Спосіб і система наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки

Номер патенту: 108415

Опубліковано: 27.04.2015

Автор: Мітіков Юрій Олексійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки, що включає подачу в вільний об'єм паливного бака робочого тіла наддування з окисними властивостями, який відрізняється тим, що перед наддуванням паливного бака з висококиплячим пальним зменшують концентрацію парів висококиплячого пального у вільному об'ємі паливного бака до її безпечного рівня з умов вибухобезпеки та вводять у вільний об'єм паливного бака нейтральну до парів висококиплячого пального добавку, щільність якої в газоподібному стані більше щільності робочого тіла наддування з окисними властивостями, при цьому температури суміші газу в баку, верхнього шару і верхнього днища бака підвищують до рівня, що не перевершує межу температури спалаху і температури самозаймання парів пального з робочим тілом наддування з окисними властивостями, після чого робоче тіло наддування з окисними властивостями подають в вільний об'єм паливного бака в зрідженому стані і його температуру на вході в паливний бак встановлюють на рівні критичної температури, а в вільному об'ємі паливного бака нижче температур спалаху та самозаймання робочого тіла наддування з окисними властивостями з парами висококиплячого пального, при цьому концентрацію парів висококиплячого пального в вільному об'ємі паливного бака підтримують нижче порога вибуховості з робочим тілом наддування з окисними властивостями, та після подачі робочого тіла наддування з окисними властивостями в вільний об'єм паливного бака у верхню його частину вводять самозаймисте з робочим тілом наддування з окисними властивостями пальне, далекобійність струменя якого встановлюють меншу за висоту вільного об'єму бака на даний момент часу.

2. Система наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки, що включає бак з висококиплячим пальним і дренажним клапаном, бак з робочим тілом наддування з окисними властивостями, кожен з яких з'єднаний видатковими магістралями з відповідним насосом, яка відрізняється тим, що вільний об'єм паливного бака з'єднаний трубопроводами з агрегатами автоматики та дозуючими елементами з твердопаливним низькотемпературним газогенератором, видатковою магістраллю робочого тіла наддування з окисними властивостями, насосом робочого тіла наддування з окисними властивостями та ємністю з самозаймистим пальним.

Текст

Реферат: Група винаходів належить до галузі ракетної техніки та може бути використана для наддування паливних баків з висококиплячим пальним рушійних установок ракет-носіїв. Перед наддуванням паливного бака з висококиплячим пальним зменшують концентрацію парів висококиплячого пального у вільному об'ємі паливного бака до її безпечного рівня з умов вибухобезпеки шляхом його вентиляції вуглекислим газом, який генерується твердопаливним низькотемпературним газогенератором, та вводять у вільний об'єм паливного бака нейтральну до парів висококиплячого пального добавку, наприклад вуглекислий газ, щільність якої в газоподібному стані більше щільності робочого тіла наддування з окисними властивостями (кисню), при цьому температури суміші газу в баку, верхнього шару і верхнього днища бака підвищують до рівня, що не перевершує межу температури спалаху і температури самозаймання парів пального з киснем. Далі здійснюють передпускове наддування бака рідким киснем, який відбирають з видаткової магістралі, через дозуючий елемент і агрегат автоматики, і під тиском стовпа рідкого кисню з баку вводять в вільний об'єм бака пального. В польоті зріджений кисень відбирають від насоса через дозуючий елемент, далі через агрегат автоматики по трубопроводу, який проведений скрізь бак пального, подають в вільний об'єм бака. Перед переходом двигуна з номінального режиму на планове дроселювання, реалізується пік потрібного тиску газу в баку. Для його проходження з деяким випередженням із ємності подають по трубопроводу через агрегат автоматики і дозуючий елемент самозаймисте з парами кисню пальне, наприклад, ПГ-2. Винахід дозволяє виключити пожежо- та вибухонебезпеку, здійснити передпускове наддування та наддування до кінця роботи рушійної