмэл бүтэц, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг үл эвдэх туршилтын найдвартай аргууд байгаа эсэх, шинжлэх ухааны үндэслэлийг боловсруулж, тэдгээрийн үндсэн дээр өргөн хүрээний жагсаалтыг гаргах боломжтой болсон. нийлмэл материал, тэдгээрийг үйлдвэрлэх технологийн . Одоогийн байдлаар амжилтанд хүрэх бүх урьдчилсан нөхцөл бий практик хэрэглээ CCCM нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт зориулагдсан материал юм.

Удаан хугацааны туршид манай улсад болон гадаадад шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн компрессорын гол материал нь хамгаалалтын цахиурын бүрээстэй ниобий хайлш байв. Тэд 1200 ° C-аас ихгүй температурыг тэсвэрлэх чадвартай боловч түлшний шаталтын бүтээгдэхүүний температур 3500 ° C хүрч чаддаг. Шаталтын хананы температурыг бууруулахын тулд түлш ба исэлдүүлэгчийг холих ажлыг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оновчтой бус харьцаагаар зохион байгуулдаг. Энэ нь түлшний үр ашгийг бууруулдаг бөгөөд энэ нь ерөнхийдөө онгоцны гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Дотоодын цуваа бага хүчин чадалтай хөдөлгүүрүүд (KBKhM, Механик инженерийн судалгааны хүрээлэн) үндсэн материал болгон ниобид суурилсан хайлшийг ашигладаг хэвээр байна. Өнөөдөр азотын тетроксид (AT) + тэгш хэмтэй бус диметилгидразин (UDMH) / монометилгидразин (MMH) -д суурилсан дотоодын DMT-ийн өвөрмөц импульс 310 секундээс хэтрэхгүй (Зураг 1, Зураг 2).

Гадаадын шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрүүд нь ниобий (TR-308, TR-312-100MN (Northrop Grumman) хөдөлгүүр, LEROS 1R, LEROS 1C American Pacific Corporation (AMPAC) USA) болон цагаан алт (S400 – 12, S400 – 15) дээр суурилсан хайлшийг ашигладаг. Astrium, Европ), iridium (хөдөлгүүрүүд R-4D, R-4D-15 (HiPAT) (Зураг 3) Aerojet, АНУ) хамгаалалтын бүрээстэй (Зураг 4). Ханан дээрх температурын нөлөөг багасгахын тулд кино хөшиг ашигладаг. Үнэт платиноидыг ашиглан камерын хананы ажлын температур 2200 ° C хүрч болно. AT + UDMG/MMG бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг орчин үеийн гадаад хөдөлгүүрүүдийн тодорхой түлхэц нь 327 секундэд хүрдэг.

Шинж чанараараа доогуур биш, дээр дурдсан хайлшаас хамаагүй хямд үнэтэй нийлмэл материалууд гарч ирснээр гадаадын үйлдвэрлэгчид CM ашиглан шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камерыг боловсруулахад шилжсэн. Металл бус нийлмэл материалыг ашиглах нь ирээдүйтэй бөгөөд учир нь уламжлалт ниобий хайлштай үнээр харьцуулах боломжтой бөгөөд энэ нь бага нягтралтай бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн жинг бууруулах үүднээс чухал ач холбогдолтой бөгөөд цагаан алтны бүлэгтэй харьцуулахад харьцангуй бага өртөгтэй байдаг. металлууд.

ОХУ-д CM-ийг хөгжүүлэх асуудлыг "Композит" ХК, VIAM, "Искра" ХК болон бусад олон байгууллагууд хариуцдаг. Манай улсад пуужингийн хөдөлгүүрт CM-ийн хэрэглээг 11D58M хөдөлгүүрийн цацрагийн хөргөлтийн бэхэлгээнд зориулж CCCM ашиглах хүртэл бууруулсан боловч пуужингийн технологийн элементүүдэд CM-ийг ашиглах хэтийн төлөвийн талаархи ойлголт байдаг.

