3.3. Маршевый двигатель

Турбореактивный двухконтурный двигатель – короткоресурсный одноразового применения, предназначен для создания реактивной тяги в автономном полете ракеты и для обеспечения ее систем электропитанием и сжатым воздухом.

Технические данные.

Время запуска, с ,не более:

На высотах 50м________________________________________________6

3500м______________________________________________8

Двухконтурный турбореактивный двигатель МД включает в себя компрессор, камеру сгорания, турбину, сопло, систему сказки и суфлирования, систему запуска, топливопитания и регулирования, электрооборудование.

Первый контур (высокого давления) образован проточной частью компрессора, жаровой трубой камеры сгорания и проточной частью турбины до среза корпуса сопла.

Второй контур (низкого давления) ограничивается с внешней стороны средним корпусом и наружной стенкой МД, а с внутренней стороны – разделителем потоков, корпусом камеры сгорания и корпусом сопла.

Смешение потоков воздуха первого и второго контуров происходит за срезом корпуса сопла.

Рис.18. Маршевый двигатель.

1. Маслобак; 2. Корпус вентилятора; 3. Вентилятор;

4. Спрямляющий аппарат 2-й ступени; 5. Турбогенератор;

6. 2-й контур; 7. Компрессор; 8. 1-й контур; 9. Пиросвеча; 10. Камера сгорания; 11. Турбина; 12. Сопло; 13. Газогенератор.

МД закреплен на ракете с помощью кронштейна подвески через резьбовые отверстия переднего и заднего поясов подвески. Кронштейн подвески – силовой элемент, на котором размещены агрегаты и датчики МД и коммуникаций, соединяющие их. В передней части кронштейна имеются отверстия для крепления его на МД и проушины для крепления МД на ракете.

На наружной стенке МД предусмотрены два люка для установки пиросвечей и фланец отбора воздуха на рулевые приводы. На корпусе расположен штуцер отбора воздуха на наддув топливного бака.

3.3.1. Компрессор.

На МД установлен одновальный, осевой восьмиступенчатый компрессор 7, состоящий из двухступенчатого вентилятора, среднего корпуса с устройством для разделения потока воздуха на первый и второй контуры и шестиступенчатого компрессора высокого давления.

В вентиляторе 3 осуществляется предварительное сжатие поступающего в МД воздуха, а в компрессор высокого давления – сжатие воздушного потока только первого контура до расчетной величины.

Ротор вентилятора барабанно-дисковой конструкции. Диски первой и второй ступеней соединены проставкой и радиальными штифтами. Ротор вентилятора и обтекатель закреплены на валу болтом и гайками. Крутящий момент от вала к ротору вентилятора передается с помощью шлицевого соединения. Рабочие лопатки первой и второй ступеней установлены в пазы типа «ласточкин хвост». От осевых перемещений лопатки зафиксированы обтекателем, проставкой и стопорным кольцом. На валу вентилятора имеется шестерня, служащая приводом редуктора блока насосов. Суфлирование масляной полости компрессора производится через полости валов трансмиссии МД.

Корпус вентилятора 2 сварной с паянными в него консольными лопатками спрямляющего аппарата первой ступени. Спрямляющий аппарат второй ступени выполнен отдельным узлом и состоит из двух колец, в пазы которых впаяны лопатки.

В передней верхней части корпуса расположен маслобак 1. Корпус вентилятора вместе с маслобаком закреплен к фланцу среднего корпуса шпильками.

Средний корпус – основной силовой элемент МД. В среднем корпусе выходящий из вентилятора воздушный поток разделяется по контурам.

К среднему корпусу прикреплены:

-кронштейн подвески МД к ракете

-блок насосов

-крышка средней опоры (шарикоподшипника)

-статор турбогенератора

-корпус камеры сгорания.

На наружной стенке среднего корпуса установлены топливномасляный теплообменник, масляный фильтр, клапан откачки и датчик П-102 замера температуры воздуха за вентилятором. Стенки корпуса соединены четырьмя силовыми стойками, внутри которых выполнены каналы для размещения топливных, масляных и электрических коммуникаций.

В средней корпусе размещен корпус компрессора высокого давления со спрямляющими аппаратами 3-7 ступеней. В корпусе компрессора высокого давления имеются отверстия для нерегулируемого перепуска воздуха из первого во второй контур, что повышает запасы газодинамической устойчивости на малых и средних частотах вращения ротора МД.

Ротор компрессора высокого давления барабанно-дисковой конструкции, двухпорный. С валом вентилятора и валом турбины ротор компрессора высокого давления имеет шлицевые соединения. Рабочие лопатки установлены в кольцевые Т-образные пазы дисков ротора.

