Рідинний ракетний двигун з допаленням окислювального турбогазу

Рідинний ракетний двигун з допаленням окислювального турбогазу, який містить камеру, газогенератор, турбонасосний агрегат з камерою, насосом окислювача та насосом пального, бустерний насос окислювача, магістралі окислювача та пального газогенератора та магістралі пального камери, на яких розташовані пусковідсічні клапани, газову магістраль між турбіною і камерою, який відрізняється тим, що в магістралі окислювача розташовано диференційний сигналізатор перепаду тиску, одна порожнина якого з'єднана з вхідною, друга - з вихідною магістраллю бустерного насоса окислювача, а в газовій магістралі розташовано сигналізатор тиску. (19) (21) a200600380 (22) 16.01.2006 (46) 25.06.2008, Бюл.№ 12, 2008 р. (72) ШНЯКІН ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ШУЛЬГА ВОЛОДИМИР АНДРІЙОВИЧ, UA, ЖИВОТОВ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, UA, ПЕТРАШКО ГЕННАДІЙ ПЕТРОВИЧ, UA, СТРЕЛЬЧЕНКО ЄВГЕН ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, КОВАЛЕНКО ВІКТОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ШАМРОВСЬКИЙ ДМИТРО АНАТОЛЬОВИЧ, UA, ІВАНОВ ЯКОВ МИКОЛАЙОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "КОНСТРУКТОРСЬКЕ БЮРО "ПІВДЕННЕ" ІМ. М.К. ЯНГЕЛЯ", UA (56) RU 2 187 684, 20.08.2002 RU 2 179 650, 20.02.2002 3 клапани, які розташовані по магістралям окислювача та пального газогенератора і магістралі пального камери. У цього РРД, який обрано як прототип, у випадку вироблення окислювача також руйнується конструкція турбіни та газової магістралі, з'єднуючої турбіну і камеру, за рахунок підвищення температури турбогазу при зменшенні співвідношення компонентів палива в газогенераторі, що є наслідком зменшення напору насоса окислювача турбонасосного агрегату при попаданні газорідинної суміші на вхід в насос окислювача. У випадку вироблення пального у прототипу також здійснюється нестабільне самовимкнення двигуна внаслідок припинення постачання пального в газогенератор і камеру, обумовленого зменшенням напору насоса пального при попаданні газорідинної суміші на вхід в насос. Крім того, при зменшенні напору насоса пального зменшується витрачання пального на охолодження камери згоряння. В основу винаходу, який пропонується, покладено задачу забезпечення вимкнення РРД без руйнування конструкції турбіни та газової магістралі, з'єднуючий турбіну і камеру, в разі вироблення окислювача і позбавитись нестабільного самовимкнення РРД в разі вироблення пального. Задача вирішена за рахунок введення в конструкцію двигуна контрольних пристроїв: диференційного сигналізатору перепаду тиску, розташованого по магістралі окислювача і сигналізатору тиску, розташованого по газовій магістралі. Суттєві відмітні ознаки винаходу полягають в тому, що: - в магістралі окислювача розташовано диференційний сигналізатор перепаду тиску; - одна порожнина диференційного сигналізатору перепаду тиску з'єднана з вхідною, друга - з вихідною магістраллю бустерного насосу окислювача; - сигналізатор тиску розташовано в будь якому місці газової магістралі між турбіною і камерою. Сукупність нових відмітних суттєвих ознак з суттєвими відомими ознаками забезпечить отримання нового технічного результату. Для пояснення роботи пропонуємого РРД на кресленні зображено його структурну схему, на якій: 1 - диференційний сигналізатор перепаду тиску; 2 - сигналізатор тиску; 3 - камера; 4 - турбонасосний агрегат (ТНА); 5 - насос окислювача, 6 насос пального; 7 - турбіна; 8 - газогенератор; 9 бустерний насосний агрегат окислювача (БНА); 10 - бустерний насос; 11 - турбіною БНА; 12 - пусковідсічний клапан пального газогенератору; 13 - пусковідсічний клапан окислювача газогенератору; 14 - пусковідсічний клапан пального камери; 15 - газова магістраль, з'єднуюча турбіну 7 та камеру 3. При цьому одна порожнина диференційного сиг 83231 4 налізатору перепаду тиску 1 з'єднана з вхідною магістраллю бустерного насосу 10, а друга - з вихідною. Сигналізатор тиску 2 розташовано в любому місці газової магістралі 15 між турбіною 7 і камерою 3. Робота двигуна з встановленими сигналізаторами 1 і 2 при виробленні компонентів палива відбувається таким чином. Вироблення окислювача в баці супроводжується збільшенням газових включень в компоненті в зв'язку з тим, що разом з компонентом на вхід в двигун потрапляє газ наддування бака. Коли газорідинна суміш потрапляє на вхід в БНА 9 зменшується напір бустерного насосу 10. Зменшення напору бустерного насосу 10 контролює диференційний сигналізатор перепаду тиску 1. При спрацюванні електричних контактів диференційного сигналізатору перепаду тиску 1 формується команда на вимкнення двигуна за допомогою закриття пусковідсічних клапанів 12, 13, 14, які припиняють постачання пального і окислювача в газогенератор і камеру. При цьому не відбувається руйнування конструкції турбіни 7 і газової магістралі 15, тому що газорідинна суміш не встигає досягти насосу окислювача 5 і не може сприяти зменшенню напору насосу 5 і, як наслідок зменшення напору насосу 5, не відбувається зменшення співвідношення компонентів палива в газогенераторі і підвищення температури турбогазу. Вироблення пального також супроводжується збільшенням газових включень в пальному. Після попадання газових включень в насос 6 зменшується напір насосу 6 і кількість пального, яке постачається у камеру 3 і газогенератор 8. Так як двигун має газогенератор, в якому більше окислювача ніж пального, то температура турбогазу зменшується і режим двигуна (тяга, обороти ТНА 4, напори насосів ТНА 4 і БНА 9, тиск у газовій магістралі 15 і камері 3) також поступово зменшується. Коли тиск в газовій магістралі 15 зменшується до заданої величини, то спрацьовують контакти сигналізатора 2 і формується команда на вимкнення двигуна за допомогою закриття клапанів 12, 13, 14. Нестабільне самовимкнення двигуна при застосуванні сигналізатору тиску 2 не здійснюється. Таким чином досягнуто новий технічний результат, який полягає в забезпеченні вимкнення РРД без руйнування конструкції в разі вироблення окислювача і позбавленні нестабільного самовимкнення РРД в разі вироблення пального. Забезпечення вимкнення двигуна при виробленні компонентів палива дає можливість збільшити енергетичні характеристики ракети-носія. Запропонований РРД з допаленням окислювального генераторного газу при виробленні компонентів палива перевірений при 20 стендових вогневих випробуваннях, що підтверджує його надійність. 5 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 83231 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601