Гадаадад нийлмэл материалаар ажилладаг олон тооны байгууллагууд байдаг (ULTRAMet, SNECMA, DuPont). Хэд хэдэн оронд дэвшилтэт CM-ийг өргөнөөр ашигладаг сансар судлалын салбарыг хөгжүүлэх тусдаа хөтөлбөрүүд байдаг. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг гадаадын зарим хөгжүүлэгчид CM-ээс шаталтын камеруудыг өөрийн хөдөлгүүрийн системд аль хэдийн нэвтрүүлж эхэлжээ.

Орчин үеийн нийлмэл технологиуд амжилттай хэрэгжиж байгаагийн нэг жишээ бол EADS корпораци Европын Apogee Motor гэж нэрлэгддэг апогей бага хөдөлгүүрийг бүтээсэн явдал юм. Европын Apogee моторын хөдөлгүүр нь 500Н хүч чадалтай, шатаах камер ба хошууг нэгэн зэрэг хийдэг (Зураг 5, 6-р зураг) нь жин багатай, өндөр хувийн импульстэй бөгөөд энэ нь илүү их байдаг. 325 секундээс илүү. Европын Apogee мотор нь AlphaBus платформын гол хөдөлгүүр байх болно.

Өндөр температур, чичиргээ, цохилтын ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай дэвшилтэт CM нийлмэл материалаас гадна оновчтой бичил шүршигч холигч толгой нь тодорхой импульсийн ийм түвшинд хүрэх боломжтой болсон.

Хэт авианы, термографийн, томографийн гэх мэт үл эвдэх сорилтын янз бүрийн аргуудыг судалж, ашигласан. Европын Apogee моторыг ашиглаж болно янз бүрийн даалгаварарилжааны болон цэргийн хиймэл дагуулын нэг хэсэг болох тойрог зам хоорондын тээврийн хэрэгсэл, дахин ашиглах боломжтой тээврийн хэрэгсэл. Хөдөлгүүрийн жин бага, өндөр өвөрмөц шинж чанар нь түлшийг хэмнэдэг бөгөөд энэ нь бусад хөдөлгүүртэй харьцуулахад ачаалалд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Үйлдвэрлэлийн болон нийлмэл материалын хоосон зайны дундаж үнэ нь хөдөлгүүрийг зах зээлд амжилттай өрсөлдөх боломжийг олгодог.

Ашигласан материалын тэмдэглэгээ бүхий дотоодын болон гадаадын үйлдвэрлэлийн LPRE-ийн шинж чанарыг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.

Хүснэгт 1. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн шинж чанар.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд:				АТ, МОН-1, МОН-3		ММХ, НТО, МОН-1, МОН-3
Вакуум дахь нэрлэсэн хүч (N):
Вакуум дахь тусгай импульс (сек):
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцаа:
KS дахь даралт (бар):
Хавхлагын хүчдэл (V)
Урт (мм)
Жин (кг):
Өргөтгөх хурд
Материал KS	Ниобид суурилсан хайлш	Ниобид суурилсан хайлш	Ниобид суурилсан хайлш	Платинум дээр суурилсан хайлш	Рений бүрээстэй иридиум хайлш	Нийлмэл

Ийнхүү нийлмэл материалаар хийсэн бүтэц үйлдвэрлэх технологийг хөгжүүлэх хүрээнд сансрын хөлөг, платформ хөгжүүлэгчдийн даацын жинг нэмэгдүүлэх хүсэл эрмэлзэл, шаталтын камер бүхий шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг бий болгох ажлыг хийжээ. карбон керамик CM нь хамааралтай.

LPRE MAI-202-д зориулсан CM-ээс CS боловсруулах

Москвагийн нисэхийн дээд сургуулийн 202-р тэнхим нь туршилтын шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх, бүтээх чиглэлээр удаан хугацаанд ажиллаж байна. Энэ сэдвээр хэд хэдэн гэрээ хийгдсэн бөгөөд хэд хэдэн гэрээ хийгдэж байна. MAI-202 шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн холих толгойн загвар нь бие биентэйгээ гагнасан салангид бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хавтанг ашиглах, харьцангуй урсгалын хурдыг зохицуулах чадвартай, бага уналттай хөшигний давхарга байгаа эсэх дээр суурилдаг.

