Атлас конструкций ЖРД. Описания. Часть I
Составители: Гахун Г.Г., Алексеев И.Г., Березанская Е.Л., Гутковскии Э.Л., Хованский О.М.
Под общей редакцией проф. Гахуна Г. Г.
МАИ, кафедра 203. М., 1969
Оглавление
Атлас конструкций ЖРД. Описания. Часть 1.............................................1
Предисловие..........................................................................4
Основные технические данные двигателей...............................................5
Раздел I. Двигатели КБ главного конструктора Глушко В.П..............................6
Камера двигателя РД-214 (листы 1,2)................................................6
Газогенератор двигателя РД-214 (лист	3)...........................................15
Камера двигателя РД-219 (лист 4)..................................................16
Газогенератор двигателя РД-219 (лист	6)...........................................34
Газогенератор двигателя РД-218....................................................37
Узлы соединений элементов камер двигателей РД-214- и РД-219 (лист 7)..............37
Камера двигателя РД-107 (листы 8, 9)..............................................37
Рулевая камера двигателя РД-107 (лист 10).........................................50
Газогенератор двигателя РД-107....................................................61
Камера двигателя РД-111 (листы 11...13)...........................................61
Газогенератор двигателя РД-111 (лист 19)..........................................74
Камера двигателя РД-119 (листы 21... 27)..........................................77
Газогенератор двигателя РД-119 (лист 28)..........................................89
Раздел II. Двигатели КБ главного конструктора Исаева А.М............................91
Камера двигателя С5.3М (листы 29, 30).............................................91
Камера двигателя 11Д47 (листы 31,32)..............................................95
Газогенераторы двигателя 11Д47 (листы 33...36).................................. 100
Газогенератор привода ТНА (лист 33)............................................100
Газогенератор сопел системы малой тяги (лист 34)...............................102
Газогенератор наддува бака окислителя (лист 35)................................104
Газогенератор наддува бака горючего (лист 36)..................................105
Камера двигателя С5.5 (листы 37, 38)............................................ 108
Камера двигателя С5.60 (лист 39).................................................111
Газогенератор двигателя С5.60 (лист 40)..........................................116
Камера двигателя С5.45 (лист 41).................................................118
Камера двигателя 5Д25 (листы 42, 43)............................................ 124
Камеры двигателя С5.33 (листы 44-47)............................................ 130
Стартовая камера (листы 44, 45)............................................... 131
Маршевая камера (листы 46, 47)................................................ 136
Газогенератор двигателя С2.720 (лист 48).........................................141
Газогенератор блока подачи С5.15А (лист 49)......................................142
Раздел III. Двигатели КБ главного конструктора Конопатова А Д......................145
Камера двигателя 11Д55 (лист 50).................................................145
Камера двигателя 8Д719...........................................................152
Газогенератор двигателя 11Д55 (лист 51)..........................................159
Газогенератор двигателя 8Д719 (лист 51)..........................................161
Камера двигателя 8Д43 (лист 52)..................................................162
Камера двигателя 8Д46............................................................173
Газогенератор двигателя 8Д43 (лист 54)..........................................178
Камера двигателя 8Д67 (листы 55, 56)........................................... 185
Газогенераторы двигателя 8Д67 (лист 57).........................................193
Восстановительный газогенератор...............................................193
Окислительный газогенератор...................................................195
Камера двигателя РО-1 (лист 58).................................................196
Газогенераторы двигателя РО-1 (лист 59)........................................ 201
Газогенератор-1...............................................................203
Газогенератор-2...............................................................203
Раздел IV. Двигатель КБ главного конструктора Степанова В.Г........................205
Камеры двигателя Р201-300 (листы 60-62).........................................205
Стартовая камера (листы 60, 61)...............................................207
Маршевая камера (лист 62).....................................................213
Газогенератор двигателя Р201-300 (лист 63)......................................218
Материалы, применяемые в конструкциях камер и газогенераторов ЖРД...............223
Предисловие
Впервые атлас конструкций элементов двигательных установок ЖРД, как учебное пособие по курсу «Конструкции ЖРД», читаемому на кафедре 203 Московского авиационного института, вышел в 1956 году.
Настоящее издание не является переизданием прежнего, а представляет собой новый атлас, в который не попал ни один двигатель, вошедший в издание 1956 года.
Это объясняется тем обстоятельством, что за промежуток времени между этими изданиями отечественное двигателестроение шагнуло значительно вперед. Расширились сферы применения ЖРД, значительно улучшились удельные и абсолютные параметры двигателей. Рост параметров двигателя произошел, в первую очередь, как за счет значительного увеличения давления в камере сгорания, так и за счет применения новых, более эффективных компонентов топлива. Эти изменения повлекли за собой коренные изменения в конструкции всей двигательной установки и, главным образом, ее основных узлов: камеры сгорания и турбонасосного агрегата.
Издаваемая 1-я часть атласа касается камер сгорания и газогенераторов, в которых главными и существенными изменениями являются: схема работы камеры, в частности, схемы с дожиганием газогенераторного газа в камере сгорания двигателя, применение новых материалов и конструктивное выполнение силовых схем узлов оболочек и головок.
Б настоящем атласе приведены конструкция камер сгорания а газогенераторов двигателей, созданных главными конструкторами Глушко В.П., Исаевым А.М., Конопатовым А.Д., Степановым В.Г.
Особенностью настоящего атласа является раздельное издание графической части (чертежи узлов и деталей) и текстовой части описания конструкций.
Расположение материала в атласе и описаний к нему принято по конструкторским бюро, так как методически целесообразно рассматривать конструкции изделий, отражающие специфику проектирования каждой организации. В описательной части атласа, кроме особенностей конструкции элементов камеры сгорания и газогенератора, даны материалы, в виде графиков и таблиц, по расчету смесеобразования, охлаждения, а для некоторых изделий - по результатам прочностных расчетов элементов оболочек. Для удобства пользования атласом в приведенной на стр. 10 сводной таблице рассматриваемых камер сгорания и газогенераторов, кроме основных параметров изделий, дается краткая характеристика особенностей. К этим особенностям отнесены: количество камер сгорания в двигателе, наличие рулевых камер, камеры сгорания с регулируемой тягой, кратность действия двигателя, камеры сгорания неподвижные и качающиеся, схемы питания камер сгорания, газогенераторы окислительные и восстановительные и т.д. Кроме этого, в атласе приведена таблица материалов, применяемых для основных деталей камер сгорания и газогенераторов, а также список условных обозначений (индексов), использованных в описании.
Как указано в титульном листе, в составлении атласа, кроме пишущего это предисловие, принимали участие преподаватели факультета №2 МАИ: Алексеев Е.Г., Березанская Е.Л., Гутковский Э.Л., Хованский О.Л.
Члены кафедры 203 ХронинД.В., Гуров А.Ф., Носов М.В. просмотрели подготовленную к печати 1-ю часть атласа и своими замечаниями помогли авторам.
Особую признательность факультет №2, кафедра 203 и составители атласа выражают коллективам ОКБ Главных конструкторов Глушко В.П., Исаева А.М., Конопатова А.Д., Степанова В.Г. за их помощь в подборе материала для атласа, практическую помощь в изготовлении чертежей и ценные замечания при его рецензировании.
Все критические замечания и пожелания по настоящему атласу просьба направлять в адрес кафедры 203 МАИ.
Профессор кафедры 203 Гахун Г.Г.
Основные технические данные двигателей
ЖРД	назначение (ступень)	тяга, тс у земли	тяга, тс в пустоте	кол-во и тяга камер	О	Г	Рк (ата)	_	система Ра характеристика (ата)	ГГ	H!MyBa 4	1	баков
РД-107 РД-111 РД-119 ИД55 8Д719 РД-214 РД-218 РД-219 С5.3М ИД47 8Д43 8Д46	I рулевая камера I II III III I I II I II I II	83,22 143,5 *	10,76 *	4 х 19,2 2x3,21 4 х 35,4 1 х 10,62	ЖК ЖК АК-27И	керосин керосин ТМ-185 ТГ-02	59,7 55,13 80 80,5 69,5 51 44,5 75 75 67,4 100 150 150	0,4 0,35 0,5 0,063 0,074 0,054 0,7 0,44 0,28 0,98 0,072 0,6 0,14
8Д67	II (рулевой)						54	0,09
С5.5 С5.60 С5.45	тормозной, посадочный коррекция траектории, сближение и стыковка косм. об. и т.п. коррекция траектории				АК-20Ф		63,8 40,7 12	0,122 0,0407 0,083
5Д25	одноступен чатая ЗУР						120,6 45,1	0,812 0,304
РО1 С5.33	II (маршевая) ступень ЗУР стартовая маршевая						67,4 18,4 99,2 89,4 40,1	0,901 0,246 0,267 0,18 0,081
Р201-300	стартовая						75	0,556
	маршевая						30,5 14,5	0,194 0,0925
Таблица 1
особенности двигателя
Раздел I. Двигатели КБ главного конструктора Глушко В.П.
Камера двигателя РД-214 (листы 1,2)
Двигатель РД-214 предназначен для силовых установок боевых и космических ракет. Разработка двигателя началась в 1955 г. С 1959 г. двигатель находится в серийном производстве.
Двигатель РД-214 устанавливается на одноступенчатую боевую БРДД и двухступенчатую PH, используемую для запусков спутников Земли с научной аппаратурой серии «Космос».
Двигатель работает на стабильных высококипящих компонентах топлива и развивает тягу 64,8 тс (у земли). Удельная тяга у земли с учетом топлива, расходуемого на привод насосов, 230 с; удельный вес 11,7 кг/тс.
Двигатель РД-214 многокамерный; состоит из четырех камер сгорания, TH А, газогенератора, комплекта агрегатов автоматики, узлов и деталей общей сборки.
Четыре камеры двигателя соединены в блок при помощи двух рядов опор. К верхнему ряду опор крепится рама, на которой устанавливается турбонасосный агрегат с газогенератором.
Двигатель крепится непосредственно к несущим элементам корпуса ракеты через опоры, приваренные в верхней части камер, по одной на каждой камере.
Основные параметры камеры
тяга, тс:	
- у земли (номинальная, на режиме главной ступени)	16,2
- в пустоте	18,5
- на режиме дросселирования (в %% от номинальной тяги)	35
Топливо:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	ТМ-185
- пусковое горючее	ТГ-02
секундный расход, кг/с:	
- окислителя	55,3
- горючего	13,9
весовое соотношение компонентов топлива	3,97
коэффициент избытка окислителя	0,768
давление газов, ата:	
- в камере сгорания	44,5
- в выходном сечении сопла	0,7
удельная тяга, с:	
- у земли	233,6
- в пустоте	267,3
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,85
объём камеры сгорания до критического сечения, л	81
время пребывания продуктов сгорания в камере, мс	5,2
литровая тяга, кгс/л	200
коэффициент полноты давления в камере	0,971
коэффициент полноты удельной тяги	0,944
масса камеры, кг	88
Камера представляет собой паяно-сварную неразъёмную конструкцию и состоит из цилиндрической камеры сгорания с форсуночной головкой и сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (9), внутреннего (1), среднего (2) и наружного (5) днищ с фланцем (3), на котором устанавливается пироклапан (пироклапан, открытый при работе, перекрывает доступ окислителя в камеру при подаче команды на выключение двигателя).
Внутреннее и среднее днища, совместно с силовым кольцом, образуют полость горючего. Горючее в головку поступает через сверления в силовом кольце (9) из межрубашечного пространства, охлаждает внутреннее днище и через форсунки горючего (б) впрыскивается в камеру сгорания.
Среднее и наружное днища с верхней частью силового кольца образуют полость окислителя. Окислитель подводится в форсуночную головку через фланец (3) и через форсунки окислителя (7) впрыскивается в камеру.
Среднее днище соединено с наружным днищем и фланцем обечайкой (4), имеющей шесть отверстий для равномерного распределения окислителя по площади днища головки.
Среднее и внутреннее днища связаны между собой форсунками окислителя. Для обеспечения необходимой прочности связи днищ в местах с большим расстоянием между форсунками устанавливаются форсунки окислителя с упрочненными корпусами (см.лист 2 сеч. ИИ). Для обеспечения заданного расстояния между внутренним и средним днищами на части форсунок установлены дистанционные втулки (8).
На головке размещены 793 одно компонентные центробежные форсунки с шнековыми завихрителями: 480 форсунок окислителя и 313 форсунок горючего. Форсунки расположены по концентрическим окружностям. Взаимное расположение форсунок близко к сотовому, шаг между форсунками переменный (см.рис. 1-1).
Для обеспечения устойчивого горения разработана и применена трехъярусная система смесеобразования. В этой схеме часть форсунок окислителя и горючего создает конусы распыла с относительно большими углами, равными 2ос=110° (первый ярус), другая часть форсунок -конусы распыла с углами 2ос = 40° (второй ярус). В завихрителях форсунок, имеющих большие углы распыла, выполнены центральные отверстия, создающие возможность струйного впрыскивания части компонентов (третий ярус).