установки одним робочим тілом, знизити його масу, що приводить до можливості UA 108415 C2 (12) UA 108415 C2 використовування в рушійних установках ракет-носіів з будь-яким розташуванням паливних баків, велика частина польоту яких відбувається позаатмосферною ділянкою. UA 108415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Група винаходів належить до галузі ракетної техніки та може бути використана для наддування паливних баків з висококиплячим пальним рушійних установок ракет-носіїв. Відомий спосіб наддування паливного бака з висококиплячим компонентом палива рушійної установки, що включає подачу в вільний об'єм паливного бака робочого тіла з окисними властивостями [Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет. -М.: Машиностроение, 1976. - С. 37], який використовувався на ракеті Фау-2 та є найбільш близьким за технічною суттю і досягуваному ефекту до технічного рішення, що заявляється, та вибраний як прототип. У відомому способі як висококиплячий компонент використовують 75 %-ний водний розчин етилового спирту, а як робоче тіло з окисними властивостями - атмосферне повітря, стиснене швидкісним напором, а в другій частині польоту - стиснений азот з трьох балонів. Однак наддування швидкісним потоком повітря має ряд недоліків. По-перше, воно досить ефективне, коли наддувається верхній підвісний (не несучий) бак на ракеті, як, наприклад, бак пального на Фау-2 (великий стовп пального створює практично самостійно достатній тиск щодо безкавітаційної роботи рушійної установки, а, по-друге, коли більша частина польоту відбувається в атмосфері. На сучасних же носіях баки пального на ступенях ракет-носіїв, як правило, є нижніми, а велика частина польоту відбувається позаатмосферною ділянкою. При цьому локальна температура гальмування повітря в баку при польоті з надзвуковою швидкістю може досягати декількох сотень градусів, що неприпустимо з міркувань пожежо- та вибухобезпеки. Також у відомому способі виникає потреба у подальшому наддуванні бака поза атмосферною ділянкою з трьох балонів високого тиску з азотом, що для здійснення способу суттєво збільшує масу конструкції систем наддування за рахунок балонів, редукторів та трубопроводів, в тому числі, і зарядки балонів, ускладнює стартову позицію за рахунок систем одержання та закачування в ракету азоту та збільшує кількість висококваліфікованого персоналу, потрібного для підготовки та пуску ракети. Ще одним недоліком відомого способу є те, що він неприйнятний для забезпечення потрібного тиску при запуску двигуна рушійної установки (передпускового наддування). Для цього подають додаткове робоче тіло - стиснений азот зі стартових сховищ (балонів високого тиску), що має вище нагадані недоліки. Тобто у відомому способі використовують великумасу трубопроводів та робочого тіла, які треба навантажувати в ракету-носій. Зазначений спосіб здійснюють у системі наддування паливного бака з висококиплячим компонентом палива рушійної установки, що включає бак з висококиплячим пальним, бак з робочим тілом наддування з окисними властивостями, кожен з яких з'єднаний видатковими магістралями з відповідним насосом [Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет. М.: Машиностроение, 1976. - С. 35-36], яка вибрана як прототип. Відома система також містить трубопровід з агрегатами автоматики, яка з'єднує вільний об'єм бака з висококиплячим пальним зі стартовими ємностями із стисненим азотом, спеціальну трубу з клапаном, які також з'єднані з вільним об'ємом бака з висококиплячим пальним для наддування за рахунок швидкісного напору атмосферного повітря, трибалонну батарею для наддування паливного бака азотом по за межами атмосферної ділянки польоту. Основним недоліком відомої системи наддування швидкісним потоком атмосферного повітря при використанні в рушійних установках сучасних ракет-носіів (з нижніми паливними баками), велика частина польоту яких відбувається позаатмосферною ділянкою, є те, що вона призводить до неприпустимого рівня пожежо- та вибухонебезпеки. Справа тут в тому, що локальна температура гальмування повітря в баку при польоті з надзвуковою швидкістю може досягати сотень градусів (> 600К), а це неприпустимо. Далі, на позаатмосферній