2.3. Газогенератор

Газогенератор (ГГ) (рис. I-V) предназначен для выработки из основных компонентов топлива рабочего тела для турбины.

Он состоит из двух основных частей - головки и цилиндрической камеры сгорания.

Головка имеет два плоских и одно сферическое днище. В первом (огневом) днище с помощью развальцовки и пайки закреплены форсун­ки горючего. Форсунки окислителя проходят через два плоских дни­ща и крепятся в них также развальцовкой и пайкой. Форсунки 0 и Г центробежные, шнековые. Расходы компонентов подобраны таким обра­зом, что температура газа на выходе из ГГ не превышает 900°С (1173К).

Камера сгорания ГГ представляет собой два соосных цилиндра, вставленных друг в друга. Гарантированный зазор между ними обеспе­чивается с помощью выштамповок, через которые с помощью точечной сварки происходит скрепление оболочек. Горючее к ГГ подводится через штуцер в конце цилиндрической части, движется по зазору между оболочками, охлаждая их, и поступает к форсункам. Окислитель непосредственно поступает в полость, образованную сферическим и вторым днищами.

Устройство остальных агрегатов двигателя будет рассмотрено при анализе работы пневмогидравлической схемы.

3. Пневмо-гидравлические системы двигателя (назначение, состав, работа)

Пневмогидравлические системы двигателя представляют собой совокупность элементов, обеспечивающих запуск и работу двигателя по одной из программ, обеспечивавших выполнение поставленной перед изделием технической задачи.

Принципиально можно выделить в составе двигателя систему за­пуска, систему регулирования тяги, систему поддержания заданного режима работы, в состав которых входят в ряде случаев одни и те же элементы двигательной установки.

3.1. Система запуска двигателя.

Система запуска одноразовая, пиростартерная. В ее состав вхо­дят (рис. I): предохранительный клапан VIII, пусковая камера VI, пус­ковые клапаны окислителя IV и горючего III, демпфер XIX.

Исходное положение предохранительного клапана(ПрКл) показано на рис. I. Его назначение - предотвращение случайного запуска пусковой камеры. Для этого поршень ПрКл находится в левом крайнем положении и зафиксирован штифтом, полость пиропатрона через специальное отвер­стие соединена не с пусковой камерой, а с окружающей средой. В кон­це работы стартовых ускорителей ракеты на ПрКл поступает сигнал в виде импульса давления и перемешает поршень в крайнее правое поло­жение. В этом положении поршень фиксируется разжимным кольцом, а полость пиропатрона VII сообщается через радиальное отверстие поршня с пусковой камерой (ПК). Двигатель готов к запуску.

Запуск осуществляется подачей электрического сигнала напряже­нием 27 В и силой тока 2 А на пиропатрон ДП-1-2 (VII). (Безопасный ток - 0,05 А без ограничения времени, 0,2 А - в течение не более 5 мин, время срабатывания 0,01 сек).

Пиропатрон создает первоначальный форс пламени, от которого воспламеняется воспламенитель, навеска пороха ДРП весом 4 г, а от него основной заряд, изготовленный из балластитного твердого топлива РСИ-12К. Воспламенитель и основной заряд размещены в ПК. ПК состоит из корпуса, верхней крышки (на ней установлен ПрКл), сопловой крышки, в которую запрессовано сопло с алюминиевой мембраной, решетки и держатели для фиксации порохового заряда. При повышении давления в ПК происходит прорыв сопловой мембраны и пороховые газы поступают на турбину и раскручивают ее до необходимых оборотов. Одновременно газы поступают на пусковые клапаны “О” и “Г” (III,IV). Пусковые клапаны – мембранного типа. Основные его элементы – алюминиевая мембрана, разобщающая полости бака и двигателя до пуска, кольцевой нож и кольцевой поршень. При подаче импульса давления поршень вместе с ножом перемещается по направлению к мембране. Форма и размеры ножа, ход поршня подобранны таким образом, что нож под действием потока жидкости мембрана отклоняется в сторону насосов и открывает доступ компонентов топлива к двигателю.

Часть пороховых газов направляется через демпфер в программный механизм. Демпфер состоит из обтекателя, фильтра и дросселирующих шайб, объединенных в корпусе. Твердые частицы (сажа, несгоревший порох, остатки мембраны) задерживаются на фильтре, а оставшийся газ через демпфирующие шайбы, снижающие его скорость, поступает под поршень программного механизма Х (рис. I, рис. 3), перемещает его, освобождая рычаг, тем самым подготавливая ПМ к работе.

Все элементы двигателя, имеющие переменное гидравлическое со­противление - регулятор IX, стабилизатор соотношения компонентов топлива в камере XI, стабилизатор соотношения компонентов в газо­генераторе XII, в начале запуска находятся в полностью открытом положении, что обеспечивает быстрое заполнение магистралей.

С целью обеспечения безаварийного запуска в основную камеру первым поступает окислитель, а в газогенератор - горючие. Эго достигается подбором длин магистралей, а также постановкой компен­сационных (тормозных) бачков (XVII и ХVIII) (рис. I).

Через (0,7-0,8) сек. после подрыва пиропатрона компоненты топлива поступают в газогенератор. Совместная работа ПК и ГГ в тече­ние (0,2-0,3) сек. обеспечивает быстрый выход двигателя на режим.

При достижении давления в КД (6-8) ат выбивается консервационная заглушка сопла; при давлении перед форсунками “Г” в 15 ат срабатывает сигнализатор давления, который подает питание на ис­полнительный механизм регулятора тяги, который начинает отрабаты­вать одну из программ.

Через I сек. после подачи команды на запуск двигатель достига­ет максимальных значений параметров.