Расходы горючего через разные типы основных форсунок одинаковы, так же как и расходы окислителя. На периферии головки установлены центробежные форсунки горючего с уменьшенным расходом.
Форсунки окислителя и горючего с малым углом распыла отличаются от форсунок с большим углом распыла уменьшенным диаметром сопла, большим шагом и глубиной винтовой нарезки завихрителя (и отсутствием центрального отверстия в завихрителе).
Схема расположения форсунок на головке, их характеристики, геометрия к результаты расчета смесеобразования в пристеночном слое приведены на рис. 1-1, 2, 3, 4.
Для обеспечения условий комплектации камер в двигатель (для уменьшения разброса гидравлических сопротивлений) форсунки при проливке делятся по расходу на три класса. Диапазон изменения расхода в классе составляет 2%. На каждой форсуночной головке устанавливаются форсунки только одного класса.
На силовой кольце головки приварено три штуцера. Два из них (см.сеч. РР) предназначены для замера давления газа в камере сгорания и сообщаются каналами с огневой полостью. Третий (сеч. XX) сообщается с полостью окислителя и предназначен для замера давления окислителя перед форсунками. Замер давления горючего на входе в форсуночную головку производится через штуцер, установленный на соединительном кольце (11) (сеч.НН).
Цилиндрическая часть камеры и докритическая часть сопла
Внутренняя стенка состоит из двух секций - цилиндрической (14) и профилированной (16),— сваренных встык. После сварки шов проковывается. Наружная рубашка состоит из секций (13) и (17) и переходного кольца (12), привариваемого к наружной рубашке со стороны форсуночной головки для обеспечения необходимой прочности и надежности сварного шва, соединяющего рубашку с силовым кольцом форсуночной головки.
Скрепление рубашки со стенкой осуществляется через пять гофрированных проставок (15) (см.сеч. ББ), припаиваемых твердым припоем.
Закритическая часть сопла
Внутренняя стенка (20) профилированная. Рубашка состоит из двух секций (21) и (24), кольца коллектора (23) и переходного кольца (19), привариваемого к рубашке со стороны критического сечения.
Общий bad
ЗаЬихритель	Характеристики зоби^оителя			
	сечение заЬихри-теля	НопраЬле-ниеЪинто-Ьой fiUHUU	LUasbUH-moboo J1UHUU	Число ЗанодсЬ
Рис.1-2. Геометрические	п&р&метоь/срорсунок
Общий бид
Рис. 1-3. Геометрические пар&м&туоь/ срорсунок
Puc.I-У. Результаты расчета, смесеобразования.
Связь мезду стенкой и рубашкой осуществляется через пять гофрированных проставок (22) (см.сеч. ВВ) и кольцо жесткости (26), устанавливаемое на срезе сопла. Допускаемая величина неподкрепленного гофром участка сопла и технологические зазоры под сварку на срезе сопла приведены на листе 7 (позиция Е).
Коллектор (23) сопла состоит из двух секторов, приваренных к круговым буртам кольца коллектора, и двух патрубков со штуцерами. В кольце коллектора имеются отверстия для прохода горючего в межрубашечное пространство. На кольце (26) установлена сливная бобышка (сеч. ГГ).
Для уплотнения хвостового отсека ракеты у среза сопла приваривается обечайка (25) с резьбовыми бобышками (место 1).
Соединение частей
Соединение докритической и закритической частей сопла осуществляется путем сварки внутренних стенок встык и через соединительное кольцо (18), состоящее из двух полуколец, привариваемое к переходному кольцу (19) и рубашке докритической части сопла. После сборки узлы оболочек камеры сгорания и сопла проходят рентгенирование, испытания на прочность и герметичность и окончательную механическую обработку под стыковку с головкой.
Соединение цилиндрической части камеры с форсуночной головкой (см. сеч. ЖЖ, лист 2) осуществляется при помощи сварки. Внутренняя стенка (14) приваривается к силовому кольцу (9) до постановки на место разъемного соединительного кольца. Рубашка соединяется с форсуночной головкой через кольцо (11), образованное двумя полукольцами (сеч. ДД, лист 1).
Соединительные кольца (11) и (18) имеют бурты, воспринимающие усилия от усадок сварочных швов приварки этих колец к рубашкам, для разгрузки внутренней стенки.
Подготовка указанных стыков для постановки соединительных полуколец показана на листе 7, позиции А и Б.
Толщины стенок и геометрия гофров
Внутренняя стенка имеет толщину 1 мм. Рубашка, исключая переходные кольца, на участке от головки до критического сечения имеет толщину 2,5 мм, на участке закритической части сопла -1,5 мм. Толщина гофрированных проставок 0,5 мм.
Величина зазора в межрубашечном пространстве на большинстве участков составляет 3 мм; в районе критического сечения (для обеспечения охлаждения)зазор уменьшен до 2,3 мм. Форма полуколец соединительного кольца (18) выбрана таким образом, чтобы скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении была такой же, как на прилегающих участках, где установлены гофрированные проставки.
Длина и количество гофрированных проставок на докритической и закритической частях сопла определяются из условий, чтобы шаг гофров со стороны большего диаметра не превышал допустимых с точки зрения прочности значений. Принят максиальный шаг гофра 6 мм. Со стороны меньшего диаметра шаг выбран из условия обеспечения необходимой для пайки величины прямолинейного участка у вершины гофра при минимально возможной величине радиуса загиба материала гофра. Принят шаг 4 мм при радиусе загиба 0,4 мм.
Система охлаждения
Камера охлаждается горючим, поступающим через два патрубка, приваренных к коллектору. Далее через сверления в кольце коллектора горючее попадает в канавки гофрированной проставки, примыкающие к рубашке. Часть горючего (5,2 кг/с) идет к срезу сопла и возвращается обратно по канавкам, непосредственно примыкающим к огневой стенке. Остальная часть горючего идет в сторону критического сечения. В конце крайней от среза сопла гофрированной проставки оба потока соединяются и продолжают движение в сторону форсуночной головки.
Результаты расчета теплопередачи в камере при максимальном соотношении компонентов в пристеночном слое аест = 1,97 ( осст = 0,382) и скорости охлаждающей жидкости, возрастающей от 3,7 м/с у выходного сечения сопла до 24,7 м/с в критической области и имеющей порядок 7 м/с в
цилиндрической части, следующие: максимальный удельный тепловой поток в области критического сечения составляет 7,84 106 ккал/м2 ч; в выходном сечении сопла - 0,79 106 ккал/м2 ч, и в конце цилиндрического участка 4,3 106 ккал/м2 ч.
Максимальная температура огневой стенки камеры со стороны газов 755°C (в критическом сечении). Максимальная температура огневой стенки камеры со стороны охлаждающей жидкости 385°С (в сечении конца цилиндрического участка). Максимальная температура рубашки в месте спая с гофрами ~220°С (в начальном сечении камеры сгорания). Охлаждающая жидкость при начальной температуре на входе в коллектор камеры 15°С, на входе в форсуночную головку имеет температуру 204°С.
Потери давления (на трение и местные) в зарубашечдом тракте по экспериментальным данным составляют в среднем 10,8 ат.
Узлы крепления
На камере установлены два кронштейна. Верхний (28) на стыке цилиндрической части с форсуночной головкой и нижний (27) на докритической части сопла. Каждый кронштейн состоит из стойки и приваренного к ней ушка.
Кронштейны служат для соединения камеры с соседними камерами в блок. Для возможности соединения кронштейнов соседних камер предусмотрено смещение одного из кронштейнов каждого ряда относительно базовой плоскости Т (опоры 10) на толщину ушка (сеч. ЛЛ и сеч. ММ). Геометрическая неизменяемость блока камер обеспечивается за счет углового смещения кронштейнов верхнего и нижнего рядов (см.вид А).
На стыке цилиндрической части с форсуночной головкой приварена опора (10) (вид по стрелке Е). Опора выполнена из поковки и служит для крепления двигателя к несущим элементам ракеты.
Материалы
В конструкции камеры использованы различные виды сталей, в том числе и специальные, стойкие по отношению к окислительной среде (табл. 1-1).
Таблица 1-1
наименование деталей	материал
Детали головки: днища, силовое кольцо, фланец	Ст. ЭИ-654
Форсунки, соединительные полукольца	Ст. Х18Н9Т
Внутренняя стенка, детали коллектора	Ст. Х18Н10Т
Рубашка цилиндра и докритической части сопла	Ст. 21Х2НВФА
Рубашка закритической части сопла	Ст. 12Х2НВФА
Гофрированные лроставки	Ст. 10КП
Опора	Ст. 20ХГСА
Кронштейны	Ст. 25ХГСА
Припой для пайки форсуночной головки	кислотостойкий припой №87
Припой для пайки узлов цилиндрической части, сопла	ПрМНЦ 5,5+11,5
После приварки опор и кронштейнов камера проходит термообработку при температуре 250±30°С и гидропневмоиспытания при давлениях,соответственно,75 и 20 ати. Затем камера проходит проливку и промывку по трактам горючего.
Воспламенение компонентов
Для воспламенения основных компонентов топлива применяется химическое зажигание. После заправки баков ракеты 4-камерный двигатель заправляется пусковым горючим в количестве 30 л. Пусковым горючим заполняются магистрали горючего от насоса до клапана, установленного непосредственно перед входом горючего в камеру двигателя. Пусковое и основное горючие разделяются специальным клапаном.
В процессе запуска двигателя обеспечивается опережение поступления окислителя в камеру сгорания. Пусковое горючее, соприкасаясь с окислителем в камере, воспламеняется. Начинается
процесс горения. Система подачи обеспечивает непосредственный переход процесса горения с пусковым горючим на горение с основным горючим.
Газогенератор двигателя РД-214 (лист 3)
Газогенератор работает по принципу каталитического разложения маловодной перекиси водорода в присутствии твердого катализатора. Образующийся в результате разложения перекиси водорода парогаз (смесь водяного пара и газообразного кислорода) является рабочим телом турбины.
Основные параметры газогенератора
компоненты газогенерации:	
- перекись водорода (стабилизатор - стоннат натрия с пирофосфатом натрия); концентрация по весу, %%	80±0,5
- твёрдый катализатор, марка	ЖЗО-С-О 1
расход перекиси водорода, кг/с	5,0
удельная нагрузка, (кг/с перекиси водорода)/(кг катализатора)	3,1
время непрерывной работы, не менее, с	135
давление парогаза на выходе из газогенератора, ата	48
температура парогаза на выходе из газогенератора, °К	793
вес газогенератора (с катализатором), кг	17,7
Перекись водорода, подаваемая перекисным насосом ТНА, поступает в газогенератор через ниппель с жиклером (13) (сеч. АА). Для устойчивой работы газогенератора перепад давления на жиклере составляет около 5,5 ат. Пройдя через жиклер, перекись водорода попадает во внутреннюю полость газогенератора и проходит через пакеты катализатора (1), где разлагается. Особенностью данной схемы газогенератора является наличие двух симметрично расположенных пакетов катализатора, позволяющих при небольшом диаметре газогенератора получить необходимую величину поверхности соприкосновения перекиси водорода с катализатором, обеспечивающую достаточно интенсивную реакцию разложения. Перепад давления на пакетах катализатора составляет около 3,0 ата. Отдельные неразложившиеся капли перекиси водорода, прошедшие через пакеты катализатора, разлагаются в устанавливаемых для этой цели за пакетами сетках (9) и шнеках (4). Зти меры обеспечивают достаточно полное разложение перекиси водорода и, следовательно, необходимую температуру парогаза. Сетки (9), ограничивающие пакеты катализатора как со стороны перекиси, так и со стороны парогаза, выполняют также и роль фильтров, предотвращающих попадание твердых частиц катализатора в магистраль подвода перекиси и проточную часть турбины. Полученный в результате разложения парогаз по двум трубам (3) газогенератора поступает в коллектор турбины.
Конструкция газогенератора
Газогенератор состоит из корпуса (2) и крышки (10), скрепляемых друг с другом фланцевым соединением, двух узлов опор и разделителя. Фланцевый разъем выполнен для удобства зарядки газогенератора катализатором.
Сварные узлы корпуса (2) и крышки (10) включают в себе трубы (3), заканчивающиеся фланцами для крепления газогенератора к турбине.
Уплотнение фланцевых соединения корпуса с крышкой и газовых труб газогенератора с турбиной осуществляется прокладками. Надежная герметичность соединения корпуса с крышкой обеспечивается равномерной затяжкой болтов тарированным ключом.
1 Твердый катализатор типа ЖЗО-С-О представляет собой смесь зерен неправильной формы размером от 6 до 10 мм; 50% общего количества зерен составляет собственно катализатор, остальные 50% - носитель. По структуре зерна катализатора состоят из основы и поверхностного активного слоя. Основой зерна является пористое окисленное железо, получаемое путем спекания в определенных соотношениях карбонильного порошкового железа, натриевой селитры и соды. Поверхностный активный слой катализатора состоит из водного раствора перманганата калия и соды. Зерна носителя состоят целиком из основы и активным слоем не покрываются.
На одной из труб установлен штуцер для замера давления парогаза.
Между пакетами катализатора (1) имеется разделитель, состоящий из стакана (8) и двух симметрично расположенных относительно стакана решеток (7).
Для ограничения обоих пакетов со стороны парогаза служат узлы опор, вставляемые в корпус при загрузке катализатора и фиксируемые крышкой. Каждая опора состоит из решетки (7), шнека (4) и ребер (5) с кольцом (6) (см. вид В).
В узлы опор и разделителя входят сетки (9): по десять сеток в каждую опору и по две сетки в разделитель со стороны каждой решетки.
Плотная зарядка катализатором достигается путем тряски газогенератора на специальном виброприспособлении.
Защитные покрытия
Для защиты от коррозии узлов газогенератора предусматривается жаростойкое лаковое покрытие. Поверхности узлов, соприкасающиеся с катализатором, имеют лаковое покрытие, стойкое к воздействию катализатора.
Теплоизоляция
Газогенератор заключен в теплоизолирующий кожух, состоящий из двух половин, связанных друг с другом проволокой. Каждая половина кожуха состоит из оболочки (11) и расположенной внутри нее сетки (12). Между оболочкой и сеткой размещается теплоизолирующий материал (см.сеч. АА). Тепловая изоляция трубопроводов газогенератора обеспечивается обмоткой их жгутом и лентой поверх жгута (сеч. ББ).
Материалы
Для изготовления деталей газогенератора применены следующие материалы (таблица 1-2).
Таблица 1-2
Наименование деталей	Материал
Корпус, крышка	Ст. 25ХГСА
Фланцы,трубы	Ст. ЭИ-712
Детали опор и разделителя	Ст. 10КП и Ст. 20
Сетки опор и разделителя	проволока стальная Х18Н9Т
Болты,гайки	Ст. ЗОХГСА
Оболочки кожухов	Ст. 10КП
Сетки кожухов	проволока стальная ОВС
Уплотняющая прокладка	медь I
Теплоизоляция	
- корпуса и крышки	стеклянный жгут
- трубопроводов	лента из стекловолокна
Камера двигателя РД-219 (лист 4)
Двигатель РД-219 предназначен для II ступени МБР на стабильном топливе. Разработка двигателя была начата в 1958 году. С 1960 г. освоено серийное производство двигателей.
Двигатель РД-219 являлся маршевым двигателем II ступени первой отечественной МБР на стабильном топливе.
Двигатель двухкамерный, запускается на большой высоте. Номинальная тяга двигателя в пустоте (с учетом тяги выхлопного патрубка за турбиной) 90 тс, удельная тяга в пустоте 293 с, относительный вес в условиях пустоты 8,4 кг/тс.
Двигатель РД-219 состоит из двух камер, ТНА, газогенератора, агрегатов автоматики, рамы и узлов общей сборки.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли
-	в пустоте	44,585
топливо:
-	окислитель	АК-27И
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	109,28
-	горючего	41,57
весовое соотношение компонентов топлива	2,63
коэффициент избытка окислителя	0,79
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	75
-	в выходном сечении сопла	0,28
удельная тяга, с:
-	у земли
-	в пустоте	295,5
удельный импульс давления, с	164,9
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,11
объём камеры сгорания до критического сечения, л	84
время пребывания продуктов сгорания в камере, мс	3,8
литровая тяга в пустоте, кгс/л	530
коэффициент полноты давления в камере	0,972
коэффициент полноты удельной тяги	0,937
масса камеры, кг	130
Камера представляет собой паяно-сварную неразъемную конструкцию. Камера состоит из цилиндрической камеры сгорания с форсуночной головкой и профилированного сопла.
Форсуночная головка
На форсуночной головке расположено 793 однокомпонентных центробежных форсунки со шнековыни завихрителями. Форсуночная головка состоит из силового кольца (9), двух плоских днищ, внутреннего (1), среднего (2), и сферического наружного днища (5) с фланцем (3). На листе 7 поз. В показана подготовка под сварку днищ с силовым кольцом.
Внутреннее и среднее днища связаны между собой форсунками окислителя (7). Требуемый зазор между днищами обеспечивается втулками (8), устанавливаемыми на форсунках окислителя, равномерно расположенными в 3, 10 и 17 рядах, считая от центра головки. Всего на головке размещается двадцать одна втулка.
Для обеспечения необходимой жесткости и прочности головки служит перегородка (4), соединяющая среднее днище с наружным днищем и фланцем.
Окислитель поступает через фланец (3) в полость окислителя, образованную силовым кольцом (9), наружным и средним днищами к впрыскивается в камеру сгорания через форсунки окислителя. Для прохода окислителя в соединительной перегородке (4) выполнено десять отверстий.
Горючее из зарубашечной полости камеры сгорания поступает через 177 отверстий диаметром 8 мм в силовом кольце (9) в полость горючего, образуемую внутренним и средним днищами и через форсунки горючего также подается в камеру сгорания, где воспламеняется при встрече с окислителем.
Высокая надежность запуска обеспечивается за счет повышения давления в камере сгорания, возникающего при испарении окислителя.
На силовом кольце головки установлено четыре штуцера. Три штуцера, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, соединены каналами с огневым пространством камеры сгорания (сеч. ДД) и служат для замера давления газа. Четвертый штуцер соединен каналом с
полостью окислителя (сеч. ББ) и предназначен для замера давления окислителя перед форсунками. Замер давления горючего производится через штуцер, привариваемый к соединительному кольцу (11) и сообщающийся сверлением с полостью горючего (сеч. ВВ). Штуцер, установленный на сферическом днище и сообщающийся с полостью окислителя, предназначен для постановки емкостного датчика, фиксирующего пульсации давления окислителя на входе в форсунки (сеч. ББ).
15
24
zta F-—а
—20а —ло
—19
18 па п
16
\—15 на 44 13
« На 11
10
в
•7
5 Ч
5 Л
1
ряда	Ци&еТр Gxpyxn. rifi		КОП^йй бррду	О^исрут.		еормшо		
								9
25*\	420		96					98
24*	334		?6		~5б			
23*	369		48				98	
22	353		98					
21_	3315		82	чИ,				
Met	326		6			6		
SO	$17		36			Зб		
19			92		I?			
IL-	286		36					
По*	26Z		8				~Б~	
11	273		30				15	
7S~	260				К			
16 .	247		30	30				
1Чс?	W		6			5		
W	227					24		
П—	H5		30		15			
f2	196		24	24				
Tic?	187		6				5	
11	V5		18				1в	
ю	156		24		24			
9	136		18	1д				
6a*	132		6			6		
8	122		л?			12		
7	ffO		f8		71			
6	93		12	is:				
~5а?	68		6				6	
Т*	78		6				6	
1~	67,5		12		71			
"Л	62		Б	~ё~				
T*	45		6			~s~		
1 *	20		8		$			
"ZF~	0		1				/	
Aceto			793	216	264	-S6-	121	96
2tL ttpaBj				70	100	70	100	75
(jpC%e*]		vpey зобах.		218	118		79,5	855
		через от8			118		725	
tPv.caml				.10.		7.0		
0 PucJ-5. Схема и характеристики tonoSxu
условное обозначение
Общий Ьид
ЗаЗихритель
Характеристики заЬикрйтеля
Сечение заЬихри-теля	чопраЬле-чие Ьинго Ьоо линии	Шае^ин. тОоаи линии	Число ЗакосоЬ
219
Рио. 1-6. Геометрические	срорсунок
Условное обозначение	Общий Ьид	Завихритель		Характеристики завихрителя	
				Сечение заиихри- НатаЬле- ш&Ьчн-теля	ланчи 'линии	Число, 3a*o5ot>
		Ю&-$4		.4z\ Л /	\ /ysZ/i	
Рио.1-7. геометрические
рсГроГмепуэб/
срорсунок
Схема расположения форсунок представляет собой несколько искаженную сотовую схему. При такой схеме форсунки располагаются на концентрических окружностях, что обеспечивает возможность равномерного расположения периферийных форсунок по периметру камеры. При этой схеме легко размещается на среднем днище соединительная перегородка (4).
Для обеспечения устойчивого горения применена «трехъярусная» система смесеобразования. В связи с этим для каждого компонента выполняются форсунки с большими углами конусов распыла и дополнительными сверлениями в завихрителях (струйно-центробежные) и с малыми углами конусов распыла (центробежные) (см.рис. 1-5).
Каждая форсунка состоит из корпуса, завихрителя и втулки (см.рис. 1-6 и 1-7). Форсунки с малым углом конуса распыла отличаются от форсунок того же компонента, но с большим углом конуса распыла, диаметром сопла, шагом и глубиной винтовой нарезки завихрителя.
Центральные отверстия в завихрителях струйно-центробежных форсунок сделаны конфузорными, а торцы завихрителей в форсунках окислителя максимально приближены к соплу. Такое решение, полученное на основе многочисленных экспериментов, позволило получить стабильные характеристики по расходу жидкости при истечении в среду с противодавлением как на рабочем режиме, так и на режиме запуска двигателя.
Периферийные форсунки горючего имеют тот же корпус, что и форсунки горючего с малым углом конуса распыла, но измененный завихритель (другие шаг и углы).
Все форсунки разбиты на классы по расходу. Диапазон изменения расхода в каждом классе составляет 5%. Разбивка на классы позволяет расширить технологический допуск на проливочные расходы и, в то же время, сохранить стабильными характеристики форсуночной головки в целом. Схема размещения форсунок различных классов на головке показана на рис. 1-5.
Цилиндрическая часть и сопло
Цилиндрическая часть камеры и сопло представляют собой цельнопаяную конструкцию. Газодинамический профиль показан на листе 4.
Сопло спрофилировано по методу характеристик с угловой точкой. Профиль выбран близкий к экстремальному, что позволило получить наименьшие вес и габариты сопла при заданном миделе выходного сечения.
Внутренняя стенка (14) с утолщенной частью и внутренняя стенка (17) докритической части сопла, включающая и критическую область сопла, свариваются встык.
Наружная рубашка цилиндрической частя и докрятической части сопла состоит из секций (13) и (16) и переходного кольца (12).
Внутренняя стенка соединяется с наружной рубашкой гофрированными проставками (15) путем пайки твердым припоем. На цилиндрическом участке установлена одна гофрированная проставка с прямыми гофрами. На участке докритической частя ж критической области установлено пять гофрированных проставок, в том числе три проставки с косыми гофрами.
Внутренняя стенка сверхкритической части соединяется с наружной рубашкой, состоящей из штампованных секций (21) и (24), соединенных через кольцо коллектора (23) и переходное кольцо (19), установленное со стороны стыка со средней частью, при помощи четырех гофрированных проставок (22).
Смещение стыкового шва, соединяющего стенку критической области с закритической частью сопла, в сторону среза сопла позволило повысить надежность охлаждения сварного шва внутренних стенок, причем сварной шов располагается под одной из гофрированных проставок (см. лист 7, поз. Д).
В выходном сечении сопла установлено замыкающее кольцо (26). На кольце имеются две бобышки о штуцерами для слива горючего из зарубашечного пространства. Участок среза сопла показан на листе 7, поз. Ж.
На сопловой части укреплена обечайка (25) с плавающими бобышками для крепления защитного экрана.
Коллектор (23) состоит из кольца коллектора, нижней ж верхней секций и патрубка с фланцем, привариваемого к верхней секции. По условиям компоновки двигателя ввод горючего в коллектор осуществляется через один патрубок. Для повышения прочности в патрубке установлено ребро. Отверстие в ребре предусмотрено для исключения трещин, которые могут возникнуть при сварке за счет термических напряжений. Коллектор выполнен с двумя полостями, разделенными силовой перегородкой, и установлен эксцентрично относительно оси сопла.
Наличие двух полостей и изменение величины сечения по периметру сопла позволяют обеспечить равномерный подвод жидкости в зарубашечное пространство.
Горючее через патрубок поступает в первую приемную полость коллектора, а оттуда через 180 отверстий в силовой перегородке попадает во вторую распределительную полость. Диаметр и шаг отверстий в перегородке подобраны так, чтобы обеспечивался равномерный подвод горючего к 480 отверстиям в кольце коллектора. Отверстия диаметром 6 мм расположены в кольце коллектора в два ряда в шахматном порядке и сообщают распределительную полость коллектора с зарубашечным пространством.
Соединение частей
Соединение оболочек с форсуночной головкой осуществляется при помощи сварки. Утолщенная часть внутренней стенки (14) приваривается к силовому кольцу (9), после чего устанавливается и приваривается соединительное кольцо (11) (см. лист 7, поз. Г).
Замковое сварное соединение с подкладкой, применявшееся в камере двигателя РД-214, заменено стыковым сварным соединением без подкладки. Это упростило обработку мест стыка под сварку и позволило устранить надрывы в сварном соединении, имевшие место в ряде случаев (см. лист 7, поз. А и поз. Г).
Узлы крепления
На камере в месте стыка форсуночной головки с цилиндрической частью установлено по три стакана шаровых опор (10) для крепления к раме двигателя и по два кронштейна (27), состоящих из ребер и стаканов, для крепления рамы турбонасосного агрегата.
Шаровое соединение камер с рамой двигателя позволяет производить регулировку длины двигателя, выдерживать взаимную параллельность осей двух камер и требуемые расстояния между ними.

Ц H!VX.
8
6
4
2
О
<^qgo2

600
500
too
xo
200
00
0
Магпериал‘ бнутр. стенки — етМ8НЮТ
o
s s
В
ts <3
<A
% <s
I
<0	<0 ’
ft ft!
ft ftft ft <» <з c *s!
I
1 ft <5 I 4)

e h_ n
«я X» F»*{0
Qm -30 ^|47 5!8ПХ 88V80 84\Ю
80
0
78
72
68
L_
|__|
I
I* I 1 s ft
NH
Л5У
tA гс
m
1
J9
&
MH
V
VP
feft
5
NM
ft
ft
PbxMfl.
3
a »
ft ft ft ft Чг s
oR,
к
Ю
О


Puc.I-8. Результаты расчете ______охлаждений камерь/.,

Шаровое соединение рамы ТНА с камерами позволяет нивелировать положение ТНА как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, а также компенсировать возможное (в допустимых пределах) отклонение размеров в изготовлении камер, ТНА и рамы ТНА,
Кроме того, на стыке форсуночной головки с цилиндрическим участком приваривается переходник под вибродатчик (28).
Система охлаждения
Камера охлаждается горючим, поступающим через патрубок в коллектор и далее в наружные канавки гофрированной проставки. Горючее, в соответствии с сопротивлением трактов, делится на два потока: один (15,1 кг/с) направляется в сторону выхода ного сечения сопла, поворачивает на 180° и по другим, внутренним, канавкам течет в сторону критического сечения; другой - по наружным канавкам направляется в сторону критического сечения и соединяется с первым потоком в конце крайней (к срезу сопла) гофрированной проставки. Соединившись, оба потока заполняют и наружные,и внутренние канавки проставок и направляются к форсуночной головке.
Результаты расчета теплопередачи, выполненные для постоянного соотношения компонентов: аест= 1,31 ( осст = 0,394), эея = 1,97 ( ося = 0,892) - представлены на рис. 1-8. Там же приведены данные по геометрии и гидравлическим сопротивлениям охлаждаемого тракта камеры.
На рис. 1-9 приведены результаты расчета теплопередачи для случая, когда внутренняя стенка камеры покрыта слоем окиси циркония толщиною 5 = 0,2 мм.
На рис. 1-10 показаны схемы двух способов связей оболочек.
pLjc.I~10. ~Tunbf сВязеи оболочек.
Материалы
Для изготовления основных деталей камеры применяются следующие материалы (табл. 1-3).
Таблица 1-3
Наименование деталей	Материал
Внутренние стенки, детали коллектора горючего	Ст. Х18Н10Т
Детали форсуночной головки; рубашка закритической части сопла	Ст. 1Х21Н5Т
Рубашка цилиндрической части и докритической части сопла	Ст. 21Х2НВФА
Форсунки	Ст. Х18Н9Т
Гофрированные проставки	Ст. 10
Припои:	
- для пайки деталей форсуночной головки	ПЖК-35
- для пайки деталей цилиндрической части,сопла	Г70НХ
Напряжения и запасы прочности
В таблице 1-4 приведены напряжения и запасы прочности в элементах камеры (п.п.1. . .7). На рис. 1-11 показано расположение проверяемых сварных швов у головки (поз. а) и коллектора (поз. б).
R"=f5t1
Рис.I~ Схеме! расположения рассчить/8аен»х на прочность злементоб тонеры.
Таблица 1-4
Камера двигателя РД-218 (лист 5)
Двигатель РД-218 предназначен для установки на I ступень МБР на стабильном топливе. Разработка двигателя была начата в 1958 г. С 1960 г. двигатель находится в серийном производстве.
Двигатель РД-218 является маршевым двигателем I ступени МБР, на II ступени которой устанавливается двигатель РД-219.
Двигатель РД-218 состоит из трех двухкамерных двигательных блоков, смонтированных на общей раме и имеющих общую систему запуска. Номинальная тяга двигателя у земли (с учетом тяги выхлопных патрубков) 224,7 тс, в пустоте - 264,3 тс. Удельная тяга 248 с и 291 с, соответственно. Относительный вес у земли 8,54 кг/тс.
Каждый блок двигателя РД-218 состоит из двух камер, ТНА, газогенератора, агрегатов автоматики, рамы ТНА и узлов общей сборки.
В состав двигателя, кроме трех двигательных блоков, входят рама двигателя, пусковые бачки, агрегаты автоматики и трубопроводы пусковой системы.
Двигательные блоки размещаются таким образом, что все камеры сгорания располагаются равномерно по одной окружности, в середине между камерами размещаются турбонасосные агрегаты. Крепление камер к раме осуществляется через шаровые опоры. Рама двигателя представляет собой цельносварную ферменную конструкцию из труб, работает на растяжение и крепится к силовому кольцу ракеты.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли	37,35
-	в пустоте	43,725
топливо:
-	окислитель	АК-27И
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	107,6
-	горючего	40,95
весовое соотношение компонентов топлива	2,63
коэффициент избытка окислителя	0,79
давление газов, ата:
-	в	камере сгорания	75
-	в	выходном	сечении сопла	0,44
удельная тяга, сек:
-	у	земли	251,4
-	в	пустоте	294,3
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,09 объём камеры сгорания до критического сечения, л	84
время пребывания продуктов сгорания в камере, мс	3,8
литровая тяга у земли, кгс/л	444,6
масса камеры, кг	130
Газодинамический профиль
На рис. 1-12 приведена геометрия внутренних контуров камер РД-218 ж РД-219.
Как видно из рисунка, различие заключается в геометрических размерах и способе профилирования закритической части сопла. У камеры двигателя РД-218 закритическая часть спрофилирована дугой большого радиуса, как и у камеры двигателя РД-214, и поэтому при меньшей степени расширения газов в сопле, сопло длиннее, чем у камеры двигателя РД-219, при проектировании которой были использованы наиболее перспективные, по тому времени, рекомендации.
*480
Ф&92
Особенности конструкции
Конструкция камеры в основном соответствует конструкции камеры двигателя РД-219. Отличаются лишь по конструкции элементы системы смесеобразования, детали закритической части сопла и элементы системы крепления. Последнее обусловлено отличиями в компоновке двигателей 2.
Форсуночная головка
Форсуночная головка по конструкции и системе смесеобразования такая же, как и у камеры двигателя РД-219. В проточную часть форсунок горючего (6) и окислителя (7) (см. место 1) еще не внесены изменения, позволившие в дальнейшем повысить стабильность характеристик смесеобразования (см. форсунки камеры двигателя РД-219).
Углы конусов распыла центробежных форсунок 55.. .60°; струйно-центробежных - 85.. .95°. На периферии расположены форсунки горючего с углами распыла 75°.
Область критического сечения и сверхкритическая часть сопла
Внутренняя стенка соединяется с наружной рубашкой через гофрированные проставки. Толщина внутренней стенки 0,8 мм.
В закритической части устанавливается четыре гофрированные проставки (22), шаг проставок изменяется от 4,5 до 6 мм.
Стык докритической части сопла с закритической расположен под гофрированной проставкой, установленной под соединительным кольцом (18), и отнесен от критического сечения в закритическую часть.
Форма патрубка, подводящего горючее к коллектору (23),определяется условиями общей компоновки.
На виде по стрелке А показана проточная часть коллектора (23) и перегородка с отверстиями для прохода охладителя. Ось коллектора смещена относительно оси камеры, так же как и у камеры двигателя РД-219, для обеспечения равномерного подвода охлаждающей жидкости в зарубашечное пространство по всему периметру коллектора.
Узлы крепления
На камере в месте стыка форсуночной головки с цилиндрической частью установлено по три стакана шаровых опор (10) для крепления к раме двигателя.
Для крепления рамы ТНА в конце цилиндрической части камеры расположено два кронштейна (27), состоящих из ребер и стаканов.
Материалы
Для изготовления деталей камеры применяются те же материалы, что и при изготовлении камеры двигателя РД-219.
2 На листе 5 проставлены номера позиций у описываемых деталей, соответствующие номерам позиций листа 4.
Газогенератор двигателя РД-219 (лист 6)
Газогенератор, вырабатывающий рабочее тело для привода турбины, работает на основных компонентах топлива. Температура продуктов газогенерации выбрана из условия обеспечения работоспособности лопаток ротора и соплового аппарата статора турбины.
Основные параметры газогенератора
секундный расход, кг/с:	
- окислителя (АК-27И)	0,84
- горючего (НДМГ)	4,66
весовое соотношение компонентов	0,18
коэффициент избытка окислителя	0,054
давление в ГГ, ата	61
температура продуктов сгорания, °К	1100
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,745
время пребывания продуктов сгорания, мс	4
вес, кг	4,3
Газогенератор состоит из плоской форсуночной головки и неохлаадаемой цилиндрической стенки, привариваемой к входному патрубку статора турбины.
Форсуночная головка
На форсуночной головке установлены однокомпонентные центробежные форсунки с шнековыми завихрителями: 54 форсунки горючего и 19 форсунок окислителя. Форсуночная головка состоит из внутреннего (1), среднего (2) и наружного (4) днищ, образующих полости окислителя и горючего. Днища соединены между собой при помощи сварки. Кроме того, внутреннее и среднее днища связаны форсунками горючего (5) и штифтами (7). Форсунки окислителя (6) установлены в огневом днище.
Соединение форсунок и штифтов с днищами осуществляется путем пайки твердым жаропрочным кислотостойким припоем.
Горючее поступает через ниппель (3) в полость горючего и через форсунки горючего в камеру газогенератора. Замер давления горючего перед форсунками производится через штуцер,установленный на наружном днище.
Окислитель поступает через угловой ниппель (8) в полость окислителя, охлаждает огневое днище и впрыскивается в камеру газогенератора через форсунки окислителя. При встрече в камере, компоненты топлива самовоспламеняются.
Для замера давления окислителя перед форсунками на среднем днище установлен штуцер, сообщающийся каналом с полостью окислителя (сеч. АА).
Расположение форсунок на головке «сотовое» с форсункой окислителя в центре соты (см. рис. 1-13).
Для обеспечения устойчивой работы фронт горения растянут по длине за счет введения струйного распыла части горючего, создаваемого струйно-центробежными форсунками, установленными в центре головки. Образуется как бы «двухъярусная» система смесеобразования: первый ярус создается за счет взаимодействия конусов распыла окислителя и горючего, второй -струйным впрыском горючего через отверстия в завихрителях, см. сеч. ББ.
Для создания пристеночного слоя пониженной температуры на периферии головки располагаются форсунки горючего.
Все три типа форсунок горючего, форсунки окислителя и их геометрические параметры показаны на рис. 1-14.
При такой организации процесса соотношение компонентов и температура продуктов сгорания в первом ярусе несколько выше, чем на выходе из газогенератора, что обеспечивает хорошие условия термического разложения горючего и повышает устойчивость рабочего процесса.