ділянці потреби в наддуванні вирішує додаткова трибалона система із азотом та редукторами, яка багато важить. Крім того, відома система неприйнятна для забезпечення потрібного тиску при запуску двигуна рушійної установки (передпускового наддування). Передпускове наддування забезпечують додатковим робочим тілом - стисненим азотом із балонів стартової позиції, для здійснення якого на борту ракети потрібні додаткові магістралі з агрегатами автоматики, а на стартовій позиції - системи отримання азоту і подачі його на борт. Також для здійснення цієї операції потрібен додатковий висококваліфікований персонал. Тобто відома система для передпускового наддування ускладнена додатковими трубопроводами, агрегатами, які мають велику масу, що є її недоліками. Задачею групи винаходів, що заявляється, є виключення пожежо- та вибухонебезпеки, можливість здійснення передпускового наддування та наддування до кінця роботи рушійної установки одним робочим тілом, яке є на борту ракети по визначенню, зниження його маси, що приведе до можливості використовування в рушійних установках ракет-носіів з будь-яким 1 UA 108415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташуванням паливних баків, велика частина польоту яких відбувається позаатмосферною ділянкою. Стосовно способу наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки поставлена задача вирішується тим, що в способі, який включає подачу в вільний об'єм паливного бака робочого тіла наддування з окисними властивостями, відповідно до винаходу, перед наддуванням паливного бака з висококиплячим пальним зменшують концентрацію парів висококиплячого пального у вільному об'ємі паливного бака до її безпечного рівня з умов вибухобезпеки та вводять у вільний об'єм паливного бака нейтральну до парів висококиплячого пального добавку, щільність якої в газоподібному стані більше щільності робочого тіла наддування з окисними властивостями, при цьому температури суміші газу в баку, верхнього шару висококиплячого пального і верхнього днища бака підвищують до рівня, що не перевершує межу температури спалаху і температури самозаймання парів пального з робочим тілом наддування з окисними властивостями, після чого робоче тіло наддування з окисними властивостями подають в вільний об'єм паливного бака в зрідженому стані і його температуру на вході в паливний бак встановлюють на рівні критичної температури, а в вільному об'ємі паливного бака температуру робочого тіла наддування з окисними властивостями встановлюють нижче температур спалаху та самозаймання з парами висококиплячого пального, при цьому концентрацію парів висококиплячого пального в вільному об'ємі паливного бака підтримують нижче порога вибуховості з робочим тілом наддування з окисними властивостями, та після подачі робочого тіла наддування з окисними властивостями в вільний об'єм паливного бака у верхню його частину вводять самозаймисте з робочим тілом наддування з окисними властивостями пальне, далекобійність струменя якого встановлюють менш за висоту вільного об'єму бака на даний момент часу. При цьому як висококипляче пальне можна використовувати паливо типу гас РГ-1 або Т-6, або метан, або синтин, або спирт, або НДМГ; як робоче тіло наддування з окисними властивостями - кисень, а як нейтральну до парів висококиплячого пального добавку, щільність якої в газоподібному стані більше щільності робочого тіла наддування з окисними властивостями, - вуглекислий газ (СО2). Ця добавка унікальна тим, що може генеруватися прямо на борту ракети низькотемпературними твердопаливними газогенераторами [Коломин А.Е. Теоретическое обоснование создания газогенераторов на твердом топливе с порошкообразными емкостными охладителями. Автореф. дис. к.т.н. - Пермь, 2006. - С.15-23], [Валеева О.В., Ваулин С.Д., Ковин С.Г. и др. Низкотемпературные твердотопливные газогенераторы. Методы расчета рабочих процессов, экспериментальные исследования. Миасс: изд-во ГРЦ "КБ имени академика В.