CM-ээс CS-ийг боловсруулж байгаа үндсэн LPRE хөдөлгүүрүүд нь: AT+UDMG бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд 200 Н хүч чадалтай MAI-202-200 (сэргээх хөшиг), ERW дээр 500 Н түлхэлттэй MAI-202-500-VPVK. бүрэлдэхүүн хэсгүүд (96%) + керосин (исэлдэлтийн хөшиг), хийн хүчилтөрөгч ба керосин бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд (исэлдэлтийн хөшиг) 200 Н-ийн түлхэлттэй MAI-202-200-OK. Бүх хөдөлгүүрийн өргөтгөлийн харьцаа 70, шатаах камер дахь даралт 9-12 атм байна.

Хөдөлгүүрийн үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахын тулд шатаах камерыг халуунд тэсвэртэй хайлш EP-202 ба KhN60VT, хромын исэлд суурилсан исэлдэлтийн эсрэг хамгаалалтын бүрхүүлээр хийсэн. Туршилтын явцад шаталтын хананы хамгийн их температур 1200 К-ээс хэтрэхгүй байна.

"Нийлмэл" ХК-тай хамтран ажилласны үр дүнд тухайн үед ижил төстэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд хөгжүүлэгчдэд байсан технологид үндэслэн дээр дурдсан керамик матрицын нийлмэл материалаас туршилтын шаталтын камер бий болгох хөтөлбөрийг боловсруулах боломжтой болсон. хөдөлгүүрүүд.

Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт зориулж боловсруулсан UKKM C-SiC материалын шинж чанарыг уламжлалт материал болох ниобий хайлш 5VMTs ба гадаадын шингэн пуужингийн хөдөлгүүрт ашигладаг C-SiC ижил төстэй материалтай харьцуулан хүснэгт 2-т үзүүлэв.

"Композит" ХК нь камерын гадна хананы ялгаралтыг нэмэгдүүлэх, дотоод хананы тусгалыг нэмэгдүүлэх зорилгоор CCCM-ийн гадаргуу дээр нано технологи ашиглан исэлдүүлэгч бүрээсийг түрхэх хэд хэдэн найрлага, чадвартай. Эдгээр арга хэмжээ нь шаталтын камерын хананы температурыг нэмэгдүүлэхгүйгээр шаталтын бүтээгдэхүүний ойролцоох давхаргын температурыг нэмэгдүүлэхэд чиглэгддэг.

Керамик нийлмэл камер үйлдвэрлэх технологи нь байгаль орчинд ээлтэй бөгөөд гадаадын аналогиас ялгаатай нь тоног төхөөрөмж, үнэтэй үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжид их хэмжээний зардал шаарддаггүй. Матрицыг бүрдүүлэх арга нь арматурын бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд гэмтэл учруулахгүй. MS урвалжийг өмнө нь бүтцийн материал, хамгаалалтын бүрхүүл үйлдвэрлэхэд ашиглаж байгаагүй.

Хүснэгт 2 – Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн компрессорыг боловсруулж буй материалын шинж чанарыг уламжлалт материал ба гадаад аналогийн шинж чанаруудтай харьцуулсан байдал.