Цилиндрическая часть
Цилиндрический участок газогенератора неохлаждаемый. Внутренний диаметр цилиндра у головки 125 мм и длина 105 мм выбраны из условия обеспечения хорошей полноты сгорания и устойчивого рабочего процесса; уменьшенный диаметр выходной части позволяет снизить общий вес газогенератора и произвести стыковку с патрубком статора турбины.
Воспламенение компонентов
Газогенератор работает на самовоспламеняющихся компонентах при низком коэффициенте избытка окислителя, поэтому при запуске предусматривается опережение поступления в камеру газогенератора компонента, находящегося в избытке, т.е. горючего.
Материалы
Для изготовления основных деталей газогенератора применяются следующие материалы (табл. 1-5).
Таблица 1-5
Наименование деталей	Материал
Корпус газогенератора	сплав ЭИ868
Внутреннее и среднее днища головки	Ст. Х18Н10Т
Наружное днище	Ст. 1Х21Н5Т
Форсунки	Ст. Х18Н9Т
Припой для пайки деталей форсуночной головки	ПЖК-35
Теплоизоляция
Газогенератор (так же как и входной патрубок ТНА) теплоизолируется мягким кожухом из каолинового волокна.
Напряжения и запасы прочности
В таблице 1-4 приведены напряжения и запасы прочности, запасы прочности в элементах газогенератора двигателя РД-219 (п.п. 8... 12).
Газогенератор двигателя РД-218
Газогенератор двигателя РД-218 идентичен газогенератору двигателя РД-219, имеется лишь незначительное отличие в параметрах.
Узлы соединений элементов камер двигателей РД-214- и РД-219 (лист 7)
На листе 7 показаны узлы соединения элементов камер. Позиции А, Б и Е относятся к камере двигателя РД-214. Позиции В, Г, Д и Ж - к камере двигателя РД-219.
Камера двигателя РД-107 (листы 8,9)
Двигатель РД-107 предназначен для первых ступеней МБР и PH. Разработка двигателя началась в 1955 г. С 1959 г. двигатель находится в серийном производстве.
Двигатель РД-107 являлся составной частью двигательных установок первой в мире МБР и PH, с помощью которой в октябре 1957 г. был запущен первый ИСЗ.
Двигатель многокамерный, состоит из четырех камер, ТНА, парогазогенератора, испарителя азота (азотом наддуваются баки ракеты), комплекта агрегатов автоматики, узлов и деталей общей сборки и двух рулевых агрегатов. Каждый рулевой агрегат состоит из рулевой камеры с узлами
подвода компонентов топлива, являющихся одновременно опорами камеры, обеспечивающими возможность ее качания. Рулевые агрегаты служат для управления полетом ракеты.
Четыре основных камеры равномерно располагаются по окружности и крепятся за головные части к одной раме. Каждая камера крепится к раме с помощью трех шаровых опор. В процессе сборки двигателя обеспечивается определенное, с жестким допуском, положение осей камер относительно верхней базовой плоскости рамы. Таким путем достигается заданное направление вектора тяги четырехкамерного двигателя при его работе. Взаимное перемещение сопловых частей камер ограничивается донной защитой в хвостовом отсеке ракеты, соединяемой с обечайками, приваренными к рубашкам сопел камеры на расстоянии ~500 мм от среза сопел.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли (номинальная, на режиме главной ступени)	19,2
-	в пустоте	23,6
топливо:
-	окислитель	ЖК
-	горючее	Т-1
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	52,2
-	горючего	20,8
весовое соотношение компонентов топлива	2,51
коэффициент избытка окислителя	0,745
давление газов, ата:
-	в	камере сгорания	59,7
-	в	выходном	сечении сопла	0,4
удельная тяга, сек:
-	у	земли	263,4
-	в	пустоте	320,3
удельный импульс давления, сек	176,6
относительная расходовал ряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,84
объём камеры сгорания до критического сечения, л	85
время пребывания продуктов сгорания	в камере, мс	5,59
литровая тяга, кгс/л	226,2
коэффициент полноты давления в камере	0,968
коэффициент полноты удельной тяги	0,938
масса камеры, кг	142,7
Камера выполнена в виде паяно-сварной неразъемной конструкции и состоит из цилиндрической камеры сгорания с плоской форсуночной головкой и профилированного сопла.
Форсуночная головка
На форсуночной головке (лист 9) установлено 277 двухкомпонентных центробежных форсунок (7), равномерно расположенных по девяти концентрическим окружностям с одной форсункой в центре, и 60 однокомпонентных центробежных форсунок (8) в периферийном ряду.
Все двухкомпонентные форсунки одинаковы по конструкции и выполнены с двумя полностью раскрытыми, соосно расположенными полостями: внутренней для подачи окислителя, наружной -для горючего. Во избежание попадания окислителя в полость горючего стенки внутренней полости удлинены. Встреча компонентов происходит на расстоянии 1. . .2 мм от торца форсунки в полости камеры сгорания.
Схема расположения форсунок на головке и их геометрические параметры приведены на рис. 1-15 и 1-16.
ряда	Диа*. О*р.	Кол Форс 6/>/>.&/	2-КОМ//1	/ /СО/НМ
			-ф	ф
10	388	60	—	60
3	зм	60	60	—
8	281	1/8	88	—
7	£1/1	88	82	—-
6	308	36	36	—
3	171/	30	30	—
8	/4/	21/	21/	—
3	101	18	18	—
г	68	12	12	—”
1	31/	6	6	—
0	0	1	1	—
Всею		337	277	60
		О/еиСЛ.	/89	—
		горюч.	66	38,5
Д/^> [л»)		ожиел.	875	—
		сорю*	7,2	. 7,2
2d [$***]		O^L/CS,	12*	—
		горюч	118°	120*
		СО&/чест. pcfSema	8а*	——
Hcf голоВке камеры.
Puc.I~ 15 Схема расположения форсунок
Рис. 1-16. Геометрические ncfoc/метоы сооосимок.
Эпюра распределения окислителя на выходе из центральной полости двухкомпонентной форсунки достаточно равномерна. В то же время, из-за большого диаметра открытой полости горючего, эпюра распределения горючего на выходе из форсунки имеет ярко выраженные максимумы и минимумы, совпадающие с количеством тангенциальных входов (эпюры построены по данным проливок на воде; пунктиром указаны номинальные расходы через форсунку). При принятой геометрии камеры сгорания такое распределение компонентов не ухудшает полноту процесса сгорания. В то же время, благодаря внесению отличий в характер выгорания компонентов по периметру факела распыла форсунок, возникающая неравномерность ведет к повышению устойчивости рабочего процесса.
Все двухкомпонентные форсунки разбиты по расходу на девять классов (для каждой полости установлено по три градации расхода). Деление форсунок на классы благоприятно влияет на устойчивость и позволяет ограничить разброс перепадов давления на головках очень узкими пределами (с точностью ±0,2%), стабилизируя тем самым характеристики системы смесеобразования. Форсунки девяти различных классов равномерно распределяются по площади головки (см. схему рис. 1-15).
Однокомпонентные центробежные форсунки периферийного ряда по наружной конфигурации близки к двухкомпонентным. Благодаря наличию сопла, эпюра распыла горючего этими форсунками более равномерна.
Все форсунки припаяны твердым припоем к плоским внутреннему (огневому) днищу (1) и среднему днищу (2), образующим совместно с силовым кольцом (6) полость горючего. На периферии внутреннее днище подкреплено двумя рядами штифтов (9), на части которых установлены дистанционные втулки, регламентирующие величину зазора между днищами при сборке. В штифтах крайнего ряда, устанавливаемых в глухие отверстия силового кольца, имеются технологические каналы для выхода воздуха при пайке.
Полость окислителя образована силовым кольцом (6), средним днищем (2) и секциями наружного сферического днища (5). Подвод окислителя осуществляется через патрубок с фланцем (3), расположенный в центре головки.
Для увеличения жесткости и прочности головки между средним и наружным днищами установлены две кольцевые перегородки (4) с отверстиями для прохода окислителя. В местах установки перегородок расстояние между рядами форсунок увеличено до 20 мм; расстояние между остальными рядами форсунок составляет 16,5... 17 мм.
На силовом кольце (6) установлены три штуцера. Два штуцера предназначены для замера давления газа в камере сгорания и сообщаются с огневой полостью через отверстия в штифтах крайнего ряда (сеч. ЦЦ, лист 8). Третий штуцер сообщается с полостью окислителя (сеч. А А) и служит для замера давления окислителя перед форсунками. Штуцер замера давления горючего перед форсунками установлен на соединительном кольце 11 (сеч. ВВ).
Цилиндрическая часть. Докритическая часть сопла и область критического сечения
На цилиндрическом участке камеры установлена гладкая внутренняя стенка (15), соединяемая с рубашкой (13) через гофрированную проставку (14). Более теплонапрякенная профилированная стенка (16) имеет фрезерованные ребра, образующие каналы для протекания охлаждающей жидкости. По верхушкам ребер стенка припаивается к рубашке (17).
Участок сварного шва стенок (15) и (16) поддерживается гофрированной проставкой (14) (место 1), что существенно облегчает условия его работы. На торцах рубашки, включающей секции (13) и (17), имеется два переходных кольца (12) и (18), по которым рубашка сваривается с форсуночной головкой через соединительное кольцо (11) и с закритической частью через соединительное кольцо (19).
Обе секции рубашек и стенка (16) выполнены из листового материала путем глубокой вытяжки и не имеют продольных сварных швов. Стенка (15) имеет один продольный сварной шов; замыкающий продольный шов гофрированной проставки выполняется пайкой твердым припоем (сеч. ДЦ).
Закритическая часть сопла
Контур закритической части сопла спрофилирован по дуге окружности.
Внутренняя стенка состоит из оребренной (22) и гладкой (25) секций. На участке гладкой стенки установлены две гофрированные проставки (24). Для повышения надежности кольцевой шов между оребренным и неоребренным участками внутренней стенки выполняется под гофрированной проставкой (место Ш).
Наружная рубашка включает две штампованные секции (21) и (27), соединенные через кольцо коллектора (26), и переходное кольцо (20), установленное на торце секции (21).
Стенка (22) выполнена без продольного сварного шва; остальные детали могут изготавливаться со сварными швами.
На срезе сопла установлено замыкающее кольцо (28), на котором приварены три бобышки. К двум противоположно расположенным бобышкам крепится штатив пирозажигательного устройства; третья, сообщающаяся с полостью зарубашечного пространства, служит для слива горючего и глушится пробкой (место V).
Коллектор (26) состоит из кольца и двух секторов, соединенных двумя патрубками. Горючее подводится к патрубкам через два трубопровода с штуцерами. В кольце коллектора выполнено два ряда отверстий для прохода горючего в межрубашечнсе пространство.
К рубашке сопла приварена противопожарная перегородка (23) с обечайкой и удерживающей лентой, обеспечивающей необходимую плотность в местах стыка с донной плитой хвостового отсека ракеты. В местах прохода трубопроводов горючего через перегородку имеются узлы уплотнения.
Соединение частей
Соединение средней части камеры с закритической частью сопла осуществляется путем сварки внутренних стенок (16) и (22) по торцам и приварки соединительного кольца (19) к переходным кольцам (18) и (20) наружных рубашек обеих частей. Стык внутренних стенок отнесен из критического сечения в закритическую часть сопла (место II) из соображений более надежного охлаждения сварного шва внутренней стенки. Для разгрузки шва от возможных усадочных деформаций швов приварки соединительного кольца (19), на кольце сделаны специальные бурты (К). Со стороны внутренней стенки кольцо спрофилировано с целью обеспечения заданной величины зазора для прохода охлаждающей жидкости (создания определенной скорости охладителя). Кольцо (19) составляется из двух полуколец, свариваемых при приварке соединительного кольца к частям камеры.
Форсуночная головка приваривается к внутренней стенке цилиндрической части по отбортовке внутреннего днища 1. Отбортовка имеет кольцевую проточку (лист 9, место VI), предотвращающую вытекание шва в полость камеры сгорания. Для выхода воздуха из проточки при сварке предусмотрены 12 пазов треугольного профиля (глубиной 0,5 мм и шириной 0,7 мм) (см.сеч. ГГ). Приварка силового кольца (6) головки к переходному кольцу(12) наружной рубашки цилиндрической части осуществляется через соединительное кольцо (11).
Узлы крепления
Для крепления камеры к раме двигателя служат три стакана шаровых опор (10), приваренные к силовому кольцу головки и переходному кольцу цилиндрической части камеры.
Защитные покрытия
Все открытые поверхности камеры защищаются от коррозии лакокрасочными покрытиями. Резьба и уплотнительные поверхности защищены смазкой. Внутренняя стенка полируется.
Система охлаждения
Наружное охлаждение внутренней стенки охлаждения, камеры осуществляется горючим. Горючее, подведенное через коллектор (26) и отверстия в кольце коллектора в зарубашечное
пространство, разделяется на два потока. Один поток по каналам между рубашкой и гофрированной проставкой, направляется в сторону форсуночной головки. Второй поток по таким же каналам доходит до среза сопла и возвращается обратно по каналам, образованным гофрированной проставкой и внутренней стенкой. В месте стыка гофрированных проставок оба потока соединяются (место IV) и направляются в сторону головки.
Внутреннее охлаждение осуществляется за счет установки на периферии головки одного ряда однокомпонентных форсунок горючего. Двухкомпонентные форсунки последнего ряда располагаются в тех же диаметральных плоскостях, что и однокомпонентные форсунки. Кроме того, в двухкомпонентных форсунках введена определенная ориентация тангенциальных отверстий окислителя относительно отверстий горючего, а также ориентация форсунок трех периферийных рядов относительно диаметральных плоскостей форсуночной головки.
Параметры охлаждения по длине камеры и схема расположения ребер и гофрированных проставок представлены на рис. 1-17. Расчеты выполнены для постоянного соотношения компонентов в пристеночном слое аест=1,25 ( осст = 0,37). Относительный расход топлива в пристеночный слой составляет -14%.
Давление жидкости в различных сечениях межрубашечного тракта и гидравлические сопротивления отдельных участков показаны на графике рис. 1-17.
101403
/4
Z?
8
&tps /65,5мм
6
Ъ*Ънр.
4
1/00 21
С/ПМ
Сдл
стенки—Dp X CJS
S2\ <46
191
120
55
222
50 «3
17S
<42
142
<00
ft
*>
< *

матер ребер		СплаЬ S3 (гофры}			Бронза 5pXQ8 (оребрение) 10лоабУ5 feo<ppt>i)					
Ьст	мм	1.35	/.35		IS	/,5	15 /^/.5/5 /51/5	/5|/35 /3d		/35 /3^	/Л
	мм	0.6	0.6		Б	085	/0/Л/^Ь/4 /4//	и\0.6	06		05 Щ	0.6
t	мм	^.0	4,0		&	«5	3.7 WOW42 522.6	/MM ЯП		1*26 4^		&
е	мм	а	/4		Е	/0		^2 43|/5	2«в|/4 М2	/53 /8	2.1
ь	мм	3,0	ЭД		31 4.5		4,54,5к54.<	05.9 434,5	4,5144	4,5	k5 1.5	4.5
п	-	31*0	540		5Ц34О		гмгюрф	в /80Щ360	360360 360	425 425	425
\Fp-ff
A»m
4
•*см 21
/3
/5
Pom
30
70
60
60m РисЗ-А.РЬзулыпсбтгы pacuema .орлажденцр камеры
Материалы
Для изготовления основных деталей камеры применяются следующие материалы, табл. 1-6.
Таблица 1-6
Наименование деталей	Материал
Внутренние стенки, внутреннее днище	бронза БрХ0,8
Форсунки, штифты	бронза БрХО,8-тян
Гофрированные проставки	сплав №5 (на медной основе)
Днища среднее и наружное, патрубок окислителя с фланцем; силовые перегородки; силовое кольцо головки; соединительное кольцо головки с цилиндрической частью; бобышки; штуцера	Ст. ЭИ-654
Соединительное кольцо частей сопла; втулки; трубы	Ст. X18HI0T
Переходные кольца рубашки; рубашка за-критической части сопла	Ст. 12Х2НВФА
Рубашка цилиндрической и докритической частей	Ст. 21Х2НВФА
Стакан шаровой опоры	Ст. 20
Припои:	
- для пайки форсунок и штифтов	ПСр37,5
- для пайки узлов камеры сгорания и сопла	ПСрМНЦ-38
Покрытия:	
- для наружной поверхности камеры	эмаль №9
- для внутренней поверхности сопла	лак AK-5I
- для резьб и уплотнительных поверхностей	смазка ЦИАТИМ-205
Напряжения и запасы прочности
В таблице 1-7 даны расчетные значения напряжений и запасов прочности рубашки и внутренней стенки в характерных сечениях по длине камеры; сечения указаны на рисунке 1-18.
Таблица 1-7
ЛюЛ-1В. Схема расчетных
SUnacoA прочности
сечений tS/ie определения напряжений и 6 стенная намерь/.
Пирозажигательное устройство
Для воспламенения компонентов топлива служит пирозажигательное устройство - ПЗУ (рис. 1-19). ПЗУ устанавливается в камере на деревянном штативе. Штатив выполнен в виде крестовины и состоит из стойки (4) с бобышкой (6) и укрепленными на стойке перекладиной (5) и основанием (8). В верхней части штатива на стойке укрепляются два пиропатрона (1) и сигнализатор воспламенения (2). Внутри стойки имеется паз, в котором проложены электрические провода, заканчивающиеся штепсельной вилкой (9), и размещена пружина (7) сигнализатора воспламенения.
Пиропатроны прикреплены к стойке хомутами (3) так, что их сопловые отверстия направлены на сигнализатор воспламенения, укрепленный между ними. Пружина (7) обеспечивает постоянное натяжение сигнализатора воспламенения. Сигнализатор воспламенения выполнен из латунной проволоки Л-62. При перегорании проволок пружина разъединяет части сигнализатора,обеспечивая надежное размыкание его цепи.

Рулевая камера двигателя РД-107 (лист 10)
Два рулевых агрегата двигателя - левый и правый - аналогичны по конструкции и являются зеркальным отражением один другого. Рулевой агрегат состоит из камеры, узла подвода горючего, узла подвода окислителя, пироклапана окислителя (с пиропатронами) и деталей общей сборки. Вес рулевых агрегатов не более 76 кг.
Рулевая камера для обеспечения возможности ее качания устанавливается на подшипниках, которые монтируются в корпусах узлов подвода компонентов топлива. Цапфы узлов подвода компонентов крепятся к площадкам, расположенным на цилиндрической части камеры.
Качание камеры осуществляется гидравлическим приводом, действующим через рычаг на цапфе узла подвода горючего.
Горючее от магистрали двигателя подводится к узлу подвода горючего, а затем, по двум трубопроводам, приваренным к камере, к коллектору сопла. Окислитель от магистрали двигателя подводится к узлу подвода окислителя, а затем, по трубопроводу через пироклапан, установленный на фланце головки, к форсуночной головке камеры.
При выключении рулевого агрегата подается напряжение на пиропатроны; при срабатывании пиропатронов происходит быстрое закрытие пироклапана, благодаря чему импульс последействия рулевого агрегата составляет незначительную величину.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
- у земли (номинальная) - в пустоте топливо:	3,21
- окислитель - горючее секундный расход, кг/с:	ЖК Т-1
-	окислителя -	горючего весовое соотношение компонентов топлива коэффициент избытка окислителя давление газов, ата:	8,55 4,15 2,06 0,612
- в камере сгорания - в выходном сечении сопла удельная тяга, сек:	55,13 0,35
-	у земли -	в пустоте относительная расходонапряжённость, г/(ссм2,ата) объём камеры сгорания до критического сечения, л время пребывания продуктов сгорания в камере, мс литровая тяга, кгс/л коэффициент полноты давления в камере коэффициент полноты удельной тяги масса камеры, кг	252,8 313,5 0,9 8,5 2,931 377 0,952 0,916 25,1
Рулевая камера состоит из камеры сгорания с форсуночной головкой и сопла.
Форсуночная головка
На головке установлено 163 однокомпонентных центробежных форсунки. Форсунки расположены на десяти концентрических окружностях с одной форсункой горючего в центре. Расположение форсунок близко к сотовому. Форсунки окислителя (6) и основные форсунки горючего (5) открытого типа, цельноточеные. Периферийные форсунки горючего (7) закрытого типа, состоят из корпуса и припаянной к нему заглушки.
Схема расположения форсунок на головке и их характеристики приведены на рис. 1-20 и 1-21. Форсунка окислителя и основные форсунки горючего разбиты по расходу на три класса. Форсунки разных классов равномерно распределены по площади головки (цифры на схеме указывают номера классов).
*) Форсунки попарно равнорасположены па окружности.
& остальных рядах срореунни ровно расположены по окружности.