П. Макеева", 1997. - С.35-64]. Перед наддуванням зменшують концентрацію парів висококиплячого пального у вільному об'ємі паливного бака до її безпечного рівня шляхом вентиляції вільного об'єму паливного бака, наприклад, вуглекислим газом. Завдяки зменшенню концентрації парів висококиплячого пального у вільному об'ємі бака до безпечного рівня шляхом його вентиляції виключається вибухонебезпека. Наприклад, для гасу Т-6 зона вибуховості становить1,58,0 об'єм. % [ГОСТ 12308-89. Межгосударственный стандарт. Топлива термостабильные Т-6 и Т-8В для реактивных двигателей. Дата введения 01.07.90]. Особливо треба відмітити, що зона вибуховості представляє загрозу тільки за наявністю відкритого вогню, якого не може бути у вільному об'ємі паливного бака. Цьому ж сприяє введення до вільного об'єму паливного баку після його вентиляції нейтрального до парів висококиплячого пального вуглекислого газу, який подалі екранує дзеркало висококиплячого пального і його пари від робочого тіла наддування. Для зменшення потреб у робочому тілі наддування перед началом наддування температури суміші газу в баку (пари висококиплячого пального та вуглекислий газ), верхнього шару висококиплячого пального і верхнього днища бака підвищують до рівня, що не перевершує межу температури спалаху і температури самозаймання парів пального з робочим тілом наддування з окисними властивостями - киснем. Наприклад, номінальна температура пального на момент старту носія, як правило, становить ~258 К. Приблизно така ж температура газу в баку і верхнього днища бака. Підвищення цих температур на ~55 К згідно з розрахунками за випробуваною методикою [Беляев Н.М. Расчёт пневмогидравлических систем. -М.: Машиностроение, 1983. - С.105-111], приводить до зменшення потреб у газі наддування на ~12 %. Для забезпечення потрібного тиску при запуску двигуна (передпускове наддування) і надалі при його роботі робоче тіло наддування з окисними властивостями подають в вільний об'єм паливного бака в зрідженому стані, при цьому температуру робочого тіла наддування з окисними властивостями в вільному об'ємі паливного бака встановлюють нижче температур 2 UA 108415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 спалаху та самозаймання робочого тіла наддування з окисними властивостями з парами висококиплячого пального, а концентрацію парів висококиплячого пального в вільному об'ємі паливного бака підтримують нижче порога вибуховості з робочим тілом наддування з окисними властивостями. Розрахунки за випробуваною методикою [Беляев Н.М. Расчёт пневмогидравлических систем. -М.: Машиностроение, 1983. - С.105-111] з урахуванням аеродинамічного нагріву газу у вільному об'ємі паливного бака і необхідності випаровування кисню показують наступне. Максимальна температура парів кисню в паливному баку реалізується на момент вимикання рушійної установки І ступеня (час роботи – 140 с) при максимальних початкових температурах поверхні паливного бака (діапазоні тиску в баку ~0,15 МПа) і заправленого гасу в бак 270 К і дорівнює 220240 К, тобто нижче начальної температури пального на 30-50 К. Розглянемо проблему пожежонебезпеки висококиплячого пального на прикладі гасу типа Т6. Як відомо, ця проблема характеризується наступними показниками. Саме нижнє значення температури парів гасу в баку рушійної установки, яке може представляти пожежонебезпеку, це температура спалаху [Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. -М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. - С. 262]. Вона, за визначенням, являє собою ту найнижчу температуру, при якій суміш парів гасу з повітрям при атмосферному тиску при піднесенні до неї відкритого полум'я спалахує (без плеску і ударної хвилі), але потім (швидше, ніж за 5 секунд) в обов'язковому порядку тухне. Для гасу Т-6 вона складає 335 К [ГОСТ 12308-89. Межгосударственный стандарт. Топлива термостабильные Т-6 и Т-8В для реактивных двигателей. Дата введения 01.07.90]. Необхідно відзначити, що із зростанням абсолютного тиску температура спалаху підвищується (тиск газу в баках пального перших ступенів у польоті змінюється в діапазоні 5 1,32,5 10 Па). Таким чином, ця температура ніякої небезпеки в паливному баку не представляє, зважаючи на відсутність навіть теоретичних передумов для відкритого полум'я всередині баків. При цьому слід мати на увазі те, що найважливішим аспектом займання горючої суміші є не просто наявність відкритого полум'я, а мінімальна енергія, необхідна для ініціювання