Шалгуур үзүүлэлтүүдийн нэр	Шалгуур үзүүлэлтүүдийн утга
	Хөгжлийн объект	Ижил төстэй зориулалттай дотоодын байгууламжууд	Ижил зорилготой гадаад объект
	CCCM C-SiC-ийн CS	Молибдений дисилицидээр бүрсэн 5VMC галд тэсвэртэй хайлшаар хийсэн цуврал KS, RF	Novoltex C-SiC-KM, (SNECMA, Франц)
Ашиглалтын температур, o C
Материалын нягт, г/см 3
CS массын бууралт, %

Одоо байгаа матриц үүсгэх технологи нь металлын нийлмэл шилжилтийн улмаас фланцуудыг металл төгсгөлтэй холбох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь керамик-нийлмэл камерыг хөдөлгүүрийн металл хэсгүүдэд хүчтэй, битүүмжилсэн бэхэлгээ хийх боломжийг олгодог. форсункийн толгой ба хушууны цорго.

Шинэ шаталтын камерыг төлөвлөхдөө (Зураг 7) дараахь нөхцлийг хангасан.

шатаах камер ба хушууны дотоод геометрийн профилийг хадгалах;

холбогдох хөдөлгүүрүүдийн одоо байгаа бэлэн холигч толгойг ашиглах;

салгах боломжгүй бүтцийг бий болгох боломжтой бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг турших үндсэн хэсгүүдийн (толгой, шатаах камер, цорго) нэг хэсэг болох эвхэгддэг хөдөлгүүрийн дизайныг хадгалах;

ажлын процессыг боловсруулах явцад компрессорын станц дахь даралтыг хэмжих холбох хэрэгсэл суурилуулах боломж.

Шатаах камерын үйлдвэрлэсэн дээж (CC) (Зураг 8) нь дараах технологийн үйлдлүүдийг хийсэн.

Нүүрстөрөгчийн шилэн хоосон зайг бүрдүүлэх;

Урьдчилсан боловсруулалт;

Нүүрсжилт ба өндөр температурт эмчилгээ (HHT);

Метилсиланыг эхлэлийн урвалж болгон ашиглан хийн фазын ханалтаар исэлдэлтэнд тэсвэртэй цахиурын карбидын матриц үүсгэх;

Нийлмэл хий тусгаарлагч бүрээс үүсэх

Ажлын үр дүнд хэд хэдэн асуудлыг тодорхойлж, шийдвэрлэв.

эгзэгтэй хэсгийн талбайд жижиг диаметрийн хэмжээс бүхий нарийн төвөгтэй CS профилийг бий болгохын тулд хэв маягийг байрлуулах сайжруулсан технологи;

Халуунд тэсвэртэй гангаар хийсэн холигч толгой ба цорго бүхий камерын салдаг холболтыг боловсруулсан.

Одоогийн байдлаар MAI-202K гэсэн тэмдэглэгээтэй шинэ хөдөлгүүрүүд, K үсэг нь керамик матрицын нийлмэл CS-ийг шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн нэг хэсэг болгон ашиглахыг илэрхийлдэг (Зураг 9) нь галын туршилтанд бэлтгэх шатандаа байна. .

Цагаан будаа. 8. Керамик-нийлмэл шатаах камерт зориулсан хоосон зай.

Цагаан будаа. 9. Керамик-нийлмэл камертай угсарсан MAI-ийн боловсруулсан MAI-202-200-OK хөдөлгүүрийн загвар.

Шаталтын бүтээгдэхүүний температурыг нэмэгдүүлснээр бүтцийн жинг бууруулж, хувийн импульсийг нэмэгдүүлэхээс гадна исэлдэлтийн эсрэг бүрээстэй нийлмэл материалыг ашиглах нь ирээдүйд бага урсгалтай исэлдэлт рүү шилжих боломжийг олгоно. хөшиг, энэ нь хөдөлгүүрийн үр ашигт эерэг нөлөө үзүүлэх болно.

Шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн шатаах камерт CM ашиглах үр дүнтэй байдлын шинжилгээ

Шаталтын бүтээгдэхүүний температур болон шатаах зуухны ханын ажлын температурыг нэмэгдүүлэх замаар хольцын формацыг өөрчлөх, нэг хөшигний бүрэлдэхүүн хэсгийн зарцуулалтыг бууруулснаар шаталтын зуухны загварт CM ашиглах үед өндөр хувийн импульс авах боломжтой.