Все форсунки припаиваются твердым припоем к внутреннему (1) и среднему (2) днищам, образующим полость горючего. Полость окислителя образуется средним (2) и наружным (4) днищами. Все три днища штампуются из листового материала. К наружному сферическому днищу (4) приварен фланец (3), к которому при помощи шпилек крепится отсечной пироклапан с патронами. На сферическом днище (4) установлен штуцер для замера давления окислителя, сообщающийся с полостью окислителя.
Замер давления горючего перед форсунками осуществляется через угольник с внутренними каналами, сообщающимися с полостью горючего, привариваемый к соединительному кольцу (8).
Цилиндрическая часть. Докритическая часть сопла и область критического сечения
Внутренняя стенка (9) имеет фрезерованные рёбра по всей длине. Рубашка включает цилиндрическую секцию (10), переходное кольцо (14) и рубашку области критического сечения (15). Цилиндрическая секция рубашки и внутренняя стенка выполнены из листового материала глубокой вытяжкой и не имеют продольных сварных швов. Выполнение рубашки (15) из двух половин с продольным разъемом позволило отнести сварной шов между внутренней стенкой (9) и внутренней стенкой закритической части сопла (18) достаточно далеко от критического сечения, т.е. в зону с малой теплоналряженностью.
Рубашка и внутренняя стенка соединены между собой пайкой до вершинам ребер твердым припоем.
На цилиндрической части камеры сгорания установлен биметаллический штуцер замера давления газов в камере.
Закритическая часть сопла
Контур закритической части сопла спрофилирован по дуге окружности. Внутренняя стенка (18) оребренная. Наружная рубашка, соединенная с внутренней стенкой пайкой, включает две штампованные секции (19) и (21), кольцо коллектора (20) и переходное кольцо (17).
В кольце коллектора горючего (20) имеются отверстия, количество которых в два раза меньше числа канавок на внутренней стенке. При сборке отверстия в кольце коллектора совмещаются с межреберными канавками. Сам коллектор состоит из двух секторов и двух патрубков, к которым привариваются трубы подвода горючего с тройниками и ниппелями.
На срезе сопла установлено замыкающее кольцо (22) с тремя бобышками, из которых две служат для крепления пирозажигательного устройства и одна, сообщающаяся с полостью зарубашечного пространства, - для слива горючего.
Соединение частей
Стыки средней части камеры с закритической частью сопла и форсуночной головкой выполнены аналогично подобным стыкам основной камеры, т.е. через соединительные кольца (8) и (16).
Узлы крепления
Для крепления камеры к узлам качания на средней части камеры приварены две площадки (12) с ребрами (13). Для исключения перемещения опорных площадок (из-за недостаточной жесткости цилиндрической части)у переднего торца площадок приварен силовой бандаж (11). В отверстиях опорных площадок устанавливаются эксцентрики, позволяющие при необходимости снижать величину эксцентриситета тяги до заданных значений.
Система охлаждения
Наружное охлаждение внутренней стенки осуществляется горючим, поступающим по трубопроводам в коллектор (20) и через отверстия в кольце коллектора в межреберные канавки, совпадающие с этими отверстиями. Часть горючего по этим канавкам течет в сторону форсуночной головки, а другая часть - к срезу сопла, откуда по соседним канавкам направляется к
головке. Оба потока соединяются у окончания коротких ребер стенки сопла и продолжают движение к форсуночной головке.
Внутреннее охлаждение осуществляется путем организации пристеночного слоя, обогащенного горючим.
Параметры охлаждения по длине камеры и схема оребрения представлены на рис. 1-22, там же приведены результаты гидравлического расчета.

Материалы
Для изготовления основных деталей рулевой камеры применяется следующие материалы, см. табл. 1-8.
Таблица 1-8
Наименование деталей	Материал
Внутреннее днище, форсунки	сплав №5 (на медной основе)
Внутренние стенки	бронза БрХ0,8
Днища среднее, наружное; фланец; кольца соединительные; штуцера; шпильки	Ст. ЭИ-654
Кольца переходные	Ст. 25
Рубашки цилиндра, области критического сечения и сопла; кольцо коллектора, коллектор, патрубки, площадки опор	Ст. 20
Замыкающее кольцо, тройники, трубы	Ст. Х18Н10Т
Бандаж, ребра	Ст. 12Х2НВФА
Припой:	
- для пайки форсунок	ПСр37,5
- для пайки узлов камеры сгорания ж сопла	ПСрН39
Покрытия:	
- для наружной поверхности камеры	эмаль №9
- для внутренней поверхности сопла	лак АК-51
- для резьб и уплотнительных поверхностей	смазка ЦИАТИМ-205
Напряжения и запасы прочности
В таблице 1-9 даны расчетные значения напряжений и запасов прочности рубашки и внутренней стенки в характерных сечениях по длине камеры. Схема расчетных сечений приведена на рис. 1-23.
Таблица 1-9
434
Пирозажигательное устройство
Для воспламенения компонентов топлива используется пирозажигательное устройство (ПЗУ), аналогичное ПЗУ, устанавливаемому в основную камеру (см.рис. 1-19), и отличающееся от ПЗУ основной камеры только габаритами.
Узлы подвода компонентов топлива
Рулевая камера снабжена двумя приваренными к рубашке площадками, к которым крепятся узлы подвода горючего и окислителя.
Узел подвода горючего показан на листе 10. Корпус (5) узла воспринимает через цапфу (1) и подшипник (2) тягу рулевой камеры. Узел подвода окислителя обеспечивает свободу перемещения камеры вдоль оси качания, поэтому подшипник (2) в этом узле установлен в корпусе с осевыми зазорами. Литая цапфа жестко крепится к камере. К цапфе приварен вильчатый рычаг, к которому шарнирно крепится шток рулевой машинки. Через рычаг осуществляется передача усилия на цапфу для поворота камеры на угол качания ±47°. Цапфа в узле подвода окислителя вильчатого рычага не имеет. Обе цапфы выполнены полыми. В канал цапфы компонент поступает от неподвижного патрубка (13); после цапфы окислитель поступает через отсечной клапан, расположенный на головке камеры,к форсункам окислителя} горючее после цапфы поступает к коллектору камеры для охлаждения. К фланцу патрубка (13) шпильками крепится обойма (9), зафиксированная относительно цапфы двумя подшипниками (3) и (15). Между этими подшипниками размещено фторопластовое уплотнение (б), предотвращающее выход компонента наружу в случае утечки через уплотнение (10) между цапфой и патрубком (13). Это уплотнение (10) состоит из трех фторопластовых колец, поджатых стальной втулкой (11) с помощью пружины (12). К торцу втулки (11) приварена мембрана (14), защемленная по контуру между обоймой (9) и фланцем патрубка (13). Дополнительное усилие на фторопластовые кольца возникает за счет давления компонента на мембрану. Это усилие замыкается на цапфе через обойму, гайку (4), подшипник (3) и разрезное кольцо (16).
Осевое положение обоймы фиксируется гайкой (4) с таким расчетом, чтобы обеспечить нормальное качание подшипников(З) и (15).
При случайном прорыве компонента через уплотнение (10) он удаляется из полости обоймы дренажной трубкой (7) за борт ракеты. Полость подшипника (2) уплотнена двумя фторопластовыми уплотнениями (17). Узел подвода горючего снабжен приводом потенциометрического датчика обратной связи системы качания. Для этого на корпусе имеется прилив с фланцем и система тяг, связанных с цапфой.
Необходимое значение момента трения по уплотнительным поверхностям колец (10), манжет (17) и в подшипниках (3) и (15) достигается выдерживанием зазора «е» путем изменения толщины пакета уплотнительных колец (10) и затяжки гайки (4) в соответствии с разработанной технологией. Кроме того, в процессе сборки узел подвода подвергается обкатке, при которой производится вращение цапфы со скоростью 60 оборотов в минуту. После обкатки узла подвода при давлении воздуха во внутренней полости, равном давлению окислителя в работающем агрегате, определяется момент трогания цапфы. Он не должен превышать 0,5 кгс м. Кроме этих испытаний, узел подвода окислителя подвергается испытаниям под кислородом, при которых после полного охлаждения узла также определяется момент трогания цапфы (не должен превышать 1,4 кгс м).
Партионным испытаниям подвергается один узел подвода от партии, включающей не более 50 узлов.
Партионные испытания включают: испытания на тряску в течение 4 час, испытания на ресурс: качание цапфы на угол ±47° с частотой 0,5 Гц в течение 15 мин., испытания на вибрацию в течение 2 час.
После каждого испытания проверяется герметичность по уплотнительным поверхностям узла подвода и момент трогания цапфы. Узел подвода горючего подвергается тем же испытаниям,что и узел подвода окислителя за исключением испытаний на компоненте .
Материалы
Для основных деталей узлов подвода компонентов применены следующие материалы (см. табл. 1-10).
Таблица 1-10
Наименование деталей	Материал
Корпус	алюм.сплав Ал-4
Цапфа	Ст. Х18Н9Т
Мембрана,патрубок,детали крепления	СТ.Х18Н10Т
Уплотнительные прокладки	алюминий AI
Газогенератор двигателя РД-107
Газогенератор работает по принципу каталитического разложения маловодной перекиси водорода в присутствии твердого катализатора. Образующийся в результате разложения перекиси водорода парогаз является рабочим телом турбины.
Основные параметры газогенератора
компоненты газогенерации:	
- перекись водорода (стабилизатор - сгоннат натрия с пирофосфатом натрия); концентрация по весу, %%	82±0,5
- твёрдый катализатор, марка	Ж30-00
расход перекиси водорода, кг/с	8,8
удельная нагрузка, (кг/с перекиси водорода)/(кг катализатора)	3,8
время непрерывной работы, не менее, с	140
давление парогаза на выходе из газогенератора, ата	55
температура парогаза на выходе из газогенератора, °К	833
вес газогенератора (с катализатором), кг	19,5
Конструкция и работа газогенератора идентичны конструкции и работе газогенератора двигателя РД-214 (см. лист 3 и описание газогенератора двигателя РД-214).
Камера двигателя РД-111 (листы 11... 13)
Двигатель РД-111 предназначен для первых ступеней дальних баллистических ракет. Разработка двигателя велась в период 1959-1962 гг.
Двигатель РД-111 четырехкамерный. Управление вектором тяги двигателя в полете ракеты осуществляется путей попарного качания камер относительно двух взаимно перпендикулярных осей, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси двигателя. Угол качания камер составляет ±6°30’.
Двигатель состоит из четырех камер, одного ТНА, газогенератора, комплекта агрегатов системы автоматики, узлов и деталей общей сборки, узлов качания и рамы.
Четыре камеры равномерно располагаются по окружности и крепятся опорными цапфами (расположенными в средней части камер) в подшипниках узлов качания, укрепленных на раме.
Подвод компонентов топлива к камерам производится по трубопроводам, имеющим гибкие элементы - гофрированные металлические шланги. Геометрические центры шлангов совпадают с осями качания соответствующих камер. Такое расположение обеспечивает минимальное изменение объема шлангов при изгибах.
Номинальная тяга двигателя у земли на режиме главной ступени с учетом силы тяги сопла, работающего да выхлопных газах турбины, составляет 143,5 тс. Удельная тяга ~275 с. Вес двигателя 1492 кг.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли (номинальная, на режиме главной ступени)	35,4
-	в пустоте	40,6
топливо:
-	окислитель	ЖК
-	горючее	Т-1
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	90,7
-	горючего	35,6
весовое соотношение компонентов топлива	2,55
коэффициент избытка окислителя	0,757
давление газов, ата:
-	в	камере сгорания	80
-	в	выходном	сечении сопла	0,6
удельная тяга, сек:
-	у	земли	280,5
-	в	пустоте	321,9
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,08 объём камеры сгорания до критического сечения, л	43
время пребывания продуктов сгорания	в	камере, мс	3
литровая тяга, кгс/л	586,5
коэффициент полноты давления в камере	0,985
коэффициент полноты удельной тяги	0,945
масса камеры, кг	137,4
Камера (листы 11,12) представляет собой паяно-сварную неразъемную конструкцию и состоит из короткой цилиндрической камеры сгорания с плоской форсуночной головкой и профилированного сопла. Профиль закритической части сопла выполнен с угловым входом, по оптимальному, с точки зрения дальности полета ракеты, контуру.
В средней части камеры установлен бандаж с двумя опорными цапфами и противопожарный сферический экран.
Основные технологические узлы
В процессе производства камера разбивается на четыре узла: головку (1), среднюю часть камеры (2), включающую цилиндрическую часть, сопло и первую секцию закритической части сопла, и две секции закритической части сопла - вторую (3) и третью (4).
Форсуночная головка
На головке (лист 13) установлены 933 однокомпонентные центробежные форсунки с тангенциальными входными отверстиями, в том числе 453 форсунки окислителя (поз. 7) и 480 форсунок горючего (поз. 5 и 9). Форсунки расположены в шахматной порядке с переходом на круговое расположение в периферийной зоне.
Форсунки припаяны твердым припоем к огневому днищу (8) я среднему днищу (6), образующим совместно с силовым колъцом (3) полость горючего.
Среднее днище соединяется с силовым кольцом головки при помощи сварки (см. место I). Внутреннее днище (8) связано с силовым кольцом (3) при помощи 60 штифтов (4), установленных на периферии головки. Технологические сверления в штифтах выполнены для выхода воздуха из полости под штифтом при пайке головки. Три штифта, расположенные под углом 120°, снабжены технологическими втулками, используемыми при сборке узла.
Полость окислителя образована силовым кольцом (3), средним днищем (6) и секциями наружного сферического днища (2). Подвод окислителя осуществляется через патрубок (11) с фланцем (12).
Для придания головке необходимой жесткости и прочности среднее (6) и наружное (2) днища соединены между собой через две кольцевые перегородки (1) и четыре ребра (10). Форсунки горючего (9), расположенные под ребрами, выполнены с укороченным корпусом, за счет этого схема смесеобразования не нарушается.
Работы по обеспечению устойчивого рабочего процесса и достижению высокой полноты сгорания велись на форсуночных головках с однокомпонентными, двухкомпонентными центробежными и струйноцентробежными форсунками (в широком диапазоне изменения перепадов давления на форсунках) и на камерах, имеющих длину цилиндрической части от 430 до 130 мм.
Оказалось возможным существенно уменьшить длину цилиндрического участка камеры, что существенно снизило вес. Кроме того, лучшие результаты по устойчивости при достаточно высокой удельной тяге были получены при форсуночной головке с большим числом однокомпонентных форсунок и разбивкой на классы при расширенной разнице между расходами соседних классов.
Форсунки горючего, расположенные в ядре форсуночной головки, и все форсунки окислителя разбиты на три класса и равномерно расположены по площади головки. Разница между расходами соседних классов одноименных форсунок составляет ±10%.
Схема расположения форсунок на головке, их характеристики и геометрические параметры приведены на рис. 1-24- и 1-25.


На силовом кольце головки (см. лист 12) установлены штуцера для замера давления окислителя перед форсунками (сеч. ВВ) и биметаллический штуцер, соединенный через сверление в штифте с внутрикамерной полостью, для замера давления газа в камере сгорания при стендовых испытаниях (сеч. ГГ). Так как в ряде случаев имели место прогары форсуночной головки в районе установки штуцера, в лётных условиях замер давления газа производится через биметаллический переходник с приваренной к нему биметаллической трубкой, см. сеч. СС. Массивная бронзовая втулка и корпус переходника, а также отсутствие разъема между переходником и трубкой (см. вид на листе 11) обеспечивают высокую надежность соединения. При работе двигателя в полете замер давления газа ведется только на одной из четырех камер.
К силовому кольцу головки приварены также кронштейны крепления шланга окислителя перед его сочленением с входным патрубком головки и кронштейн с площадкой под вибродатчик.
Средняя часть камеры
Внутренняя профилированная стенка средней части камеры оребрённая (лист 11, сеч. ДЦ), выполнена из теплопроводного материала и соединяется пайкой по вершинам ребер со стальной рубашкой, состоящей из четырех частей.
Участок рубашки докритической части сопла выполнен в виде усиленного опорного пояса для крепления бандажа с опорными цапфами, при помощи которых обеспечивается качание камеры. Два сварных шва соединяют бандаж с опорным поясом непосредственно, два - через соединительные кольца. Отверстия в бандаже служат для суфлирования внутренних полостей пояса с атмосферой.
Противопожарный сферический экран, состоящий из двух половин, соединяющихся винтами через прокладки (см. сеч. ММ), укрепляется на кольце, выполняющем роль рубашки критической области сопла.
Узловой чертеж средней части (без бандажа) и рабочий чертеж стенки даны на листе 14 3). Рабочие чертежи всех четырех частей рубашки приведены на листе 15. На листе 16 дан рабочий чертеж бандажа с цапфами.
Вторая секция закритической части сопла
Внутренняя стенка выполнена из бронзы и имеет рёбра (лист 11, сеч. ЛЛ) с уменьшающейся по мере удаления от критического сечения высотой (что несколько снижает вес камеры). Половина ребер на участке длиной L~ 100 мм (считая по оси сопла) выполнены укороченными. Высота ребер плавно меняется от 4,9 мм до 3,7 мм, а на участке с удвоенным количеством ребер - от 3 мм до 2,7 мм.
Рубашка состоит из трех частей: собственно рубашки и двух переходных колец, привариваемых к торцам рубашки. По вершинам ребер стенка припаивается к рубашке.
Третья секция закритической части сопла
На малонапряженном в тепловом отношении участке закритической части сопла поставлена стальная стенка, выполненная из листового материала. Для улучшения условий сварки начальный участок стенки выполнен из пластичной стали, хорошо сваривающейся с бронзой. У среза сопла к стенке приварено замыкающее фасонное кольцо.
Стенка соединяется с рубашкой через гофрированную проста-вку. Рубашка третьей секции закритической части сопла состоит из переходного кольца, двух участков рубашки, соединенных через кольцо коллектора, и замыкающего кольца рубашки у среза сопла. Замыкающие кольца стенки и рубашки соединяются сварным швом.
3 Здесь и дальше в рабочих чертежах некоторые детали даны в окончательной, а некоторые - в промежуточной стадии обработки.
К замыкающему кольцу рубашки приварены четыре бобышки. Одна из бобышек соединена сверлением с межрубашечной полостью ж служит для слива горючего. К бобышке, выполненной с торцом, параллельным оси сопла, крепится пирозажигательное устройство.
К кольцу коллектора, в котором имеется два ряда отверстий для прохода охлаждающей жидкости, приварен коллектор с одним патрубком, снабженным фланцем. В патрубке для повышения прочности поставлено ребро. Коллектор устанавливается эксцентрично оси камеры, что несколько снижает вес конструкции. Разница в положении центров двух эксцентрично расположенных контурных окружностей составляет 8,5 мм. Для обеспечения равномерного распределения жидкости по периметру сопла в коллекторе поставлена перегородка, выполненная в виде незамкнутого в районе входного патрубка кольца. Перегородка приварена к стенкам коллектора концентрично относительно кольца коллектора. В перегородке выполнено ПО равномерно расположенных отверстий диаметром d = 12 мм для прохода горючего.
Узловой чертеж третьей секции закритической части сопла и рабочие чертежи одного из участков стенки и гофрированной проставки приведены на листе 17.
Соединение узлов камеры
Узлы камеры соединяются между собой, как и на камере двигателя РД-107, при помощи сварки внутренних стенок встык и рубашек через соединительные кольца, состоящие каждое из двух полуколец (лист 11).
На листе 20 даны рабочие чертежи мест соединения узлов камеры до постановки соединительных колец и после постановки, перед их приваркой.
Соединение форсуночной головки с узлом средней части показано на позициях Д и Е. Соединение узла средней части с узлом второй секции закритической части сопла - на позициях Ж и 3. Соединение узлов второй и третьей секций закритической части сопла - на позициях И и К.
Рабочий чертеж полукольца, соединяющего узлы средней части камеры и второй секции закритической части сопла, дан на листе 15.
Система охлаждения
Охлаждение камеры осуществляется горючим. Горючее через входной патрубок коллектора и через сверления в кольце коллектора поступает в канавки гофрированной проставки, примыкающие к рубашке. Меньшая часть горючего (11,0 кг/с) идет к срезу сопла и возвращается обратно по канавкам, примыкающим к огневой стенке. Остальная часть горючего (24,6 кг/с) идет в сторону критического сечения. В конце гофрированной проставки оба потока соединяются и продолжают движение в сторону форсуночной головки. Из межрубашечного пространства горючее поступает в полость горючего головки к форсункам. Для замера давления горючего служит штуцер, установленный на соединительном кольце (см. сеч. ЕЕ, лист 12).
Давление горючего при входе в патрубок коллектора 109 ата, перед форсунками - 91,7 ата.
Результаты расчета охлаждения и гидравлического расчета одного из вариантов камеры приведены на рис. 1-26. Расчеты выполнены для постоянного соотношения компонентов в пристеночном слое зест = 1,61 ( осст = 0,478).