процесу горіння. Численні експериментальні дані свідчать, що при атмосферному тиску і температурі суміші 293К вона дорівнює 0,5 мДж. З пониженням температури суміші енергія займання має тенденцію до зростання [Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. - М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. - С. 264]. Теоретично ж пожежонебезпека може реалізуватися тільки при досягненні локальної температури суміші парів гасу з киснем в баку так званої температури самозаймання. Вона являє собою температуру, при якій запалюються пари гасу з повітрям без піднесення до них відкритого вогню. Для Т-6 ця температура становить 493К, при цьому затримка самозаймання при досягненні зазначеної температури і при атмосферному тиску становить не менше 66 с Встановлення температури зрідженого робочого тіла наддування з окисними властивостями на вході в паливний бак на рівні критичної температури дозволяє знизити його потрібну масу. Як відомо (теорема Планка), при наближенні температури рідини до критичної, її теплота паротворення прагне до нуля. Таким чином на паротворення буде йти обмаль тепла і більша його частина піде на підвищення середньомасової температури газу в баку (зменшення потрібної маси газу). Також знизити потрібну масу робочого тіла дозволяє введення у верхню частину бака самозаймистого з робочим тілом наддування з окисними властивостями пальне, наприклад пускове пальне ПГ-2, при цьому далекобійність струменя самозаймистого пального встановлюють менш за висоту вільного об'єму бака на даний момент часу. Як правило, максимально потрібний тиск в баках реалізується на при кінці роботи рушійної установки перед переходом її на планове дроселювання перед виключенням (внесок стовпа палива у створення тиску на вході в двигун вже мінімальний, гідравлічні втрати ще номінальні). Для того, щоб цей пік тиску подолати, потрібно або з самого початку забезпечувати підвищений тиск газу в баку, або різко його підняти в потрібний час. Друге рішення з урахуванням зростання середньомасової температури робочого тіла в баку найбільш переважно. Обмеження на далекобійність струменя гарантує відсутність небезпечної температури (493К) в області дзеркала висококиплячого пального (де в наявності є пари пального). Підтримка концентрації парів пального в польоті нижче порогу вибуховості досягається постійним веденням у вільний об'єм бака робочого тіла наддування з окисними властивостями рідкого кисню. Стосовно системи наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки поставлена задача вирішується тим, що в системі, яка включає бак з висококиплячим 3 UA 108415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пальним і дренажним клапаном, бак з робочим тілом наддування з окисними властивостями, кожен з яких з'єднаний видатковими магістралями з відповідним насосом, відповідно до винаходу, що вільний об'єм паливного бака з'єднаний трубопроводами з агрегатами автоматики та дозуючими елементами з твердопаливним низькотемпературним газогенератором з видатковою магістраллю робочого тіла наддування з окисними властивостями, насосом робочого тіла наддування з окисними властивостями та ємністю з самозаймистим пальним. Завдяки з'єднанню вільного об'єму паливного бака з твердопаливним низькотемпературним газогенератором, що генерує вуглекислий газ, проводять при відкритому дренажному клапані вентиляцію вільного об'єму. При зміні 2-3 початкових вільних об'ємів газу в баку концентрацію парів висококиплячого пального зменшують практично до нуля. При цьому відбувається прогрів верхнього шару палива і верхнього днища бака. Після закриття дренажного клапана вуглекислий газ виконує роль добавки, щільність якої більше щільності робочого тіла наддування у 1,5 разу. З'єднанням вільного об'єму паливного бака з видатковою магістраллю робочого тіла наддування з окисними властивостями проводять передпускове наддування, використовуючи тиск стовпа рідини, агрегати автоматики і дозуючі елементи. Відбирати робоче тіло наддування з окисними властивостями у польоті зручніше після насоса робочого тіла наддування з окисними властивостями. На цьому трубопроводі, використовуючи агрегати автоматики і дозуючі елементи, регулюють