3.3.2. Камера сгорания.

В камере сгорания происходит превращение химической энергии топлива в тепловую и повышение температуры газового потока. На МД установлена кольцевая камера сгорания 10, которая состоит из следующих основных узлов:

-корпуса

-жаровой трубы

-коллектора основного топлива

-коллектора дополнительного топлива

-двух пиросвечей с электровоспламенителями

-пиросвечи.

Корпус камеры сгорания паяно-сварной конструкции. В его передней части впаяны два ряда спрямляющих лопаток восьмой ступени компрессора. Кроме этого к корпусу припаяны коммутации маслосистемы. На наружной стенке корпуса расположены четырнадцать фланцев крепления форсунок основного коллектора, фланцы двух пиросвечей, штуцер замера давления воздуха за компрессором, фланец крепления переходника к пиросвече.

Жаровая труба – кольцевая сварная конструкция. На передней стенке приварены четырнадцать литых «улиточных» завихрителей. Коллектор основного топлива выполнен из двух половин. На каждой установлено по восемь форсунок.

Для улучшения качество смеси и повышения надежности запуска МД, особенно при отрицательных температурах окружающей среды, в жаровой трубе установлен коллектор дополнительного топлива с четырнадцатью центробежными форсунками.

3.3.3. Турбина

Турбина предназначена для превращения тепловой энергии газового потока первого контура в механическую энергию вращения и привода компрессора и агрегатов, установленных на МД.

Осевая двухступенчатая турбина 11 состоит из:

-ротора

-соплового аппарата первой ступени

-соплового аппарата второй ступени

-опоры.

Ротор турбины состоит из двух колес (первой и второй ступеней), соединительной междисковой проставки, колеса пусковой турбины и вала турбины.

Колеса ступеней и пусковой турбины отлиты вместе с венцами рабочих лопаток. Сопловой аппарат первой ступени имеет 38 пустотелых лопаток и закреплен к корпусу камеры сгорания. Сопловой аппарат второй ступени имеет 36 лопаток. Колесо первой ступени охлаждается воздухом, отбираемым из корпуса камеры сгорания. Внутренняя полость ротора турбины и ее вторая ступень охлаждаются воздухом, отбираемым из пятой ступени компрессора.

Опора ротора турбины – роликоподшипник без внутренней обоймы. В наружной обойме имеются отверстия для уменьшения давления масла под роликами.

3.3.4. Сопло.

В реактивном сопле 12 происходит смешение воздушных потоков первого и второго контуров. На внутреннем кольце корпуса сопла расположены 24 лопатки для раскрутки потока газов, выходящих из пусковой турбины при запуске, и четыре бобышки со шпильками для крепления газогенератора 13. Сужающееся сопло образовано профилем наружной стенки МД и поверхностью корпуса газогенератора.

3.3.5. Система запуска.

Система запуска, топливопитания и регулирования осуществляет раскрутку ротора, подачу дозированного топлива на запуске, «встречном запуске» и на режиме «максимал» при запуске в камеру сгорания подается кислород от кислородного аккумулятора через пиросвечи.

Система состоит из следующих основных узлов:

-твердотопливного газогенератора

-пиросвечей с электровоспламенителями

-кислородного аккумулятора

-топливной системы низкого давления

-топливной системы высокого давления

-комплексного регулятора двигателя (КРД)

Кислородный аккумулятор предоставляет собой баллон объемом 115 куб.см. Масса заправляемого кислорода 9,3 - 10,1 г.

Газогенератор твердотопливный (ГТТ) одноразового действия предназначен для раскрутки ротора МД при его запуске. ГТТ состоит из неснаряженного газогенератора и элементов снаряжения: заряда твердого топлива 7, воспламенителя 9 и электровоспламенителя (ЭВП)

Неснаряженный газогенератор состоит из цилиндрического, переходящего в усеченный конус корпуса 10, крышки 4 и крепежных деталей.

В корпусе предусмотрено резьбовое отверстие для установки штуцера замера давления в камере сгорания ГТТ при испытаниях. При эксплуатации отверстие закрыто заглушкой 11 и прокладкой 12. С внешней стороны корпуса выполнена кольцевая проточка под уплотнительное кольцо 5.

В крышке имеются восемь сверхзвуковых сопел 1, которые расположены тангенциально к продольной оси ГТТ. Сопла закрыты вклеенными заглушками, обеспечивающими герметичность ГТТ и необходимое для зажигания заряда твердого топлива начальное давление в камере сгорания ТГГ. Крышка соединена с корпусом с помощью гайки 6. Внутренняя полость корпуса является камерой сгорания размещенных в нем заряда твердого топлива и воспламенителя.

Рис.19. Газогенератор твердотопливный.