Напряжения и запасы прочности
Расчетные значения напряжений, деформаций и запасов прочности в оболочках одного из вариантов камеры приведены в таблице 1-11. Расчетная схема дана на рис. 1-27.
Таблица 1-11
5 'fe
dif№9M
еосрры
гофры
ребра
Узлы качания
Камера установлена на двух узлах качания: наружном и внутреннем (лист 18).
Наружный узел качания состоит из корпуса (1), в котором устанавливается двухрядный сферический подшипник (3). Подшипник закрепляется гайкой на опорной цапфе (4) бандажа камеры. Для обеспечения возможности компенсации температурных и механических деформаций подшипник ставится с осевым зазором между внешней обоймой и торцом корпуса.
Корпус наружного узла литой, изготовлен из стали, крышка - из деформируемого алюминиевого сплава.
На корпусе наружного узла имеется прилив для установки регулируемых элементов узла фиксации номинального положения камеры.
Фиксатор (6) устанавливается одновременно во втулку (7) узла качания и втулку кронштейна (5), приваренного к бандажу камеры. Пружина (11) удерживает фиксатор от случайного выпадания, кольцо (12) служит для удаления фиксатора. Подшипник (8) и втулка (7) представляют собой пару эксцентриков. Перемещение оси втулки при регулировке достигается вращением втулки и подшипника относительно друг друга и относительно корпуса узла качания. Закрепление втулки после регулировки производится с помощью винтов (9) и гайки (10) с контровочной шайбой.
Внутренний узел качания по конструкции аналогичен наружному узлу. Отличие заключается в следующем: отсутствует узел фиксации номинального положения камеры, подшипник (3) в корпусе (1) устанавливается без осевых эазоров, за счет чего обеспечивается фиксация камеры по оси качания; крышка (2) является силовым элементом.
Кронштейны для фиксации камеры в нулевом положении и для крепления тяги рулевой машинки показаны на листе 12 (см.вид на головку и по стрелке Э) и на листе 11 (см. продольный разрез и вид по стрелке Е).
Материалы
Для изготовления основных деталей камеры и узла качания применяются материалы, приведенные в таблице 1-12.
Таблица 1-12
Наименование деталей	Материал
Внутренние стенки средней части и второй секции сопла, внутреннее днище форсуночной головки, форсунки, штифты	бронза БрХ0,8
Детали форсуночной головки: среднее и наружное днища, силовое кольцо, кольцевые перегородки, ребра, патрубок и фланец. Соединительное кольцо форсуночной головки с средней частью; перегородка в коллекторе на третьей секции сопла; штуцеры	Ст. ЭИ-654
Втулки биметаллических штуцеров	сплав №5
Кольцо цилиндра, рубашка цилиндра, детали опорного пояса, бандаж с цапфами, кронштейн крепления тяги рулевой машинки, кронштейн фиксатора камеры в нулевом положении	Ст. 12Х2НВФА
Кольцо средней части (рубашка области критического сечения)	Ст. 25
Стенка сопла (1 участок 3-й секции), кольца рубашек, рубашки сопла, соединительные кольца, фланец подвода горючего	СТ.1Х21Н5Т
Стенка сопла (2 участок 3-й секции), замыкающее кольцо стенки, коллектор и патрубок подвода горючего, ребро в патрубке горючего	Ст. Х18Н10Т
Корпус узла качания	Ст. 12Х2НВФЛ
Крышка наружного узла качания	ал.сплав Д16АМ
Крышка внутреннего узла качания	ал.сплав АЛ4
Противопожарный экран	титан.сплав 0Т4
Гофрированная проставка сопла	Ст. 10КП
Припои:	
- для пайки форсунок и штифтов	ПСр37,5
- для пайки средней части и второй секции сопла	ПСрМНЦ38
- для пайки третьей секции сопла	Г70НХ
Пирозажигательное устройство
Для воспламенения компонентов топлива в камере служит пирозажигательное устройство (ПЗУ), используемое одновременно и для герметизации полости камеры сгорания.
На штативе ПЗУ закреплены 2 группы пиропатронов (по 3 пиропатрона в группе) и сигнализаторы, свидетельствующие о нормальном процессе горения пиропатронов.
В критическом сечении камеры устанавливается герметизирующая заглушка, подкрепленная пружиной, с мембраной из электропроводного материала, выгорающего при запуске двигателя.
Газогенератор двигателя РД-111 (лист 19)
Газогенератор, вырабатывающий рабочее тело для привода турбины, работает на основных компонентах топлива с избытком горючего.
Основные параметры газогенератора
секундный расход, кг/с:	
- окислителя (жидкий кислород)	4,78
- горючего (керосин Т-1)	12,62
весовое соотношение компонентов	0,38
коэффициент избытка окислителя	0,113
давление в ГГ, ат	76
температура продуктов сгорания на выходе, °К	1073
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,93
объём ГГ, л	5,91
время пребывания продуктов сгорания, мс	11,7
Газогенератор представляет собой охлаждаемую камеру сгорания с плоской форсуночной головкой. По неохлаждаемому замыкающему кольцу, установленному на выходе, газогенератор приваривается к входному коллектору статора турбины.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (8), внутреннего (7), среднего (4) и сферического наружного (2) днищ, стакана (1) и однокомпонентных центробежных форсунок окислителя (6) и горючего (5).
Для предохранения силового кольца от прогара на нем имеется бронзовая наплавка (9). Длина бронзового участка L ~15 мм.
Стакан (1) обеспечивает герметизацию полостей горючего и окислителя и повышает жесткость блока днищ.
Подача окислителя в полость головки осуществляется через ниппель (3), приваренный к наружному днищу. Подача горючего - через ниппель, приваренный к стакану (1).
На головке установлено 36 форсунок окислителя и 96 форсунок горючего. Расположение форсунок близко к сотовому. Соединение форсунок с днищами осуществляется пайкой твердым припоем.
24 периферийных форсунки горючего имеют удлиненный корпус и используются для связи днищ, см. вид. ЖЖ.
Схема расположения форсунок на головке и их параметры приведены на рис. 1-28 и 1-29.

*) Форсунки радшэрасположены по окружности. Во Scex остальных рядах срорсуики попарно радиорасположены по окружности.
42
К силовому кольцу головки приварены два диаметрально расположенных гнезда пирозажигателей (сеч. ББ) и два штуцера: для замера давления в камере газогенератора (сеч. ГТ) и замера давления горючего в полости головки (сеч. ЕЕ). Для замера давления окислителя перед форсунками служит штуцер, приваренный к сферическому наружному днищу (сеч. ГГ).
Цилиндрическая часть камеры газогенератора
Внутренняя стенка камеры (12) выполнена из бронзы, оребренная. К рубашке (11) приварены кольцо цилиндра (10) и кольцо сопла (13). Прочность связей оболочек, а также герметичность полости охлаждающего тракта обеспечивается пайкой по вершинам ребер и кольцевым проточкам.
К кольцам (10) и (13) приварены коллекторы со штуцерами для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Для прохода охлаждающей жидкости в кольцах выполнены отверстия.
К кольцу (13) со стороны статора коллектора турбины приварено замыкающее кольцо (14) с бронзовой наплавкой на торце. Толщина слоя бронзы 2 мм.
Соединение частей
Головка и цилиндрическая часть соединяются при помощи сварки. Место соединения до сварки и после сварки показано на листе 20, позиции Л и М.
Система охлаждения
Охлаждение камеры газогенератора автономное. В качестве охлаждающей жидкости используется кислород, направляемый в дальнейшем на наддув бака окислителя.
Охладитель подводится через штуцер со стороны сопла и отводится через штуцер у головки.
Расход охладителя составляет 2,3 кг/с. Подогрев охладителя в охлаждающем тракте 69°. Давление охладителя на входе 63,1 ата.
Воспламенение компонентов
Для воспламенения компонентов служат два пирозапальника, устанавливаемые в гнездах на головке.
Материалы
Для изготовления основных деталей газогенератора применяются следующие материалы (см.табл. 1-13).
Таблица 1-13
Наименование деталей	Материал
силовое кольцо форсуночной головки, гнезда пирозажигателей, форсунки, коллекторы	Ст. Х18Н10Т
детали форсуночной головки: внутреннее, среднее и наружное днища, стакан, ниппели; рубашка, кольцо цилиндра; кольцо сопла; замерные штуцеры	Ст. ЭИ-654
внутренняя стенка	бронза БрХ0,8
наплавки на кольцах	сплав №5
кольцо замыкающее	Ст. Х25Н16Г7АР
припой:	
- для пайки форсунок	ПСрМНЦ38
- для пайки цилиндрической части	ПСр37,5
Камера двигателя РД-119 (листы 21...27)
Двигатель РД-119 предназначен для вторых ступеней космических ракет. Разработка двигателя началась с 1960 г. С 1963 г. двигатель находится в серийном производстве.
Двигатель РД-119 однокамерный, состоит из камеры, ТНА, газогенератора, комплекта агрегатов системы автоматики, узлов и деталей общей сборки. Двигатель снабжен рулевой системой, работающей от выхлопных газов турбины, с помощью которой осуществляется управление второй ступенью изделия в полете.
Номинальная тяга двигателя в пустоте с учетом силы тяги рулевых сопел 10,76 тс.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	в пустоте	10,62
топливо:
-	окислитель	ЖК
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	18,3
-	горючего	11,4
весовое соотношение компонентов топлива	1,605
коэффициент избытка окислителя	0,755
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	80,5
-	в выходном сечении сопла	0,063
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	358
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,065 объём камеры сгорания до критического сечения, л	9,5
время пребывания продуктов сгорания в камере, мс	1,8
литровая тяга, кгс/л	1120
коэффициент полноты давления в камере	0,972
коэффициент полноты удельной тяги	0,942
масса камеры, кг	52
Камера представлявляет собой паяно-сварную неразъемную конструкцию и состоит из цилиндрической камеры сгорания с форсуночной головкой и профилированного сопла, обеспечивающего большую степень расширения газового потока (Ри/Ра = 1280). Особенностью конструктивного решения является использование титановых сплавов как для деталей наружной оболочки, так и для внутренних стенок на малонапряженных в тепловом отношении участках сопла. Детали форсуночной головки, работающие в среде жидкого кислорода, выполнены из стали или бронзы, в связи с тем, что при силовых нагрузках титановые сплавы могут самопроизвольно возгораться в среде жидкого кислорода.
Форсуночная головка
На головке установлено 285 однокомпонентных центробежных форсунок с тангенциальным вводом компонентов в камеру закручивания и почти полностью раскрытым соплом, см.лист 22.
Расположение форсунок в центре шахматное с переходом к расположению по концентрическим окружностям на периферии головки (см.рис. 1-30). Расходы через форсунки горючего и окислителя, расположенные в двух крайних к стенкам камеры сгорания рядах, уменьшены по сравнению с расходами через основные форсунки горючего (5) и окислителя (7). Кроме того, для выравнивания эпюры соотношения компонентов и расходонапряженности в плоскости головки,в переходной зоне установлено четыре форсунки окислителя с расходом 75% (по весу) от расхода через основные форсунки окислителя.
сю^оно/
>
м
<ь
$
&
Рсгсс/о.
От. оси
АВо/1-^о
CJB.
*
Концентр, акружмгсггш Схема
41
*ъ
&



м






$ £

Ряды 2 +1' расположены симметрично относительно ряда /' & таблице указано копииeemSo срорсунон для удвоенного числа рядоВ
Для повышения устойчивости рабочего процесса как форсунки горючего, так и форсунки окислителя (кроме форсунок двух периферийных рядов) разбиты на три класса с разницей по расходу между соседними классами в 10%. Схема размещения форсунок разных классов на головке показана на рис. 1-30. На рис. 1-31 приведены геометрические параметры форсунок.

Все форсунки припаяны твердым припоем к плоским внутреннему (огневому) днищу (1) и среднему днищу (2), между которыми располагается полость горючего. Величина зазора между днищами определяется высотой буртов трех пар равнорасположенных по окружности дистанционных штифтов (43). Штифты имеют боковое сверление для вывода воздуха при запрессовке (см.сеч.ББ).
Наружное сферическое днище (4), привариваемое к среднему днищу, имеет фланец (3), в который устанавливается пироклапан, отсекающий подачу окислителя в камеру при выключении двигателя. Кроме того, для скрепления внутреннего и среднего днищ с наружным, часть основных форсунок окислителя и горючего выполнена с удлиненными глухими корпусами в виде силовых штырей (6) и (8). Между наружным и средним днищами располагается полость окислителя.
К наружному днищу приварены 5 штуцеров. Один штуцер соединяется каналом с полостью горючего (сечение ББ), второй - с полостью окислителя (см. лист 22). Штуцера используются для замера давления компонентов перед форсунками. Два биметаллических штуцера служат для замера давления газа в камере сгорания; подвод газа к штуцерам осуществляется через каналы в штифтах, установленных на периферии головки (сеч. СС). Пятый штуцер (сеч. ДД) служит для подвода азота на продувку полости горючего перед запуском двигателя.
Соединение форсуночной головки с цилиндрической частью камеры
Соединение форсуночной головки с цилиндрической частью камеры производится с помощью сварки внутренней стенки камеры сгорания (14) с огневым днищем (1) и по биметаллическому (9) и опорному (11) кольцам.
Биметаллическое кольцо служит для стыковки стального корпуса головки с рубашкой цилиндрической части камеры, выполненной из титанового сплава. Кольцо состоит из внутренней стальной и наружной титановой частей, спаянных между собой твердым медно-серебряным припоем по специальной резьбе с круглым профилем и торцевым круговым шипам. Резьба и круговой шип воспринимают осевые и радиальные нагрузки, возникающие при работе камеры, так как паяное соединение хрупкое. Припой служит только для герметизации соединения.
В титановой части кольца (сеч. АА) выполнено шесть отверстий диаметром 14,8 мм для прохода горючего из зарубашечнюй полости коллектора головки (образованной переходным кольцом (12), опорным кольцом (11) и биметаллическим кольцом (9) ) в полость горючего форсуночной головки. Вход в каждое отверстие оформлен в виде седла для посадки клапанов, отсекающих подачу горючего в камеру при выключении двигателя (см. местоVI). Кроме того, к кольцу (11) приварен штуцер замера давления горючего перед клапанами (сеч. ВВ).
На листе 23 даны узловой чертеж с деталировкой биметаллического кольца (9), а также рабочие чертежи опорного кольца (11) и форсунок.
Цилиндрическая часть, докритическая часть и первый участок закритической части сопла
Внутренняя стенка камеры сгорания и докритической части сопла (14) (стенка средней части камеры) и стенка первого участка закритической части сопла (25) бронзовые, оребренные (см. сеч. ДД). Наружная рубашка оребренной части камеры состоит из секций (13), (20) и (24) с переходными кольцами (см. листы 21 и 24).
Секция (13) со стороны форсуночной головки заканчивается переходным кольцом цилиндра (12), обеспечивающим получение прочных и надежных сварных швов с опорным и биметаллическим кольцами. В кольце (12) выполнено 78 отверстий диаметром 5,8 мм для прохода горючего из зарубашечной полости в коллектор головки.
Секция (24) заканчивается переходными кольцами (23) и (26). Кольцо (23) установлено со стороны критического сечения. Соединительное кольцо (21) приваривается к утолщенной секции рубашки области критического сечения (20) и переходному кольцу (23) после сварки встык стенок (14) и (25). Сварной шов отнесен из критического сечения в направлении к выходному сечению сопла и поддерживается гофрированной проставкой (22).
Со стороны стыка со средним участком закритической части сопла к рубашке (24) приварено титановое кольцо (26). В кольце (26) имеется 240 отверстий диаметром 2,5 мм для протока горючего.
Соединение рубашек и колец с внутренними стенками осуществляется путем пайки медно-серебряным припоем по вершинам ребер и кольцевым буртам стенок (места I, II), а также по гофрированной проставке (22).
Принятое конструктивное решение узла стыковки секций сопла с постановкой титанового кольца (26), позволило получить простой и надежный переход к цельнотитановым секциям сопла, и разгрузить паяное соединение средней секции сопла в районе стыка (место пайки разгружено от действия давления жидкости, т.к. титановое кольцо имеет отверстия для протока горючего).
После пайки средняя часть камеры разрезается в конце цилиндрического участка для постановки пояса завесы.
Рабочие чертежи внутренней стенки средней части камеры (до пайки и, следовательно, до разрезки), кольца цилиндра и соединительного кольца приведены на листе 25.
Пояс завесы
Пояс завесы (лист 24) состоит из силового кольца (15), соединительного кольца (17), биметаллической вставки завесы (16), коллектора перепуска горючего (19) и четырех угольников (18) для подвода горючего в пояс завесы. Внутренняя часть вставки завесы (16) выполнена в виде бронзового кольца, которое спаяно с наружным титановым кольцом твердым медно-серебряным припоем. Вставка имеет систему тангенциальных отверстий, обеспечивающих закрутку горючего на входе в выходные щели (см. сеч. АА и ББ). Для выравнивания расхода и скорости горючего по периметру щелей на выходе из пояса дополнительного охлаждения на передних кромках щелей выполнена специальная накатка (см. вид по стрелке Г и сеч. ВВ).
На листе 26 показан узел завесы в увеличенном масштабе, приведен узловой чертеж биметаллической вставки и рабочие чертежи деталей, входящих в узел (детали 16-1 и 16-2 даны в предварительной обработке).
Последовательность операций при установке пояса завесы приведена на листе 27.
Средний и концевой участки закритической части сопла
Средняя секция сопла включает наружную рубашку (31), внутреннюю стенку (30), две гофрированные проставки (32) и кольца (28), (29), (33) и (34), приваренные к торцам рубашки и стенки для улучшения условий сварки с первой и концевой секциями закритической части сопла (см. место II).
Концевая секция состоит из рубашки (40), внутренней стенки (38), гофрированной проставки (39) и колец, привариваемых к торцам рубашки и стенки. Со стороны концевой секции к внутренней стенке приваривается точеное кольцо (36) с каналами для прохода горючего (см. место III). Кольцо (36) соединяется сварным швом с кольцом коллектора (37), привариваемым к рубашке (40). Для направления определенного расхода охлаждающей жидкости в сторону среза сопла со стороны кольца (36) в наружные зиги гофрированной проставки устанавливаются заглушки, препятствующие протоку части горючего в сторону критического сечения. Заглушки перекрывают по два наружных канала из каждых трех (сеч. ИИ).
Со стороны среза сопла устанавливается кольцо (41) и замыкающее кольцо (42). К кольцу (42) приваривается бобышка, служащая для слива горючего из зарубашечного пространства (см. места IV и V).
Рубашка и стенки соединены между собой диффузионной пайкой по вершинам гофрированных проставок.
Соединение узлов сопла
Соединение секций сопла между собой производится сваркой по стенкам и через соединительные кольца (27) (место II) и (35) (место I), состоящие каждое из двух полуколец.
Форма соединительных колец со стороны жидкости подобрана с таким расчетом, чтобы скорости охлаждающей жидкости на участках стыков были близки к скорости жидкости на прилегающих участках зарубашечного тракта.
Коллектор
Коллектор состоит из кольца коллектора, двух секторов и патрубка. В кольце коллектора выполнено 540 отверстий диаметром 4 мм для прохода горючего. Отверстия расположены в два ряда в шахматном порядке. Диаметр и шаг отверстий выбраны из условия обеспечения равномерного заполнения каналов гофров жидкостью.
К кольцу коллектора приварена противопожарная перегородка, скрепляющая камеру с донной плитой хвостового отсека ракеты с помощью резьбовых бобышек, вваренных в перегородку.
Узлы крепления
В районе стыка форсуночной головки с цилиндрической частью камеры на опорном кольце (11) расположены три опорных выступа (10) для крепления камеры к изделию. К этим же опорам крепится рама ТНА.
Кроме того, на опорном кольце (11) выполнены шесть гнезд под клапаны отсечки подачи горючего при выключении двигателя. Клапан отсечки показан на сеч. АА.
На опорном кольце также укрепляется кронштейн под вибродатчик (см. вид Г) и имеется штуцер для отбора горючего на питание газогенератора (сеч. ЕЕ).
Охлаждение
Охлаждение камеры комбинированное. Наружное охлаждение осуществляется за счёт протока горючего по зарубашечному тракту; внутреннее - за счет организации пристеночного слоя, соответствующим расположением форсунок на головке и постановкой пояса завесы.
Горючее поступает из коллектора через отверстия в кольце коллектора (37) в зарубашечное пространство и разделяется на два потока. Основной поток с расходом Gi = 8,425 кг/с направляется к критическому сечению, остальная часть (G2 = 3,96 кг/с) - к выходному сечению сопла, заполняет коллектор, образованный кольцами (41) и (42), и по каналам между гофрированной проставкой и внутренней стенкой направляется также в сторону критического сечения. Оба потока встречаются в конце гофрированной проставки (39) перед каналами кольца (36) и далее следуют вместе. Охлаждающая жидкость обтекает по коллектору (18), сообщающемуся с зарубашечным трактом каналами в кольце (15), пояс завесы, проходит по сверлениям в кольце (12) в коллектор головки и через отверстия в биметаллическом кольце (9) попадает в полость горючего к форсункам.
Пояс завесы имеет автономный подвод горючего. Горючее из четырех угольников (19) через отверстия в кольце (17) поступает во вставку (16) и через тангенциальные отверстия попадает к кольцевым выходным щелям.
Параметры охлаждения и схема расположения ребер и гофрированных проставок и их геометрия приведены на рис. 1-32. На рис. 1-33 даны графики изменения температуры и давления охлаждающей жидкости (в увеличенном масштабе).
2.^=0302
X
Л
у
2cm-0223 Jc^O.iiO
tb
«к/п'ОД73
\±ея>'М50
ia»'VtT7
^•олв<1
Че
•8
200
Я
JIS.
JJL
$» *4

75
т-*
gw



$(Ы t
— нн нн
НН нн ЛГИ
QpXQB (О f,0 7^iOjp^ 10 43S з.зе 3,0 756
70 0.6 70 70 7М Q4 ду.^4|дю4/ 43
Смой ВТ 7-7
СПЮЬ	ОТ~*7
gjTpi qs| да отГоа

h
~3a
F^icr1'
2'50
572
2.0
ЗдА
2.52 )ВЗ 2В 2Q
Fcm.
Pb
10
^**№^PucJ-3Z.fkiy/ib/nambi расчета о*ла*дения квячерь/.-
д» й«
№
Wat*

