7.2 Компоновочная схема двигателя

Компоновочная схема двигателя показывает взаиморасположение агрегатов двигательной установки и камеры друг относительно друга.

На рисунке 11 представлены камеры в сборе с турбонасосным агрегатом, трубопроводами подачи топлива и элементы крепления камер.

Рисунок 11 – Компоновочная схема двигателя

7.3 Конструкция камеры

Паяно-сварная камера двигателя изготовлена из стали Х18Н9Т и бронзы БрХ08. Она состоит из смесительной головки и корпуса. Смесительная головка служит для приготовления топливной смеси, а корпус образует газовый тракт камеры.

Смесительная головка состоит из корпуса, трех днищ и двухкомпонентных струйно-центробежных форсунок. Внутреннее и среднее днища соединены вместе форсунками горючего пайкой для обеспечения герметичности полостей. Блок днища состоит из корпуса, в котором просверлены отверстия под струйно-центробежные форсунки. Внутреннее днище сварено встык со стенкой корпуса камеры, а корпус головки через соединительное кольцо с рубашкой корпуса камеры. На корпусе камеры расположены два коллектора. Один служит для отвода охладителя (горючего) из рубашки охлаждения, другой – для его подвода, и находиться около среза сопла. Также существует третий коллектор для подвода окислителя. Он расположен на головке камеры. Наружное днище тороидальной формы и служит для подвода горючего. Выбрано днище именно тороидальной формы, исходя из компоновки двигателя. В центре наружного днища установлен искровой воспламенитель для воспламенения основной смеси.

Корпус камеры состоит из двух оболочек: внутренней (стенки) и наружной (рубашки). Оболочки соединены между собой рёбрами с помощью пайки. В конце расширяющейся части сопла установлен коллектор – кольцевой трубопровод для ввода охладителя (горючего) в тракт охлаждения. Коллектор состоит из распределительного кольца и обечайки. В кольце имеются отверстия, через которые охладитель поступает в каналы между рёбер.

7.4 Расчёт теплозащиты элементов камеры

7.4.1 Выбор системы теплозащиты элементов камеры и вида охладителя

Выбор охладителя. В качестве охладителя обычно используется тот компонент, который обладает слабым коррозионным воздействием на конструкционные материалы, большей теплопроводностью, лучшей охлаждающей способностью. В данном случае этим компонентом является керосин.

Был проведён расчёт проточного охлаждения. Охладитель, протекая по тракту охлаждения, образованному стенкой, рубашкой корпуса, внутренним и средним днищами головки камеры, поглощает всё тепло, передаваемое стенке и днищу.

Проточное охлаждение может быть регенеративным и автономным. Выбираем регенеративное охлаждение. При таком охлаждении тепло от газа передаётся компоненту топлива и вновь возвращается в камеру. При регенеративном охлаждении потери удельного импульса камеры практически отсутствуют.

Схема течения охладителя противоточная, то есть охладитель сначала подаётся во входной коллектор на срезе сопла, а затем течёт по тракту охлаждения и выходит из него через выходной коллектор горючего. При этом охладитель равномерно распределяется по проточным сечениям.

Проточное охлаждение обеспечивает надёжную теплозащиту элементов камеры.

Расчётный режим – основной режим работы двигателя. Тепловой поток от газа в стенку и площадь охлаждаемой поверхности по длине сопла являются переменными величинами, поэтому расчёт охлаждения можно производить только по участкам камеры.