температуру робочого тіла його подання у вільний об'єм паливного бака. Це досить просто реалізується шляхом прокладки трубопроводу з рідким киснем, який виконує роль теплообмінника, всередині бака пального. При необхідності збільшити температуру рідкого кисню можна збільшити довжину трубопроводу, при необхідності знизити - частину трубопроводу теплоізолювати. Ці операції дозволяють забезпечити пожежо- та вибухонебезпеку й знизити масу робочого тіла наддування. Ємність з самозаймистим пальним дозволяє знизити масу робочого тіла наддування в другій половині польоту перед початком планового дроселювання рушійної установки більшою мірою завдяки різкому збільшенню температури робочого тіла наддування в паливному баку. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому представлена система наддування паливного бака з висококиплячим компонентом палива рушійної установки, що заявляється. Система включає бак 1 з висококиплячим пальним, бак 2 з робочим тілом наддування з окисними властивостями - з рідким киснем, кожен з яких з'єднаний відповідними видатковими магістралями 3, 4 з насосами 5, 6 висококиплячого пального та робочого тіла наддування з окисними властивостями. Вільний об'єм бака 1 з висококиплячим пальним з'єднаний: трубопроводом 7, дозуючим елементом 8 та агрегатом автоматики 9 з видатковою магістраллю 4 робочого тіла наддування з окисними властивостями; трубопроводом 10 з агрегатом автоматики 11 та дозуючим елементом 12 з насосом 6 робочого тіла наддування з окисними властивостями; трубопроводом 13 з ємністю 14 з самозаймистим пальним, з агрегатом автоматики 15 та дозуючим елементом 16. Також вільний об'єм бака 1 з висококиплячим пальним з дренажним клапаном 17, встановленим на верхньому днищі 18 бака 1, з'єднаний магістраллю 19 з твердопаливним низькотемпературним газогенератором 20 вуглекислого газу. Група винаходів, що заявляється, здійснюється наступним чином (на прикладі гасу Т-6 як висококиплячого пального та кисню як робочого тіла наддування з окисними властивостями). Перед стартом ракети-носія на етапі передпускової підготовки здійснюють вентиляцію вільного об'єму бака 1 з гасом Т-6: при повністю заправленому баку пальним і при відкритому дренажному клапані 17, встановленому на верхньому днищі 18 бака 1, запускають низькотемпературний газогенератор 20, який по трубопроводу 19 подає продукти згоряння (вуглекислий газ) в вільний об'єм паливного баку 1 і далі через дренажний клапан 1 в навколишній простір. Після вигоряння заряду газогенератора 20, дренажний клапан 17 зачиняють. Масу заряду вибирають з міркувань принаймні двічі змінити максимальний вільний об'єм бака, що дозволяє зменшити концентрацію парів висококиплячого пального в баку практично до нуля. Крім того, ця операція одночасно дозволяє прогріти верхнє днище 18, верхній шар пального й отримати в баку добавку з вуглекислого газу, щільність якої в 1,5 разу більше щільності парів кисню при інших рівних умовах. Передпускове наддування бака пального 1 проводять рідким киснем, який відбирають з видаткової магістралі 4, через дозуючий елемент 8 і агрегат автоматики 9, і під тиском стовпа окислювача бака 2 вводять в вільний об'єм бака пального 1. Потрапляючи в середовище з температурою вище критичної, рідкий кисень випаровується, нагрівається від верхнього днища бака 18 і верхнього шару пального, і створює потрібний тиск. По досягненню останнього агрегат автоматики 9 зачиняють. 4 UA 108415 C2 5 10 15 20 25 В польоті робоче тіло наддування - рідкий кисень, відбирають від насоса 6 через дозуючий елемент 12, далі через агрегат автоматики 11 по трубопроводу 10, який проведений скрізь бак 1 пального (що сприяє нагріву кисню і зменшує теплоту паротворення), подають в вільний об'єм бака пального 1. В баку пального 1 рідкий кисень випаровується, нагрівається від граничних поверхонь. По розрахунках, максимальна температура парів кисню в баку не перевищує 220240 К, що гарантовано нижче температур спалаху та самозаймання. Концентрацію парів пального нижче допустимої межі підтримують постійним збільшенням кількості парів кисню в баку, тому що при низьких температурах випаровування гасу мінімальне. На при кінці польоту, як правило, перед переходом