Материалы
Для изготовления деталей камеры применены следующие материалы (см. таблицу 1-14).
Таблица 1-14
Наименование деталей	Материал
внутренние стенки цилиндрической части и оребренной части сопла; кольцо завесы	бронза БрХ0,8
внутреннее днище головки; форсунки окислителя (за исключением форсунок-штырей); штифты; втулка биметаллического штуцера; гофрированная проставка критического сечения	сплав № 5
среднее и наружное днища головки; гнездо пироклапана; штуцеры	Ст. ЭИ-654
форсунки горючего (за исключением форсунок-штырей)	сплав № 273
форсунки-штыри	Ст. Х18Н10Т
рубашка цилиндрической части и оребренной части сопла; средняя и конечная секции сопла (за исключением гофрированных проставок и заглушек); опорное кольцо; наружная часть биметаллического кольца; штуцеры	сплав ОТ-4
гофрированные проставки секций закритической части сопла; заглушки	сплав ВТ1-1
внутренняя часть биметаллического кольца	Ст. 1Х21Н5Т
припои:	
- для пайки форсунок и штифтов	ПСр37,5
- для пайки оребренной части камеры сгорания и сопла	ПСрМО68-27-5
- для пайки завесы, биметаллического кольца, биметаллического штуцера, кольцевых буртов оребренной части	ПСр72-28
Напряжения запасы прочности
В таблице 1-15 приведены расчетные значения напряжений и запасов прочности в некоторых узлах камеры.
Таблица 1-15
Пирозажигательное устройство (ПЗУ)
ПЗУ предназначено для воспламенения компонентов топлива и одновременно используется для герметизации внутренней полости камеры сгорания, позволяя создать избыточное давление (в камере сгорания) при воспламенении пиропатронов для обеспечения надежного запуска двигателя в условиях вакуума.
Газогенератор двигателя РД-119 (лист 28)
В газогенераторе осуществляется термическое разложение несимметричного диметилгидразина, отбираемого из межрубашечного пространства камеры сгорания. Запуск газогенератора и раскрутка ТНА двигателя производятся с помощью пороховой шашки.
Основные параметры газогенератора
расход горючего, кг/с	0,985
перепад давления на форсунках, ат	6
температура горючего на входе в ГГ, °К	430
давление газа на выходе из ГГ, ата	57
температура газа на выходе из ГГ, °К	1033
вес ГГ, кг	12,6
Газогенератор состоит из корпуса (25), крышки (24), вставки (22), пороховой шашки (23), воспламенителей (2) и (27) и теплоизоляционного чехла (21). Корпус (25) газогенератора состоит из корпуса запальника (1), днища (3) со стаканом и фланцем. Крышка (24), как и корпус (25) неохлаждаемая и состоит из фланца (7), рубашки (10) и днища (13). На днище крышки расположены патрубок (16) отвода газа на турбину, ниппель (17), служащий для подачи диметилгидразина в газогенератор, и штуцер (19) замера давления газов. Герметизация полости газогенератора при хранении и в пустоте осуществляется мембраной (14) в патрубке (16). Горючее в газогенератор поступает через 24 шнековые форсунки (11), впаянные в распылитель. Торец распылителя закрыт заглушкой (5). Распылитель (26), стаканы (8) и (9) с днищами (4) и (15) образуют отдельный узел-вставку (22).
Вставка (22) соединяется резьбой с днищем (13) крышки (24). Контровка вставки указана в сечении АА. Соединение корпуса газогенератора с крышкой осуществляется с помощью специальной упорной резьбы. Герметизация резьбового соединения достигается обваркой тонкостенных буртиков после снаряжения газогенератора. При этом малое сечение буртиков обеспечивает минимальный разогрев деталей при сварке, что исключает возможность срабатывания воспламенителя или пирошашки при сварке. Высота буртиков позволяет производить трехкратную сборку газогенератора при надежной герметизации полости его.
Над пороховой шашкой между двумя перфорированными стаканами (8) и (9) засыпаны цилиндрические куски (6) сварного угля. Соединение левых торцев стаканов и их центровка осуществляется крышкой (4). Правые торцы стаканов объединены днищем (15). Центровка стакана (9) справа ребрами (12). Разрезными кольцами в крышке (4) и днищем (3) полость разложения НДМГ разделена на полости сбора газа. Жесткость днища (15) усилена опорной шайбой (20). Шайба (20) соединена с вставкой (22) переходником (18). Стальной переходник соединен с титановым распылителем резьбой, герметизируемой и контрящейся пайкой.
Запуск и работа газогенератора
При подаче напряжения на клеммы четырехконтактной колодки пирозаряды запальника воспламеняются и поджигают первоначальный воспламенитель, который поджигает основной воспламенитель, зажигающий шашку. Газы, образующиеся при сгорании пороховой шашки, через отверстия во внутреннем стакане попадают в полость вставки, снаряженную углем, и нагревают его. Затем пороховые газы через отверстия в наружном стакане проходят к мембране (14), разрушающейся при перепаде 50 ат, разрывают ее и попадают в турбину.
За 0,2 с до конца горения шашки к распылителю подается НДМГ, предварительно подогретый в межрубашечном пространстве камеры сгорания.
Через форсунки распылителя НДМГ попадает в полость газогенератора, где ранее находилась пороховая шашка, а затем через отверстия во внутреннем стакане попадает на уголь. Под действием высокой температуры угля и газов равномерно распределенный по объему газогенератора и мелкораспыленный НДМГ разогревается до температуры, при которой начинается его самопроизвольное разложение с большим выделением тепла и образованием газа. За счет выделенного тепла происходит постоянный подогрев угля, необходимый для разложения последующих порций диметилгидразина.
Далее газы, имеющие температуру порядка 750°С, через отверстия наружного стакана попадают в зазор между наружным стаканом и рубашкой газогенератора, а затем через переходник - в турбину.
Материалы
Материалы, применяемые для изготовления деталей газогенератора, приведены в таблице 1-16.
Таблица 1-16
Наименование деталей	Материал
рубашки, фланцы и днища корпуса и крышки, корпус запальника	сплав ЭИ-868
патрубок, ниппель, штуцер	Ст. ЭИ-835
внутренний и наружный стаканы, днище вставки, опорная шайба	Ст. Х18Н10Т
крышки вставки, форсунки, распылитель	сплав ОТ-4
переходник	Ст. 1Х21Н5Т
припои:	
- для пайки переходника	ПСрМ72-28
- для пайки форсунок	ПСрМцМН-86,8
Раздел II. Двигатели КБ главного конструктора Исаева А.М.
Камера двигателя С5.3М (листы 29,30)
Двигатель С5.3М четырехкамерный, одноразового действия, с турбонасосной подачей компонентов, предназначен для баллистической ракеты, стартующей из затопленной шахты. Годы разработки 1959-1960 гг.
Двигатель работает на самовоспламеняющихся компонентах топлива и развивает тягу, с учетом истечения газов из выхлопных сопел турбины, 40,45 тс (у земли). Удельная тяга у земли с учетом топлива, расходуемого на привод насосов, 241,3 с, удельный вес —10,7 кг/тс.
Особенностью двигательной установки является наддув баков: окислителя - газом из специального газогенератора, горючего - газом, отбираемым из выхлопной трубы ТНА.
Все четыре камеры поворотные и компоненты топлива подводятся к ним через гибкие трубопроводы: сильфоны с наружной металлической оплеткой.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли	10,0
топливо:
-	окислитель	АК-27И
-горючее	ТГ-02
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	31,94
-	горючего	8,88
весовое соотношение компонентов топлива	3,6
коэффициент избытка окислителя	0,78
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	67,4
-	в выходном сечении сопла	0,98
удельная тяга, сек:
-	у земли	245
удельный импульс давления, сек	159
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,08
объём камеры сгорания до критического сечения, л	15,57
литровая тяга, кгс/л	642,4
коэффициент полноты давления в камере	0,988
коэффициент сопла	0,971
масса камеры, кг	51,5
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена (лист 29) в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик.
Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-1.
Таблица 2-1
расстояние от ФГ, мм	диаметр, мм	расстояние от ФГ, мм	диаметр, мм
20	120,9	140	218
40	138	200	257,4
60	155,1	300	309,3
100	188,1	400	340
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, цилиндрического участка с докритической частью сопла и закритической части сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (15), огневого днища (14), среднего днища (12), штампованного разделительного диска (11), сферического наружного днища (9), стакана (8) с обратным клапаном (7) и двухкомпонентных форсунок.
Полость окислителя образована огневым (14) и средним (12) днищами.
Полость горючего - средним днищем (12) и разделительным диском (11). Разделительный диск, огневое и среднее днища привариваются к силовому кольцу (15). Среднее и огневое днища связаны 157 двухкомпонентными форсунками посредством развальцовки форсунок окислителя и пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме.
Двухкомпонентная форсунка (лист 29, сеч. КК) состоит из корпуса форсунки окислителя (30) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (29).
Герметичность и прочность соединения между корпусами форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточке на корпусе форсунка горючего.
Из 157 форсунок горючего 55 выполнены увеличенного расхода и установлены в центре форсуночной головки по сотовой схеме расположения. Геометрические параметры этих форсунок: диаметр камеры закручивания 6 мм, длина - 7,5 мм. Форсунка имеет 3 тангенциальных отверстия диаметром 1,44 мм. Сопло имеет диаметр 3,05 мм, длину 3 мм.
Форсунки окислителя, входящие в ядро, имеют геометрические параметры: диаметр камеры закручивания равен 9 мм, длина - 2 мм, 4 тангенциальных отверстия диаметром 2,2 мм. Сопло имеет диаметр 6,5 мм, длину - 3 мм.
Вокруг ядра по двум концентрическим окружностям установлено 66 форсунок с уменьшенным в два с половиной раза расходом горючего. Все 66 форсунок горючего имеют одинаковые диаметр и длину камеры закручивания с форсункой увеличенного расхода. Количество тангенциальных отверстий в камере закручивания у форсунок уменьшенного расхода равно двум с диаметром 1,23 мм. Диаметр сопла равен 1,94 мм, длина его - 2,0 мм. Кроме того, на периферии огневого днища по одной концентрической окружности установлено еще 36 форсунок увеличенного расхода горючего (как в ядре) для создания пристеночного слоя. В трех концентрических рядах форсунок расход окислителя уменьшен в два с половиной раза по сравнению с ядром за счет изменения геометрии форсунки окислителя. Геометрические параметры этой форсунки следующие: диаметр камеры закручивания 9 мм, длина камеры 2 мм, 4 тангенциальных отверстия с диаметром 1,5 мм, сопло имеет диаметр 5,9 мм, длина сопла 2 мм.
Такое расположение форсунок обеспечивает эшелонированный фронт горения по длине камеры, что приводит к уничтожению высокочастотных колебаний и созданию защитного пристеночного слоя.
Перепад давления на форсунках окислителя равен 5,5 ат, а на форсунках горючего - 12 ат.
В центре огневого днища приварен стакан с шестью антидетанационными ребрами (вид И и сеч. ЕЕ), которые дополнительно к огневому днищу привариваются прерывистым швом с двух сторон и к силовому кольцу по внутренней его поверхности.
В силовом кольце для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 45 отверстий во взаимно перпендикулярных плоскостях (сеч. ББ). Между сферическим днищем и штампованным разделительным диском вложен сферический алюминиевый вкладыш (13) для уменьшения свободного объема полости головки. Уменьшение свободного объема полости головки позволяет сократить время выхода двигателя на режим и уменьшить импульс последействия. Сферической частью вкладыш опирается на наружное днище, а плоской частью -на штампованный разделительный диск (11) (сеч. ВВ и вид Г).
На плоской стороне вкладыша выполнено 12 фрезерованных пазов для подвода окислителя к форсункам (сеч. АА). Для уменьшения веса вкладыша выполнены 4 кольцевых проточки, которые герметизированы сферической алюминиевой крышкой, приваренной к вкладышу. Для проверки на герметичность предусмотрено технологическое резьбовое отверстие во вкладыше, которое после испытания заглушается. К этой же плоской стороне в кольцевую проточку на четырех винтах крепится стальное фигурное кольцо. Это кольцо приваривается к другому стальному кольцу, приваренному точечной сваркой к разделительному диску. На внешний диаметр вкладыша напрессовано стальное кольцо, к которому приваривается сетка фильтра. Сетчатый фильтр (10) проложен также между средним днищем и штампованным диском перед входом к форсункам горючего. На головке приварен штуцер .для замера давления окислителя в полости перед форсунками. Все детали головки, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой.
Цилиндрический участок камеры с докритической частью сопла
Цилиндрический участок камеры и докритическая часть сопла выполнены из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками при помощи пайки кислотостойким припоем. Каналы гофрированных проставок на цилиндрической части направлены вдоль образующей. На докритической части сопла - под углом 45°.В начале цилиндрического участка внутренней оболочки приварено кольцо большей толщины для обеспечения более качественной сварки оболочки с силовым кольцом головки. На цилиндрической части камеры сгорания установлен штуцер замера давления в ней (лист 30, сеч. ДД).
К внешней оболочке докритической части сопла приварены два кронштейна, к которым крепятся болтами две цапфы с подшипниками (3), (21), относительно оси которых осуществляется качание камеры.
Закритическая часть сопла
Указанная часть сопла по конструкции аналогична докритической части и выполнена из аналогичных материалов.
Первый участок гофра от критического сечения выполнен с наклонными каналами под углом 45° к образующей. Каналы гофрированной проставки на втором участке закритической части сопла выполнены вдоль образующей сопла.
Внешняя оболочка закритической части сопла имеет меньшую толщину по сравнению с оболочкой докритической части сопла. К начальному участку внешней оболочки приварено кольцо (25) большей толщины для образования качественного сварного шва. На втором участке гофрированной проставки к внешней оболочке приварено кольцо (26), к которому приваривается коллектор для подвода горючего в межрубашечное пространство. Между отверстиями ввода горючего в межрубашечное пространство и разрывом мекду гофрированными проставками для увеличения гидравлического сопротивления (необходимого для направления потока горючего к срезу сопла для охлаждения) во внешние каналы гофра вставляются и привариваются проволочки с интервалом через один канал (сеч. ЛЛ). Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (28), (31). Для увеличения объема поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре (32) выполнена кольцевая проточка.
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью и докритической часть сопла соединяются между собой при помощи аргоно-дуговой сварки. Внутренняя оболочка цилиндрической части приваривается к силовому кольцу. Внешняя оболочка цилиндрической части к силовому кольцу приваривается при помощи переходного соединительного кольца, к которому приваривается штуцер для замера давления горючего перед форсунками. Докритическая часть сопла с закритической частью его между собой свариваются по внутренней оболочке в критическом сечении. Затем на этот шов накладывается секция гофра с припоем, проставка (24) и накладка (23), которые состоят из двух частей. Сварка указанных деталей производится в указанной
последовательности с проваркой поперечных стыков. Каналы гофрированной проставки в критичеоком сечении имеют наклон под углом в 45° к образующей, что позволяет увеличить скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении сопла.
Узлы крепления камеры
Камеры устанавливаются цапфами с подшипниками (3) и (21) в кронштейн рамы двигателя. Поворот камеры осуществляется с помощью рулевой машинки. Максимальный угол поворота камеры составляет ±9°.
Крепление цапф к кронштейнам на докритической части камеры и конструкция самих кронштейнов выявлены на листе 29 (вид Т) и на листе 30 (вид Ю).
Порядок сборки камеры. Головка
Днище (12) приваривается к силовому кольцу (15). После приварки днище в зоне сварного шва зачищается до металлического блеска. Сварной шов проверяется на герметичность керосином. Течь не допускается.
Производится завальцовка донышек форсунок горючего большого и малого расхода, промывка форсунок спиртом, установка и прихватка точечной сваркой колец припоя в проточках форсунок горючего.
Устанавливаются на форсунках окислителя кольца припоя, прихватываются точечной сваркой и запрессовываются в днища (12) и (14). Устанавливаются кольца припоя и осуществляется развальцовка форсунок окислителя статическим способом. Усилие развальцовки равно 1000±50 кгс.
Осуществляется запрессовка форсунок горючего.
Производится пайка форсуночного блока.
Сварка огневого днища с силовым кольцом (15).
Приварка втулки к огневому днищу и шести ребер к силовому кольцу и огневому днищу.
Сварные швы, места пайки форсунок проверяются на герметичность воздухом под давлением 5 ата под водой в течение 5 минут. Утечки не допускаются. Допускается проверка герметичности керосином.
Приваривается фильтр (10), затем разделительный диск (11) к силовому кольцу (15). Осуществляется проверка герметичности шва.
Производится сварка вкладыша со сферической крышкой (шов первой категории).
Осуществляется установка вкладыша на разделительный диск, приварка бокового фильтра к нему.
К сферическому днищу (9) приваривается стакан (8) (шов первой категории).
Приварка сферического днища осуществляется двумя швами: первый - в среде защитного аргона без присадочного материала, второй - в среде защитного аргона с присадочным материалом. При этом вкладыш центрируется по выступающему бурту стакана (8).
Приварка стальных колец вкладыша и разделительного диска производится через отверстие стакана (8).
Порядок сборки камеры. Цилиндрический участок и сопло
К цилиндрической внутренней оболочке (16) приваривается кольцо и до критическая часть сопла (19). Свариваются рубашки цилиндра и докрити-ческой части сопла (18), (20).
Установка гофрированных проставок с припоем и пайка блока цилиндра к докритической части сопла.
Сварка внутренней оболочки (28) с кольцом жесткости.
Шов зачищается с обеих сторон, высота шва над поверхностью не более 0,1 им.
Шов проверяется на герметичность керосином (шов первой категории).
Шов полируется с двух сторон. Допускается занижение шва на 0,1 мм, материала - на 0,2 мм.
Допускается проверка шва на герметичность воздухом под водой при перепаде давления 1 кгс/см2. Время выдержки - 5 минут. Негерметичность не допускается.
Приварка проволоки к гофру (место I).
Постановка гофрированной проставки на внутреннюю оболочку сопла.
Сборка закритической части сопла.
Приварка рубашки сопла (31) к кольцу жесткости.
Пайка сопла.
Пайка и сварка блока цилиндра с блоком сопла.
Проверяется на герметичность под водой при перепаде давления 115 кгс/см2 в течение 5 минут. Негерметичность не допускается.
Приварка узлов крепления, патрубков, коллектора, трубопроводов, штуцеров и т.д.
Сварка головки с камерой.
Материалы
Основные детали камеры изготавливаются из следующих материалов (таблица 2-2).
Таблица 2-2
Наименование деталей	Материал
входной патрубок окислителя, сферическое нвружное днище, штампованное разделительное кольцо, наружные оболочки цилиндрической части, докритической й закритической частей сопла, кронштейны рулевых машинок, патрубки, коллектор, цапфа	Ст. 1Х21Н5Т
силовое кольцо, форсунки, днища, фильтры, антидетонационные ребра и центральная втулка, внутренняя оболочка цилиндрической части сопла, кольца	Ст. Х18Н10Т
проставка гофра	Ст. Х18Н10Т-М
вкладыш и его крышка	Ал.сплав АМг-6
припой	Г40НХ
Камера двигателя 11Д47 (листы 31,32)
Двигатель используется на второй ступени космической ракеты, предназначенной для выведения искусственного спутника Земли на круговую орбиту. Разрабатывался в 1962-1964 гг.
Двигатель состоит из камеры, турбонасосного агрегата с двумя пороховыми стартерами, газогенератора, четырех поворотных сопел основной системы.
Кроме того, в состав двигателя входят газогенератор и четыре поворотных сопла системы малой тяги, а также два отдельных газогенератора наддува баков.
Двигатель включается дважды с интервалом между включениями до 5000 с.
В начале и в конце каждого включения работают только сопла основной системы (в приведенной ниже таблице 2-3 - режим II), При этом часть расхода перепускается мимо турбины и давление в газогенераторе понижается. Остальное время эти сопла продолжают работать вместе с камерой (режим I). В этом случае в сопла направляется выхлопной газ турбины.
В интервале между включениями основной системы работает система стабилизации малой тяги. В этом случае компоненты подаются из баков сжатым газом. Тяга каждого сопла системы малой тяги 2,5 кгс.
В таблице 2-3 приведены параметры работы основной системы двигателя.
Параметр	Включение	II режим	I режим	II режим
Тяга, кгс	1	4х 125	1 х 15 500 + 4 х 137,5	4х 125
	2	4 х 135,5	1 х 15500 + 4 х 134	4 х 135,5
Время работы, с	1	2...7	2...350	2...10
	2	2...10	2...10	2...10
Расход топлива (без расхода на наддув), кг/с	1	3,268	52,970	3,268
	2	3,543	52,896	3,543
В графе «тяга» на режимах работы двигательной установки указано количество агрегатов,
создающие тягу, и тяга каждого из них.
Удельный вес двигателя равен ~11,5 кг/тс.
Основные параметры камеры
тяга, тс: - в пустоте	15,5
топливо: - окислитель	АК-27И
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с: - окислителя	36,302
-	горючего	13,698
весовое соотношение компонентов топлива	2,65
коэффициент избытка окислителя	0,795
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	100
-	в выходном сечении сопла	0,072
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	310±3
удельный импульс давления, сек	166
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,943 объём камеры сгорания до критического сечения, л	14,5
литровая тяга, кгс/л	1070
коэффициент полноты давления в камере	0,98
коэффициент сопла	0,96
масса камеры, кг	70
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена (лист 31) в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-4.
Табл. 2-4
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
10	106,4	35	140,2	75	194,4	520	677,6
15	113	45	154	95	220,8	720	833,2
20	119,7	55	167,7	195	345,8	920	957,4
25	126,6	65	181,2	320	486,2	1068	1032
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, цилиндрического и докритического участков с частью закритического участка сопла и закритической части сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (21), огневого днища (27), среднего днища (28), сферического наружного днища (22) и двухкомпонентных форсунок.
Полость окислителя образована огневым и средним днищами. Полость горючего - средним и наружным сферическим днищами.
Среднее и огневое днища связаны между собой двухкомпонентными форсунками посредством развальцовки и пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец (сеч. ГГ, 1111). Пайка производится в вакууме. Всего форсунок 154, из них 128 центробежных и 26 струйных.
Центробежная двухкомпонентная форсунка состоит из корпуса форсунки окислителя (31) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (30). Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечивается пайка кислотостойким припоем, установленным в проточке корпуса форсунки горючего. Из 128 двухкомпонентных центробежных форсунок 37 форсунок выполнены увеличенного расхода и установлены в центре форсуночной головки по четырем концентрическим окружностям (см. схему расположения форсунок, лист 31). Геометрические параметры этих форсунок следующие (таблица 2-5):
Таблица 2-5
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	9,0	2,0	6	1,98	7,7	3,0
Г	6,0	5,4	4	1,51	4,2	6,2
Вокруг ядра по двум концентрическим окружностям установлено 54 центробежных двухкомпонентных форсунки уменьшенного расхода компонента (33), аналогичных по конструкции форсункам увеличенного расхода, со следующими геометрическими размерами:
Таблица 2-6
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	9	2	4	1,55	7	2,3
Г	6	5	2	2,22	3,5	6
Кроме того, на периферии огневого днища по одной концентрической окружности установлено еще 36 форсунок (32) с увеличенным расходом горючего для создания пристеночного слоя.
По второй и третьей концентрическим окружностям среди двухкомпонентных центробежных форсунок увеличенного расхода с интервалом через одну форсунку (по третьей концентрической окружности) и с переменным интервалом (но второй концентрической окружности) установлено 14 двухкомпонентных струйных форсунок увеличенного расхода (84) (П-П).
Струйные форсунки имеют следующие геометрические параметры. Подвод окислителя имеет четыре отверстия диаметром 2,2 мм с длиной сопла 2,4 мм, просверленные под углом к оси. Подвод горючего выполнен в виде одного отверстия диаметром 2,78 мм с длиной сопла 3,6 мм. Отверстия для ввода окислителя и горючего имеют заходные конуса.
На первой концентрической окружности от ядра между форсунками уменьшенного расхода установлено (см. схему) еще дополнительно 12 двухкомпонентных струйных форсунок увеличенного расхода (34).
И наконец, на первой концентрической окружности ядра среди форсунок увеличенного расхода установлена одна трехполостная, струйноцентробежная форсунка, через которую
дополнительно по внутреннему каналу завихрительной форсунки горючего (36) впрыскивается окислитель из регулятора тяги (Б-Б). Эта винтовая завихрительная форсунка горючего имеет следующие геометрические параметры: диаметр камеры 6 мм, длина камеры 2,6 мм, число радиальных отверстий 4, диаметром 1,5 мм; имеет 3-х заходный винт с диаметром и длиной сопла 6 мм.
Форсунка окислителя (35) имеет следующие параметры: камера закручивания - 9 мм, длина камеры закручивания 5,5 мм, число тангенциальных отверстий - 4, диаметром 1,53 мм; с диаметром сопла 9 мм.
Окислитель из регулятора к струйной форсунке окислителя подводится по трубопроводу (39) (лист 32) к угольнику, приваренному к сферическому днищу.
Такое расположение форсунок обеспечивает эшелонированный фронт пламени по длине камеры, что приводит к устойчивой форме горения, к ликвидации высокочастотных колебаний и созданию защитного пристеночного слоя.
Перепад давления на форсунках окислителя равен 3,5 ата, а на форсунках горючего - 5,8 ата.
В центре огневого днища приварен стакан с 6 антидетанационными ребрами (см. схему расположения форсунок), которые дополнительно привариваются к огневому днищу прерывистым швом с двух сторон и к силовому кольцу по внутренней его поверхности. В силовом кольце для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 45 отверстий во взаимно-перпендикулярных плоскостях (сеч. С-С). Между сферическим днищем и средним установлено 2 перфорированных стакана для придания жесткости блоку плоских днищ (сеч. В-В). К силовому кольцу приварен коллектор окислителя (20) с двумя патрубками и трубопроводами, к которым приварен наконечник (25) с дроссельной шайбой (38). Е наконечнику приварен штуцер (44) для подвода окислителя к стабилизатору соотношения компонентов.
Кроме того, не голгашке камеры приварены штуцер для замера давления окислителя в полости перед форсунками (40), штуцер для замера давления горючего перед форсунками (41) и четыре кронштейна для крепления к раме ракеты. Все детали головки, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой.
Цилиндрический и докритический участки камеры с частью закритического участка сопла
Цилиндрический участок камеры выполнен из двух оболочек, связанных между собой гофрированной проставкой при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. ЕЕ).
Докритический участок сопла с частью закритического участка выполнен также из двух оболочек, связанных между собой кислотостойким припоем. Внутренняя оболочка выполнена из сплава на медной основе. Каналы для охлаждения указанного участка сопла на внутренней оболочке выполнены фрезерованием (сеч. ЖЖ). Закритический участок внутренней оболочки из первоначальной цилиндрической формы доводится до заданного профиля после сборки с внешней оболочкой.путем обкатки роликом. Наружная оболочка выполнена стальной.
К внутренней оболочке цилиндрической части камеры (18) с двух сторон приварены кольца большей толщины для обеспечения более качественной сварки оболочки с силовым кольцом головки, с одной стороны, и для осуществления сварки внутренней стальной цилиндрической оболочки с внутренней оболочкой докритической части сопла, выполненной из медного сплава, с другой стороны. На цилиндрической части камеры сгорания установлено два штуцера (42) для замера давления в ней.
Кронштейн (43) предназначен для крепления газогенератора наддува бака окислителя.
Закритическая часть сопла
Указанная часть сопла состоит из шести частей. Первый участок сопла от критического сечения аналогичен по конструкции цилиндрической части камеры. Выполнен он из двух стальных конических оболочек, соединенных между собой гофром (сеч. ЕЕ) при помощи кислотостойкого припоя. Каналы гофрированной проставки выполнены вдоль образующей сопла.
Последующие участки закритической части сопла выполнены с открытым гофром,за исключением четвертого и шестого участков (сеч. ЛЛ). Соединение участков гофра с внутренней оболочкой осуществляется с помощью пайки кислотостойким припоем. Участки гофров соединены между собой при помощи сварки (места IV, V). Четвертый и шестой участки сопла выполнены из двух оболочек с гофрированной проставкой. Четвертый участок с двумя оболочками выполнен для придания жесткости соплу. Последний (шестой) - для установки коллектора (10).
Коллектор с двумя трубопроводами (8), переходящими в патрубок (12) с наконечником и дроссельной шайбой,служит для подвода горючего в межрубашечное пространство. К наконечнику приварен штуцер (45) для отбора горючего к стабилизатору соотношения компонентов.
Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (место VI). В кольце жесткости для образования поворотной полости коллектора, выполнена кольцевая проточка.
Соединение узлов камеры
Цилиндрический участок камеры соединяется с головкой (место I) при помощи сварки: внутренняя оболочка с силовым кольцом - через кольцо большей толщины, чем сама оболочка, а внешняя оболочка с силовым кольцом - через переходное кольцо.
Цилиндрический участок соединяется с докритическим участком также при помощи сварки: внутренние оболочки, цилиндрическая стальная и докритическая из медного сплава - через кольцо из пластичной нержавеющей стали, а внешние оболочки терез переходное разрезное кольцо (место II и сеч. УУ).
Закритическая часть сопла присоединяется также сваркой: по внутренним оболочкам через переходное кольцо из пластичной стали, а по внешним оболочкам - через переходное разрезное кольцо, имеющее продольный шов (место III).
Соединение элементов сопла описано в разделе «Закритическая часть сопла».
Вокруг критического сечения приварено кольцо с кронштейнами. К кронштейну (7) крепится ТНА, к кронштейнам (6) и (2) - регулятор, к гнезду (15) крепится шар-баллон. Кроме того к кронштейну (6) крепится сдвоенный сигнализатор давления.
Система охлаждения
Камера охлаждается горючим с расходом —13,7 кг/с. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в табл. 2-7.
Внутренние оболочки цилиндра и сопла выполнены толщиной 0,8 мм, высота щели - 2,5 мм, высота «открытого гофра» сопла равна 2,5 мм. Гофр выполнен из материала толщиной 0,4 мм.
Внутренняя оболочка докритической части сопла выполнена толщиной 1,25 мм с высотой щели 2,75 мм - и покрыта блестящим хромом толщиной 40.. .60 мкм.
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скорости течения в 2,13 раза больше расчетных и суммарный перепад давления лежит в пределах 22.. .28 ат.
Подогрев горючего в тракте охлаждения составит 140... 170 °C.
Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-7.
парам.	размеры.	IV уч.	III уч.	II уч.		I уч.		
ЛРохл	кгс/см2	1,66	2,43	4,07		3,55		
Foxn'IO4	м2	14	4,9		16		66	
Woxn	м/с	15,4	40,3		12		2,7	
terr.	°C	590	486		206		90	
tcT.x.	°C	364	340		146		80	
tx.	°C	161	110		72		40	
Че'10 6	ккал/(м2,ч)	5,9	23,6		1,45		0,23	
ОСст-		0,391	0,391		0,391		0,391	
Материалы
Основные детали камеры изготовлены из материалов, приведенных в таблице 2-8.
Таблица 2-8
наименование деталей	материалы