MAI-202-200 (AT+UDMG) хөдөлгүүрт хийсэн галын туршилтын үндсэн дээр CM-ээр хийсэн шаталтын камер ашиглах тохиолдолд хувийн импульсийн өсөлтийн шинжилгээг хийсэн. Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн дулааны төлөвийн туршилт-онолын загварыг ашиглан тооцоо хийсний үр дүнд 1800 К-ийн температурыг тэсвэрлэх чадвартай MAI-202-200 хөдөлгүүрт шинэ материал ашиглах нь тодорхой болсон. 325 секундын тодорхой импульс хүрэх боломжтой. мөн MAI-202-500-VPPVK хөдөлгүүрийн хувьд тодорхой импульс нь 326 секунд байх бөгөөд энэ нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дэлхийд тэргүүлэгч үйлдвэрлэгчдийн түвшинд байна (Зураг 10, Зураг 11).

Тооцооллын үр дүнгээс харахад LPRE apogee-ийн хувийн импульс 5 секундээр нэмэгдэх нь 4800 кг жинтэй геостационар хиймэл дагуулын загварын даацын жинг 7 кг-аар нэмэгдүүлдэг бөгөөд үүнийг төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгах замаар сольж болно. Шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн тодорхой импульсийн өсөлтөөс даацын жингийн өсөлтийг илүү нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийх нь тодорхой тээврийн хэрэгслийн талаар лавлах шаардлагатай.

MAI-202-200, MAI-202-500K-VPPV хөдөлгүүрүүдийн эрчим хүчний үр ашгийг керамик матрицын нийлмэл CS-ээр үнэлэхийн тулд галын туршилтыг бэлтгэж байна. Мөн циклийн температур ба механик стрессийн нөхцөлд материалын гүйцэтгэлийг батлах зорилгоор MAI-202 хөдөлгүүрт импульсийн горимд нийлмэл CS-ийг судлахаар төлөвлөж байна.

Дүгнэлт.

Москвагийн Нисэхийн дээд сургуулийн 202-р тэнхим нь "Композит" ХК-тай хамтран нүүрстөрөгчийн керамик нийлмэл материалаар хийсэн шаталтын камер бүхий шингэн түлшний хөдөлгүүрийг идэвхтэй хөгжүүлж байна. Шинжилгээнээс харахад CM-ийн хэрэглээ нь дотоодын нислэгийн загвараас давж, гадаадын хөгжсөн аналогитай нийцэх тодорхой импульс авах боломжтой болгодог.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг вэбсайтаас авах боломжтой.

Ашигласан уран зохиолын жагсаалт.

1. Буланов И.М., Воробей В.В. Нийлмэл материалаар хийсэн пуужин, сансрын байгууламжийн технологи: Сурах бичиг. их дээд сургуулиудад зориулсан. М .: MSTU-ийн хэвлэлийн газар im. Н.Э.Бауман, 1998, 516 х.

2. Воробьев А.Г. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дулааны төлөвийн математик загвар. MAI мэдээллийн товхимол. T14, №4. Москва. 2007. – 42-49-р тал.

3. Козлов А.А., Абашев В.М. Бага даралттай шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийн тооцоо, загвар. Москва, МАИ, 2006 он.

4. Кошлаков В.В., Миронов В.В. Пуужингийн хөдөлгүүрт нийлмэл материалыг ашиглах хэтийн төлөв. Пуужин ба сансрын хөдөлгүүрийн систем: Бүх Оросын шинжлэх ухаан, техникийн бага хурлын материалын цуглуулга. М.: Н.Э.-ийн нэрэмжит МУИС-ийн хэвлэлийн газар. Бауман, 2008. – 10-11 х.

5. Лахын А.В. Харьцангуй бага температур, даралтад метилсиланаас химийн уур ялгаруулах замаар цахиурын карбид дээр суурилсан нийлмэл материал, бүрээсийг үйлдвэрлэх процессууд: Dis. Ph.D. Шинжлэх ухаан. – Москва, 2006. – 140 х.