двигуна з номінального режиму на планове дроселювання, реалізується пік потрібного тиску газу в баку. Для його проходження з деяким випередженням із ємності 14 подають по трубопроводу 13 через агрегат автоматики 15 і дозуючий елемент 16 самозаймисте з парами кисню пальне, наприклад, ПГ-2, яке використовують для запуску сучасних двигунів і їх газогенераторів. При цьому контролюють далекобійність струменя самозаймистого пального відомими конструктивними заходами, наприклад, перепадом тиску при подачі або відбивачами (на кресленні не показано), яка не повинна перевищувати висоти вільного об'єму бака. Обмеження на далекобійність струменя гарантує відсутність небезпечної температури (493К) в області дзеркала висококиплячого пального, де в наявності є пари пального. Таким чином, за розрахунками автора з урахуванням можливості проведення передпускового наддування тим же рідким киснем (підживлення окислювачем бака може тривати до самого старту ракети-носія), економія маси системи наддування бака з гасом, наприклад, тільки по І першому ступеню двоступеневої ракети-носія, може скласти до 7 %. При цьому при виключенні пожежо- та вибухонебезпеки істотно спрощується конструкція системи наддування рушійної установки. Усі ресурси для роботи системи наддування є на борту носія найбільш якісного заводського виготовлення, що повністю виключає горезвісний людський фактор при підготовці до старту ракети на космодромі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки, що включає подачу в вільний об'єм паливного бака робочого тіла наддування з окисними властивостями, який відрізняється тим, що перед наддуванням паливного бака з висококиплячим пальним зменшують концентрацію парів висококиплячого пального у вільному об'ємі паливного бака до її безпечного рівня з умов вибухобезпеки та вводять у вільний об'єм паливного бака нейтральну до парів висококиплячого пального добавку, щільність якої в газоподібному стані більше щільності робочого тіла наддування з окисними властивостями, при цьому температури суміші газу в баку, верхнього шару і верхнього днища бака підвищують до рівня, що не перевершує межу температури спалаху і температури самозаймання парів пального з робочим тілом наддування з окисними властивостями, після чого робоче тіло наддування з окисними властивостями подають в вільний об'єм паливного бака в зрідженому стані і його температуру на вході в паливний бак встановлюють на рівні критичної температури, а в вільному об'ємі паливного бака нижче температур спалаху та самозаймання робочого тіла наддування з окисними властивостями з парами висококиплячого пального, при цьому концентрацію парів висококиплячого пального в вільному об'ємі паливного бака підтримують нижче порога вибуховості з робочим тілом наддування з окисними властивостями, та після подачі робочого тіла наддування з окисними властивостями в вільний об'єм паливного бака у верхню його частину вводять самозаймисте з робочим тілом наддування з окисними властивостями пальне, далекобійність струменя якого встановлюють меншу за висоту вільного об'єму бака на даний момент часу. 2. Система наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки, що включає бак з висококиплячим пальним і дренажним клапаном, бак з робочим тілом наддування з окисними властивостями, кожен з яких з'єднаний видатковими магістралями з відповідним насосом, яка відрізняється тим, що вільний об'єм паливного бака з'єднаний трубопроводами з агрегатами автоматики та дозуючими елементами з твердопаливним низькотемпературним газогенератором, видатковою магістраллю робочого тіла наддування з окисними властивостями, насосом робочого тіла наддування з окисними властивостями та ємністю з самозаймистим пальним. 5 UA 108415 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: B64D 37/00

Мітки: паливного, бака, установки, система, висококиплячим, рушійної, пальним, спосіб, наддування

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-108415-sposib-i-sistema-nadduvannya-palivnogo-baka-z-visokokiplyachim-palnim-rushijjno-ustanovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і система наддування паливного бака з висококиплячим пальним рушійної установки</a>

Подібні патенти