внутренние оболочки цилиндра и сопла, гофр, огневое днище, среднее днище, все корпуса форсунок, сетки фильтров	Ст. Х18Н9Т
наружное сферическое днище, силовое кольцо, коллекторы, наружная цилиндрическая оболочка и оболочка докритической части сопла, соединительное кольцо цилиндрической и докритической частей камеры	Ст. 1Х17Н5МЗ
внутренняя оболочка докритической части сопла	сплав № 1
переходные кольца внутренней оболочки	Ст. 1Х21Н5Т
припой	Г40НХ
Газогенераторы двигателя 11Д47 (листы 33...36)
Двигатель 11Д47 имеет четыре газогенератора, работающих на собственных компонентах и предназначенных: для привода турбины ТНА, сопел системы малой тяги (оба восстановительные); для наддува бака окислителя (окислительный); для наддува бака горючего (восстановительный).
Газогенератор привода ТНА (лист 33)
По схеме организации процесса в камере газогенератор относится к 1типу, т.е. когда весь расход компонентов подается через головку. Ниже приведены параметры генератора при работе двигателя на I режиме (см. стр. 117).
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	НДМГ
суммарный расход компонентов, кг/с	2,94
весовое соотношение компонентов	0,3
коэффициент избытка окислителя	0,09
давление в камере ГГ, ата	86
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	65 000
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,602
приведённая длина, м	2,11
объём камеры, л	0,85
температура газа, °C	900
вес (сухой)	2,57
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки и камеры.
Парам-	Размере-		/j/у/.	Uyv-		
Д Роял.	кГ/см*	466	2,43	fyo?	5,55	
FmtJ*	Mz	fk		9	k	Г *	2
VVoXjT.	м/сек.	<6#	4:	i	I ?J	fg	27		
"t-СТ.Г.	*C	1 590	4o5	еоб			
't/ст jfg'	•c	554	3^7	ite	J			V
t-SK.	°q	T	1	1 HO	7£	4			7
^Ю-‘	ккал Mg.WfC.	5^			45	£3
O^cr.		Q39<	qs&f	дзэ1	g.			39f
$
«J Gax/r.
Головка
Головка газогенератора состоит из огневого днища (7), среднего днища (6) и наружного сферического днища (4), к которому приварена трубка со штуцером (2) для подвода окислителя к форсункам. Кроме того, на третьем днище приварен штуцер (29) для замера давления окислителя перед форсунками.
Полость окислителя образована средним и наружным сферическим днищами, полость горючего - огневым и средним днищами. Огневое и среднее днища связаны между собой семью однокомпонентными центробежными форсунками окислителя, посредством установки между днищами дистанционных втулок и развальцовкой форсунок окислителя в среднем днище с последующей пайкой кислотостойким припоем, устанавливаемым в виде колец между форсункой и огневым днищем, а также на шейках в местах развальцовки форсунок (сеч. Б-Б).
Все форсунки горючего в количестве 24 штук установлены в огневом днище. Крепление их в днищах аналогично креплению форсунок окислителя. Из 24 однокомпонентных форсунок горючего 12 форсунок выполнено струйно-центробежными и 12 - центробежными (установлены по периферии). Схема расположения форсунок сотовая (вид V).
Все 24 форсунки горючего выполнены со следующими геометрическими размерами: диаметр сопла равен 4,9 мм, диаметр завихрителя (шнека) 8,8 мм, длина шнека 6 мм, угол распыла 112°.
Струйные форсунки в 12 завихрителях выполнены диаметром 2,04 мм, длиной 3,4 мм, с входным конусом 15°.
Сопла форсунок горючего и окислителя завальцованы в корпусах.
Перепад на форсунках горючего равен 5,3 ат.
Форсунки окислителя имеют аналогичный завихритель (диаметр 8,8 мм, длиной б мм) с диаметром сопла 5,35 мм. Угол распыла у форсунки окислителя равен 90°. Перепад на форсунках окислителя - 3,9 ат.
Завихрители как форсунок горючего, так и форсунок окислителя выполнены двухзаходными с незначительно отличающейся геометрией спиральных каналов (сеч. Е-Е, К-К).
На среднем днище для поддержания фильтрационной сетки прерывистым швом приварены три втулки (3) (см. вид В). Сетка к среднему днищу приваривается точечной сваркой с шагом 5 мм.
Камера
Камера состоит из внутренней и наружной оболочек, соединенных между собой гофрированной проставкой при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. А-А). К обоим торцам внутренней оболочки камеры приварены кольца большей толщины для обеспечения более качественной сварки внутренней оболочки с огневым днищем, с одной стороны, и с патрубком (13), с другой стороны. К патрубку (13) приварены 2 коллектора.
Коллектор (11) предназначен для подвода горючего на охлаждение камеры и далее к форсункам. Перепад давления в рубашке охлаждающего тракта 1,8 ат.
Коллектор (12) - для снятия теплового потока, идущего от остывающего соплового аппарата турбины в момент работы двигательной установки на режиме малой тяги (после выключения газогенератора). В коллектор (12) подается горючее, которое отводится из него к газогенератору системы сопел малой тяги. Подача горючего в коллектор осуществляется за счет давления наддува баков. При работе ТНА горючее в коллектор (12) подается насосом, а из коллектора - на вход в насос.
Патрубок (26) служит для подвода горючего к коллектору (11). Штуцер (24) - для подвода горючего в коллектор (12), а штуцер (23) - для вывода горючего из этого коллектора. Кронштейн на коллекторе (11) является второй точкой крепления газогенератора к двигателю. Дроссельные шайбы (1), (25), (27) предназначены для более тонкой регулировки расхода компонентов.
Соединение головки с камерой
Головка с камерой соединяется при помощи соединительного кольца, которое приваривается к среднему днищу и к наружной оболочке (8) камеры. К соединительному кольцу приварен штуцер (28) для замера давления горючего перед форсунками. К этому же кольцу приварен кронштейн, с помощью которого газогенератор вместе с турбонасосным агрегатом крепится к двигателю.
Материалы
Основные детали изготовлены из следующих материалов.
Таблица 2-9
Наименование деталей	Материал
Корпуса форсунок, завихрители, огневое днище, дроссельные шайбы	Ст. Х18Н9Т
Среднее и наружное днища,внешняя оболочка	Ст. 1Х17Н5МЗ
Гофр	Ст. 1Х17Г9АН4
Патрубок	Ст. ЭИ-835
Прокладки	алюминий АЛ-1
Припой	Г40НХ
Г азогенератор сопел системы малой тяги (лист 34)
По схеме организации процесса в камере, газогенератор относится к I типу.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	НДМГ
суммарный расход компонентов, кг/с	0,071
весовое соотношение компонентов	0,25
коэффициент избытка окислителя	0,075
давление в камере, ата	8
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	52 000
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,218
приведённая длина, м	1,45
объём камеры, л	0,14
температура газа, °C	820
вес (сухой)	0,72
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки и камеры.
Головка
Головка газогенератора состоит из огневого днища (9) и наружного днища (5). К наружному днищу (5) приварен патрубок (2) подвода окислителя к одной окислительной форсунке. Полость горючего образована огневым и наружным днищами. Полостью окислителя в данной конструкции является внутренняя полость патрубка. Огневое и наружное днища связаны между собой в центре одной однокомпонентной центробежной форсункой. Между днищами установлена дистанционная втулка и форсунка развальцована в наружном днище с последующей пайкой кислотостойким припоем, установленным в виде колец в месте развальцовки форсунки и на дистанционной втулке (место I). Центрируется наружное днище относительно огневого по шести наваренным пояскам диаметром 3 мм (сеч. А-А),
Схема расположения форсунок сотовая. Все форсунки горючего в количестве шести установлены в огневое днище. Крепятся они с помощью развальцовки и пайки кислотостойким припоем, также как и форсунка окислителя.
Форсунки горючего и окислителя центробежные с винтовым завихрителем. Геометрические параметры винтовых завихрителей у обоих типов форсунок одинаковые: двухзаходный винт (сеч. И-И) диаметром 6,4 мм, длиной 4,5 мм.
Диаметры сопел форсунок различные: у горючего - 1,4 мм, у окислителя - 1,5 мм. Также отличными являются и углы распыла форсунок: у горючего - 65°30’, у окислителя - 63°.
Перепады давлений на форсунках одинаковы и равны 2 ат.
В завихрителе горючего (8) просверлены глухие отверстия диаметром 2,5 мм на глубину 3 мм для установки в них дистанционных упоров.
В патрубке (2) поставлен сетчатый фильтр (3), прикрепленный к гайке (1) с помощью кислотостойкого припоя, который устанавливается на сетку в виде цилиндрического кольца с последующей пайкой. Противоположный цилиндрический торец сетчатого фильтра обжат в виде трехгранника (сеч. В-В) с последующим оплавлением мест обжима кислотостойким припоем (сеч. Ж-Ж).
Камера
Камера состоит из внутренней (12) и наружной (14) оболочек, соединенных между собой гофрированной проставкой (13) при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. Б-Б). К внутренней оболочке камеры со стороны головки приварен экран (11) с выштамповками, при помощи которых он центрируется относительно внутренней оболочки. Экран в данном газогенераторе необходим для обеспечения устойчивого процесса горения. Он работает как катализатор, разлагая горючее в пристеночном слое за счет высокой температуры его стенки. Высокую температуру стенки экрана возможно допустить потому, что он не является силовым элементом конструкции. Температурные удлинения экрана компенсируются зазором между экраном и конической частью втулки (15), которая приваривается к внутренней оболочке газогенератора.
На коническом участке втулки (15) имеется коллектор (16) для подвода горючего на охлаждение оболочки и к форсункам (7). К коллектору приварен патрубок, в который вмонтирован жиклер (17) и фильтр горючего (18). Фильтр горючего по конструкции аналогичен фильтру окислителя (3). Для упрочнения патрубка к нему приварены ребра жесткости (сеч. Е-Е).
К выходному патрубку (15) приваривается газовод, по которому газ подается к блоку сопел системы малой тяги.
На чертеже приведены (места II, III) геометрические размеры выштамповки и место сварки гофра по его периметру.
Соединение головки с камерой
Головка с камерой соединяется при помощи сварки внутренней оболочки камеры огневым днищем с последующей приваркой соединительного кольца к наружному днищу и наружной оболочке камеры.
Крепление газогенератора
Крепящими элементами газогенератора являются трубопроводы, привариваемые к патрубкам (2) и втулкам (15).
Материалы
В таблице 2-10 приведены материалы, из которых изготовлены основные детали газогенератора.
Таблица 2-10
Наименование деталей	Материал
корпуса форсунок,завихрители, упоры	Ст. Х18Н9Т
днище огневое, коллектор горючего, экран, внутренняя оболочка	Ст. Х18Н10Т
наружная оболочка камеры, корпуса фильтров, ребра, наружное днище, втулки (15)	Ст. 1Х17Н5МЗ
гофр	Ст. 1Х17Г9АН4
прокладки	алюминий АЛ-1
припой	Г40НХ
Г азогенератор наддува бака окислителя (лист 35)
По схеме организации процесса в камере этот газогенератор относится ко II типу. Балластирующая часть окислителя подается в конце камеры газогенератора.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	НДМГ
суммарный расход компонентов, кг/с	0,128
весовое соотношение компонентов	18,5
коэффициент избытка окислителя	5,55
давление в камере, ата	78
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	15 500
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,523
приведённая длина, м	4,8
объём камеры, л	0,046
температура газа, °C	270
вес (сухой)	0,95
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, камеры и впрыскивающего устройства для подачи балластирующего окислителя в камеру.
Головка
Головка газогенератора состоит из одной двухкомпонентной форсунки, состоящей из корпуса форсунки окислителя и запресованного в нее корпуса форсунки горючего. Герметичность и прочность соединений между ними обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточке корпуса форсунки горючего.
В форсунке окислителя выполнено б тангенциальных отверстий диаметром 1 мм для ввода компонента в камеру закручивания. Диаметр сопла форсунки окислителя равен 4 мм (сеч. В-В).
В форсунке горючего выполнено 2 тангенциальных отверстия диаметром 1 мм. Диаметр сопла форсунки горючего - 1 мм. Перепад давления на форсунке окислителя равен 4,2 ат, на форсунке горючего - 2,6 ат.
К торцевой части форсунки окислителя приварен резьбовой стакан (4), в который установлены дроссельные шайбы (место I). Дроссельные шайбы по внешнему диаметру прижимаются гайкой фильтра (2) через втулку (3) к буртику стакана. К торцевой части резьбового стакана приварен патрубок (1) для подвода горючего к форсунке. Сетчатый фильтр для горючего крепится к гайке с помощью кислотостойкого припоя, который устанавливается на сетку в виде цилиндрического кольца. Цилиндрический торец сетчатого фильтра с противоположной стороны гайки обжат в виде
трехгранника, аналогично фильтру окислителя (сеч. Ж-Ж). Места обжатия опаиваются кислотостойким припоем (сеч. И-И).
Камера
Камера состоит из внутренней (16) и наружной (17) оболочек,соединенных между собой пайкой кислотостойким припоем (сеч. А-А). Внутренняя оболочка выполнена стальной с винтовыми каналами охлаждающего тракта. Шаг винтовой линии 112 мм с числом заходов, равным 12. Перепад давления на рубашке охлаждающего тракта равен 0,2 ат. К первому торцу внутренней оболочки приварено промежуточное кольцо (23) для образования входного коллектора окислителя и для впрыска в камеру избыточного окислителя через три отверстия диаметром 1 мм (место III, сеч. Г-Г). Перепад давления на отверстиях впрыска равен 4 ат.
К промежуточному кольцу приварен специальный ниппель (24) с диаметром критического сечения сопла 3,5 мм с входным и выходным углами, равными 90°.
Наружная оболочка выполнена также стальной. С промежуточным кольцом (23) наружная оболочка (17) образует входной коллектор окислителя. Ввод окислителя в коллектор производится через патрубок, в который вмонтирован жиклер (19) и фильтр (20). Фильтр окислителя по конструкции аналогичен фильтру горючего (2) и отличается от него только геометрическими размерами.
Для увеличения жесткости патрубка к нему и к корпусам камеры и ниппеля (24) приварено 3 ребра жесткости (сеч. Е-Е). К ниппелю приварен штуцер для замера давления газа (сеч. К-К). К ниппелю присоединяется штуцер с трубопроводом, отводящим газ к баку окислителя.
Соединение головки с камерой
Головка с камерой соединяется при помощи сварки по внутренней оболочке с форсункой окислителя, с последующей постановкой соединительного кольца (11) и приваркой его к цилиндрическому буртику форсунки и к наружной оболочке камеры. Соединительное кольцо (11) образует коллектор перед форсункой окислителя.
Для увеличения жесткости резьбового стакана к нему приваривается конусная оболочка (5) с последующей приваркой ее к промежуточному кольцу (11).
Крепление газогенератора
Крепящими элементами газогенератора являются кронштейн (14), приваренный к кронштейну камеры двигателя, а также трубопроводы, привариваемые к вводным патрубкам (1) и (21).
Материалы
Основные детали генератора изготовлены из следующих материалов.
Таблица 2-11
Наименование деталей	Мат ериал
наружная оболочка, переходник, ребра жесткости, соединительное кольцо головки с камерой, резьбовой стакан, корпус фильтра окислителя, кронштейн крепления	Ст. 1Х17Н5МЗ
корпуса форсунок, ниппель, внутренняя оболочка	Ст. Х18Н9Т
сетки фильтров	Ст. Х18Н10Т
припой	Г40НХ
Г азогенератор наддува бака горючего (лист 36)
По схеме организации процесса в камере этот газогенератор относится ко II типу, так как избыточный компонент впрыскивается в камеру не только со стороны головки, но и через специальную, установленную в конце камеры, центробежную форсунку впрыска.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	НДМГ
суммарный расход компонентов, кг/с	0,075
весовое соотношение компонентов	0,08
коэффициент избытка окислителя	0,024
давление в камере, ата	95
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	16 000
диаметр камеры, мм	31
относительная расходовалряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,105
приведённая длина, м	12,4
объём камеры, л	0,052
температура газа, °C	275
вес (сухой)	0,75
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, камеры и впрыскивающего устройства избытка горючего в камеру.
Головка
Головка газогенератора состоит из огневого днища (7) и наружного днища (8). К наружному днищу (8) приварен патрубок (1) подвода окислителя к одной окислительной форсунке. Полость горючего образована огневым и наружным днищами. Полостью окислителя в данной конструкции является внутренняя полость патрубка. Огневое и наружное днища связаны между собой в центре одной однокомпонентной центробежной форсункой. Между днищами устанавливается дистанционная втулка и форсунка развальцовывается в наружном днище с последующей пайкой кислотостойким припоем, установленным в виде колец в месте развальцовки форсунки и на дистанционной втулке (сеч. В-В). Центрируется наружное днище относительно огневого по б наваренным пояскам диаметром 3 мм (сеч. А-А). Все форсунки горючего, в количестве 6 штук,установлены в огневом днище и крепятся к нему с помощью развальцовки к пайки кислотостойким припоем. Форсунки окислителя и горючего центробежные с винтовым завихрителем. Схема расположения форсунок - сотовая.
Диаметр сопла форсунки окислителя равен 0,7 мм. Завихритель выполнен диаметром 6,4 мм, длиной 4,5 мм, двухзаходный (сеч. Г-Г).
Диаметр сопла форсунок горючего равен 1 мм, диаметр завихрителя равен 6,4 мм, длина -4,5 мм. В завихрителях горючего (5) просверлены глухие отверстия диаметром 2,5 мм на глубину 3 мм для установки в них дистанционных упоров.
Угол распыла у форсунки окислителя равен 78°, перепад на форсунке - 6,5 ат. Угол распыла у форсунок горючего равен 87°, перепад давления на форсунках - 6,5 ат.
В патрубок (1) поставлен на резьбе сетчатый фильтр (2). Сетчатый фильтр в гайке крепится с помощью кислотостойкого припоя, который устанавливается на сетку в виде цилиндрического кольца припоя с последующей пайкой. Противоположный цилиндрический торец сетчатого фильтра обжат в виде трехгранника аналогично фильтру горючего (вид И) с последующим оплавлением мест обжима кислотостойким припоем (сеч. К-К).
Камера
Камера состоит из внутренней (11) и наружной (10) оболочек, соединенных гофрированной проставкой при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. Б-Б, места I и II). К внутренней оболочке камеры со стороны головки приварен экран с выштамповками, при помощи которых он центрируется относительно внутренней оболочки. Экран в данном газогенераторе необходим для обеспечения устойчивого процесса горения. Он работает как катализатор, разлагая горючее в
простеночном слое за счет высокой температуры его стенки. Высокую температуру стенки экрана возможно допустить за счет того, что он не является силовым элементом конструкции.
Температурные удлинения экрана компенсируются зазором между экраном и корпусом форсунки (14) дополнительного впрыска горючего, который приварен к внутренней оболочке камеры. К корпусу (14) приварен корпус камеры впрыска с экраном. Назначение экрана в камере аналогично назначению экрана камеры. Температурные удлинения экрана камеры впрыска компенсируются скольжением его по цилиндрическому пояску корпуса камеры впрыска.
К корпусу камеры впрыска приварен ниппель (17) для присоединения трубопровода, отводящего газ в бак горючего.
На углубленном участке корпуса форсунки впрыска выполнен коллектор для подвода горючего к форсункам. Коллектор образован кольцом (13), приваренным к наружной цилиндрической оболочке камеры и к корпусу камеры впрыска.
Поток горючего в коллекторе разделяется ка два: основной поток по охлаждающему тракту поступает в головку к форсункам горючего, оетавиаяся часть горючего по сверлению в корпусе форсунки впрыска (14) поступает в полость форсунки (15), откуда через винтовой завихритель (16) и сопло форсунки впрыскивается в поток горячих газов (сеч. ЕЕ). Сопло форсунки впрыска имеет диаметр 1,3 мм. Диаметр завихрителя равен 6,4 мм, длина его 4,5 мм двухзаходный. Геометрия канавки шнека дана на сечении Ж-Ж. Угол распыла форсунки впрыска 61°, перепад давления на ней равен 5 ат.
Газ проходит из первой зоны газогенератора во вторую через два отверстия в корпусе форсунки впрыска (14) (сеч. Е-Е).
К наружной оболочке газогенератора приварен кронштейн (21) для крепления газогенератора к двигателю и штуцер (22) для замера давления в камере газогенератора.
К коллектору ввода горючего в газогенератор приварен патрубок (19) с вмонтированным в него фильтром (20). Фильтр горючего по конструкции аналогичен фильтру окислителя (2). Для увеличения жесткости патрубка к нему и к наружной оболочке камеры впрыска приварены ребра жесткости (сеч. М-М).
Соединение го ловки с камерой
Головка с камерой соединяются при помощи сварки внутренней оболочкой камеры с огневым днищем с последующей приваркой соединительного кольца к наружному днищу и наружной оболочке камеры.
Крепление газо генератора
Крепежными элементами газогенератора являются кронштейн (21) и трубопроводы, привариваемые к патрубкам (1) и (13).
Материалы
В таблице 2-12 приведены материалы, из которых изготовлены основные детали газогенератора.
Таблица 2-12
Наименование деталей	Материалы
корпуса форсунок окислителя, горючего, завихрителей, корпус форсунки впрыска, огневое днище, сетки фильтров	Ст. Х18Н9Т
экран, коллектор, внутренняя оболочка камеры	Ст. Х18Н10Т
наружная оболочка камеры, наружное днище, штуцер, кронштейн	Ст. 1Х17Н5МЗ
гофр	Ст. 1Х1719АН4-М
припой	Г40НХ
Камера двигателя С5.5 (листы 37,38)
Двигатель С 5.5 однокамерный, одноразового применения, с турбонасосной подачей компонентов предназначен для коррекции траектории и создания импульса для торможения объекта при посадке на поверхность Лупы. Для коррекции траектории и торможения объекта производится двукратное включение двигательной установки (первое и второе включения). Возможно использование двигательной установки и в случае, когда производится только одно (второе) включение для торможения. Управление двигательной установкой осуществляется путем подачи электрических команд. Отработанные в турбине газы используются в двигательной установке в качестве рабочего тела для системы рулевых сопел, создающих усилия и моменты для стабилизации объекта во время работы двигательной установки.
При первом включении двигатель работает на I режиме с тягой 4632 ± 250 кгс.
При втором включении двигатель вначале работает на II режиме с тягой 4100. . . 5164 кгс, а затем на III режиме с тягой 25 ± 7 кгс (III режим обеспечивается рулевыми соплами).
Удельная тяга на основном режиме (I и II) равна 287 ± 4 с. На режиме стабилизации (III) -117 ± 10 с. Двигатель разрабатывался в 1962-1963 гг. Вес двигательной установки с баками 140 кг, вес двигателя 48 кг. Ресурс не менее 70 с.
Основные параметры камеры
тяга, тс: - в пустоте	4,5
топливо:
- окислитель	АК-27И
-горючее	ТГ-02
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	12,31
-	горючего	3,42
весовое соотношение компонентов топлива	3,6
коэффициент избытка окислителя	0,778
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	63,8
-	в выходном сечении сопла	0,122
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	287
удельный импульс давления, сек	158,5
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,877 объём камеры сгорания, л	6,4
литровая тяга, кгс/л	433,3
приведённая длина, м	1,64
коэффициент полноты давления в камере	0,975
коэффициент сопла	0,955
масса камеры, кг	19,5
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, цилиндрической части камеры сгорания с докритическим участком сопла и закритического участка сопла. Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом двух дуг.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (25), огневого днища (29), среднего днища (26), сферического наружного днища (27) и двухкомпонентных форсунок. Полость окислителя образована огневым и средним днищами. Полость горючего - средним и наружным сферическим днищами. Огневое и среднее днища привариваются к силовому кольцу и связываются между собой 85-ю двухкомпонентными форсунками посредством развальцовки форсунок окислителя и
пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме. Двухкомпонентная форсунка (сеч. А-А) состоит из корпуса форсунки окислителя (11) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (10). Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках на корпусах форсунок горючего. Все двухкоштонентные форсунки выполнены с одинаковым расходом компонентов. Схема расположения форсунок показана на листе 37. Геометрические размеры двухкомпонентных форсунок следующие:
Таблица 2-13
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	9	2,0	4	1,65	5,8	2,0
Г	6	4,3	2	1,23	2,7	3,4
Перепад давления на форсунках окислителя 5,4 ат, а на форсунках горючего -10,2 ат.
В силовом кольце для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 36 отверстий во взаимно-перпендикулярных плоскостях (сеч. П-П).
К силовому кольцу приварен коллектор окислителя (22), в который компонент подводится по двум трубопроводам (3) через наконечник (2) с дроссельной шайбой (1) (сеч. Н-Н). Эти же трубопроводы одновременно служат для подвода гелия при продувке окислительной полости при останове двигателя после первого включения.
Кроме того, к силовому кольцу приварено кольцо завесы (30), через отверстие которого вводится 15% горючего от общего расхода его. На внешнем диаметре кольца завесы просверлено одно отверстие для постановки штуцера с дроссельной шайбой (21), дозирующий расход горючего на завесу (лист 38, сеч. О-О). Перед форсунками горючего и окислителя к силовому кольцу приварены фильтры (28) и (24). На соединительном кольце (32), соединяющем головку с цилиндрической частью камеры, установлены штуцеры: (4) - для подачи горючего к регулятору тяги и (31) - к стабилизатору соотношения компонентов в газогенераторе (сеч. Р-Р, Ф-Ф) и штуцер для замера давления горючего перед форсунками (сеч. С-С).
На коллекторе окислителя (22) приварен штуцер для замера давления окислителя перед форсунками (сеч. Э-Э).
Крепление камеры к шпангоуту бака окислителя осуществляется фрезерованным,фланцем, выполненным за одно целое с накладным кольцом коллектора.
Все детали головки, кроме форсунок, соединены мегду собой аргоно-дуговой сваркой.
Цилиндрическая часть камеры с докритическим участком сопла
Цилиндрический участок и докритическая часть сопла выполнены из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. Г-Г, Д-Д, Е-Е). Обе оболочки этой части камеры выполнены из двух частей каждая со сваркой встык поперечными швами. В начале цилиндрического участка внутренней оболочки приварено кольцо большей толщины для обеспечения более качественной сварки оболочки с кольцом завесы.
Каналы гофрированной проставки на цилиндрической части камеры направлены вдоль образующей, на докритической части сопла - под углом в 30°. Наклон канала гофра обеспечивает увеличение скорости охлаждающей жидкости. В области критического сечения во внешние каналы гофрированной проставки вставлены и приварены проволочки для увеличения гидравлического сопротивления, необходимого для направления потока горючего по внутренним каналам гофрированной проставки с большей скоростью (сеч. К-К, И-И).
К внешней оболочке докритической части сопла на начальном участке ее приварено кольцо. К нему приваривается цилиндрическое кольцо с площадками и кронштейнами для крепления агрегатов.
На цилиндрической части камеры установлен штуцер (19) для наддува камеры гелием при пуске ее (лист 38, сеч. Т-Т).
Закритическая часть сопла
Указанная часть сопла состоит из четырёх частей. Первый участок сопла от критического сечения аналогичен по конструкции докритической части сопла. Выполнен из двух стальных конических оболочек, соединенных между собой пайкой через гофрированную проставку, наружные каналы которой заполнены приваренными проволочками (сеч. Л-Л). Каналы гофрированной проставки выполнены под углом 45° к образующей. Последующие участки закритической части сопла выполнены с «открытым гофром» за исключением последнего участка. Соединение участков гофра с внутренней оболочкой осуществляется с помощью пайки кислотостойким припоем. Участки гофра соединены между собой сваркой (места III, IV). Последний участок сопла выполнен из двух оболочек с гофрированной проставкой для установки коллектора (8) с трубопроводом, оканчивающимся наконечником (б) с дроссельной шайбой (7) (место VI) для подвода горючего в межрубашечное пространство. Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (место V). Для увеличения объема поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре выполнена кольцевая проточка. К коллектору горючего приварено 8 кронштейнов (9) для крепления системы рулевых сопел.
Соединение узлов камеры
Цилиндрический участок камеры соединяется с головкой (место I) при помощи сварки. Внутренняя оболочка цилиндрической части камеры приваривается к кольцу завесы. Внешняя оболочка с силовым кольцом сваривается через переходное кольцо (32), которое приваривается к силовому кольцу. Закритическая часть сопла с докритической частью свариваются между собой по внутренней оболочке в критическом сечении. Затем на этот шов накладывается секция гофра с припоем, подкладка и накладка, состоящие из двух половин (место II). Сварка указанных деталей производится в указанной последовательности с проваркой поперечных стыков. Каналы гофрированной проставки в критическом сечении имеют наклон под углом 60° к образующей, что позволяет увеличить скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении сопла (сеч. Ж-Ж). В области критического сечения к наружной оболочке приварено кольцо. К нему приваривается цилиндрическое кольцо с площадками и кронштейнами для крепления агрегатов двигателя.
Крепление камеры
Камера 12-ю болтами при помощи фланца крепится к шпангоуту бака окислителя. К бобышкам (5) крепится блок подачи, состоящий из турбонасосного агрегата, газогенератора, клапанов входа окислителя и горючего, двух пирошашек и отсечного клапана горючего.
Система охлаждения
Расход компонента на охлаждение камеры - 3,42 кг/с. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в таблице 2-14.
Таблица 2-14
парам.	размеры.	IV уч.	III уч.	II уч.		I уч.		
ЛРохл	кгс/см2	0,36	6,39	6,01		1,13		
Foxn'IO4	м2	8,8	2,4		6		20	
Woxn	м/с	5,3	18,4		7,06		1,97	
tcT.r.	°C	404	758		291		122	
кт.ж.	°C	583	448		222		109,5	
tx.	°C	165	104		59,5		15	
q/106	ккал/(м2,ч)	3,24	8,3		1,54		0,26	
OCct-		0,4	0,4		0,4		0,4	
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скорости течения в 1,35 раза больше расчетных. Толщина стенки внутренней оболочки равна 0,8 мм. Геометрические размеры охлаждающей щели: высота щели цилиндрического участка - 2,2 мм; докритической части сопла - 1,8 мм, первый участок закрдтическок части сопла - 2,2 мм; остальные участки - 1,8 мм.
Гофрированные проставки имеют толщину материала 0,4 мм.
Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-14.
Материалы
Основные детали камеры изготовлены из следующих материалов.
Таблица 2-15
Наименование деталей	Материалы
силовое кольцо, среднее и огневое днища, корпуса форсунок, части внутренней оболочки камеры, кольцо завесы, гофр, фильтры	Ст. Х18Н9Т
днище наружное, части наружной оболочки камеры, коллекторы, ребра, кронштейны, фланец крепления к камере, штуцеры	Ст. 1Х21Н5Т
припой	Г40НХ
Камера двигателя С5.60 (лист 39)
Двигатель предназначен для установки на различные космические объекты для осуществления сближения объектов, для коррекции траектории, а также для создания тормозного импульса. Годы разработки двигателя 1963-1964 гг.
Двигатель запускается и работает в условиях невесомости и глубокого вакуума, а также при любых направлениях линейных и угловых ускорений.
Двигатель является однокамерным с турбонасосной подачей компонентов и может иметь 25. . . 30 включений. Максимальное время работы между первым и последним включениями равно 45 суткам. Общее время работы равно 600 с (ресурс камеры не менее 2500 с). Многократный запуск двигателя и газогенератора обеспечивается клапанами многоразового срабатывания, управляемыми электропневмоклапанами с рабочим газом управления (азот или гелий).
Выхлопные газы из турбонасосного агрегата могут быть использованы для прямого выхлопа через выхлопные сопла, которые могут дать 17 кгс тяги, либо для системы стабилизации объекта при подаче газа в системы рулевых сопел, установленных в карданных подвесах, либо с фиксированной установкой их в определенном положении.