6. Павлов С.В., Грачев В.Д., Токарев А.С. CCCM-ээс хийсэн LPRE шаталтын камерын гүйцэтгэл, судалгааны үр дүн // Пуужин ба сансрын технологи, боть. 3 (136). Дулааны процессын судалгааны хүрээлэн, 1992, 30-33 х.

7. Солнцев С.С., Исаева Н.В. Дулаан ачаалалтай нэгж ба эд ангиудын керамик нийлмэл материал. Хийн турбины блокуудын утаа багатай шаталтын камерын асуудлын талаархи анхны салбар хоорондын шинжлэх ухаан, техникийн семинар. Хийн турбин үйлдвэрүүдийн утаа багатай шаталтын камерыг хөгжүүлэх туршлага, бий болгох асуудал, хөгжлийн хэтийн төлөв. Арванхоёрдугаар сарын 14-16. Москва, CIAM

8. Солнцев С.С. Өндөр температурт керамик нийлмэл материал ба исэлдэлтийн эсрэг нөөцийн бүрээс. // 75 настай. Нисэхийн материал. "VIAM"-ын 1932-2007 оны сонгосон бүтээлүүд. Эд. Каблова Е.Н. – М.: “VIAM”, 2007. – 438 х.

9. Тимофеев А.Н., Богачев Е.А., Габов А.В., Абызов А.М., Смирнов Е.П., Персин М.И. Нийлмэл материал үйлдвэрлэх арга. – RF-ийн 1999 оны 5-р сарын 20-ны өдрийн 2130509 тоот патент, 1998 оны 1-р сарын 26-ны өдрийн давуу эрх.

10. Astrium.EADS вэб хуудас: /sp/ /SpacecraftPropulsion/BipropellantThrusters.html

11. Козлов А.А., Абашев В.М., Денисов К.П. ets. 200 N хүч бүхий хоёр хөдөлгүүртэй апогей хөдөлгүүрийн туршилтын өнгөлгөө. Олон улсын сансрын нисгэгчдийн 51-р конгресс. Рио-де-Жанейро, Бразил. 2000 оны 10-р сарын 2-6.

материалбүтээхийн төлөө... хөгжилүйлдвэрлэлийн технологи камеруудшаталт-аасөндөр температурт дэвшилтэт материал, түүний дотор найрлагатай... судалж байгаа хүмүүст зориулав нүүрстөрөгч-керамикматериал. ...

Уулзалт

... -ааснүүрсустөрөгч ба -аас... боловсруулах найрлагатайТэгээд керамикматериал... LREжижигзүтгүүр жижигзүтгүүр... турбин, камеруудшаталтТэгээд... нүүрстөрөгч хөгжил ... асуудал ...

ОХУ-ын шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн урт хугацааны төсөөллийн төслийг (2025 он хүртэл) түүнийг боловсруулагчид зохицуулалтын бүлгийн хуралдаанд танилцуулсан бөгөөд санал хүсэлтийн дагуу одоо эцэслэн боловсруулж байна.

Уулзалт

... -ааснүүрсустөрөгч ба -аас... боловсруулах найрлагатайТэгээд керамикматериал... LREжижигзүтгүүрсайжруулсан шинж чанар, түүний дотор хөдөлгүүрүүд жижигзүтгүүр... турбин, камеруудшаталтТэгээд... нүүрстөрөгч(нүүрстөрөгчийн нано хоолой), энд орос хөгжил ... асуудал ...

Им "хай" ТӨҮГ "Ивченко-Прогресс"

Тайлан

Дизайн -ааснайрлагатай ... Хөгжил хэмжих систем жижиг ... нүүрстөрөгчхөлөг онгоц ... тосолгооны материал материал. ... оношилгоо LREонд... Үнэлгээ зүтгүүрХамт... Хөгжилбага ялгаруулдаг хос хэлхээтэй форсунк камеруудшаталт... дарж байна керамиксаваа...