До первого пуска и в перерывах между работой компоненты топлива отделены от камеры клапанами входа. После останова двигателя компоненты топлива из полостей двигателя через камеру, выхлопной патрубок ТНА, дренажные отверстия клапанов двигателя выбрасываются в окружающее пространство.
Минимальное время между командами «останов» и «пуск» - 10 с.
Время выхода двигателя на режим 90% номинального значения тяги равно 3±1,5 с.
Двигатель может работать на любых из двух пар самовоспламеняющихся компонентах: окислитель - АК-27И, горючее - НДМГ или окислитель - АТ, горючее - НДМГ.
На первой паре компонентов двигатель развивает тягу 417 кгс, на второй паре компонентов -419,7 кгс.
Вес сухого двигателя - 40 кг, залитого - 40,7 кг.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	в пустоте	0,4
топливо:
-	окислитель	АК-27И
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	0,941
-	горючего	0,438
весовое соотношение компонентов топлива	2,15
коэффициент избытка окислителя	0,645
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	40,7
-	в выходном сечении сопла	0,0407
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	290
удельный импульс давления, сек	161
относительная расходовалряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,596 объём камеры сгорания, л	8,57
литровая тяга, кгс/л	46,7
коэффициент полноты давления в камере	0,96
коэффициент сопла	0,964
масса камеры, кг	6,5
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик.
Координаты сверхзвуковой части сопла, начиная от критического сечения приведены в таблице 2-16.
Таблица 2-16
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
10	31,8	35	60,3	205	173
14	36,7	65	85,7	245	191
18	41,3	105	104,1	305	211,9
25	49,3	145	136	335	225,7
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, корпуса камеры закритической части сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (31), кольца завесы (57), огневого (2), среднего (1) днищ с двухкомпонентными форсунками и наружного сферического днища (37). Полость окислителя образована огневым и средним днищами, полость горючего - средним и наружным сферическими днищами. Блок днищ с форсунками образован силовым кольцом с двумя плоскими днищами, между которыми установлено 19 двухкомпонентных форсунок. Схема расположения форсунок показана на листе Двухкомпонентная форсунка (сеч. А-А) состоит из корпуса форсунки окислителя (3) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (4). Все двухкомпонентные форсунки расположены ш двум концентрическим окружностям форсуночной головки с установкой одной форсунки в центре. На первой концентрической окружности установлено шесть форсунок, на второй 12. Геометрические параметры двухкомпонентных форсунок следующие:
Таблица 2-17
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	8,0	2,0	4	1,0	3,7	2,0
Г	5,0	3,2	2	1,0	1,7	4,2
Перепад давления на форсунках окислителя равен 5,05 ат, а на форсунках горючего - 8,95 ат. По всему поперечному сечению камеры форсунки установлены с постоянным расходом и постоянным соотношением компонентов. Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечиваются пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках форсунок горючего, а между днищами и форсунками окислителя - развальцовкой форсунок в днищах и пайкой с помощью кислотостойкого припоя, установленного в местах соединения (в местах развальцовки) в виде колец. Пайка производится в вакууме.
В силовом кольце (31) просверлено 24 отверстия диаметром 3 мм для подвода окислителя в полость форсунок. Кроме того в силовом кольце просверлено 72 отверстия диаметром 1 мм для подвода горючего в полость кольца завесы. К силовому кольцу приварено кольцо завесы (57) с отверстиями для впрыска горючего на стенку камеры. Расход горючего на завесу равен 30,6% от общего расхода горючего.
Для подвода горючего в полость кольца завесы на цилиндрической его части вварен штуцер (54) (сечение Г-Г) с вмонтированным в него дозирующим жиклером (55). По условиям сборки в месте установки штуцера (55) в соединительном кольце имеется продольный разъем, который заваривается одновременно с приваркой штуцера к кольцу. Отбор горючего на завесу производится из полости головки (смотри штуцер (5), сечение Ж-Ж). Кроме этих штуцеров, приваренных к соединительному кольцу и кольцу завесы, имеется два штуцера (сеч. Л-Л) для замера давления в камере при испытаниях. Условия их монтажа аналогичны таковым для штуцера (55), т е. в соединительном кольце имеются соответствующие поперечные швы. Подвод горючего в полость головки из межрубашечного пространства осуществляется через штуцер (52) (сеч. К-К), приваренный к соединительному кольцу, и штуцер (38), приваренный к сферическому днищу. Для замера давления горючего в полости головки в сферическое днище вварен штуцер (59).
К силовому кольцу приварен коллектор (33) и фильтр (32) для подвода окислителя и очистки его перед входом в полость форсунок. Для замера давления окислителя в коллекторе в него вварен штуцер (сеч. Д-Д). К головке камеры приварены 4 кронштейна для установки ее на раме космического объекта. Все детали головки (кроме форсунок) соединены между собой аргонодуговой сваркой.
Корпус камеры
Корпус камеры состоит из цилиндрического с частью закритического участков сопла. Он выполнен из двух оболочек, связанных между собой при помощи пайки кислотостойким припоем. На внутренней оболочке (28) каналы для прохождения охлаждающей жидкости выполнены продольным фрезерованием (сеч. М-М, Н-Н, П-П). К цилиндрическому участку внутренней оболочки камеры приварено кольцо (30) с 96 отверстиями диаметром 2 мм для прохождения горючего. Кольцо выполнено из пластичной нержавеющей стали для соединения стального кольца завесы с внутренней оболочкой камеры, выполненной из медного сплава.
Наружная оболочка стальная, точеная. Докритический участок наружной оболочки выполнен большей толщины. К этому участку приваривается кронштейн (27) для крепления агрегатов двигателя. Критический участок (26) внешней оболочки выполнен точением с утолщениями в докритической, критической и закритической частях. Критический участок приваривается к докритическому участку по кольцевым буртикам утолщенных торцов. За-критический участок внутренней оболочки сопла, имеющий в заготовке цилиндрическую форму, доводится до нужного профиля оболочки после сборки с внешней оболочкой путем развальцовки.
Закритическая часть сопла
Внешняя оболочка (13) состоит из 4 участков. Первый, стыкующийся к области критического сечения, выполнен точением с двумя утолщенными поясами на торцах. По меньшему диаметру к этому участку приваривается кольцо (25) (место II), состоящее из двух половин. По большему диаметру - полукольцо (22) коллектора горючего (место III). Внутренняя оболочка указанного участка выполнена из медного сплава. Каналы для прохокдения охлаждающей жидкости выполнены фрезерованием (сеч. Р-Р).
К внутренней оболочке первого участка приварено разделительное кольцо (20) из пластичной стали, делящее полость коллектора на полость горючего с фильтром (21) и на полость окислителя с фильтром (18). К разделительному кольцу со стороны полости окислителя приварена внутренняя оболочка сопла (12) через переходное кольцо большей толщины. К разделительному кольцу приварено также полукольцо (17) коллектора окислителя, которое своей другой стороной приварено к утолщенной части (16) внешней оболочки второго участка сопла.
Второй и третий участки не имеют внешних оболочек, а имеют «открытый гофр», припаянный к внутренней оболочке. Наружная оболочка последнего участка выполнена большей толщины. К ней приваривается выходной коллектор окислителя. Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (место IV). К коллектору (51) приварен патрубок (50) с наконечником (49) для отвода окислителя в полость головки к штуцеру (34). Кроме того, к коллектору приварено шесть кронштейнов (7).
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью сопла соединяется при помощи аргоно-дуговой сварки. Переходное кольцо (30) по внутренней части приваривается к кольцу завесы (57), по внешнему диаметру - к силовому кольцу через соединительное кольцо (место I). Как указывалось выше соединительное кольцо состоит из нескольких частей.
В районе критического сечения блоки оболочек соединяются между собой с помощью сварки внутренних оболочек с последующей накладкой полуколец (25) на утолщенные части внешних оболочек и обваркой их по обоих торцам полуколец с заваркой продольных стыков (место II).
В области входных коллекторов окислителя и горючего (место III) соединение внутренних оболочек второго и третьего участков осуществлено по торцам внутреннего диаметра разделительного кольца коллекторов, выполненного из пластичной стали, так как внутренняя оболочка второго участка выполнена из медного сплава.
Внутренняя оболочка сопла с разделительным кольцом соединена через переходное кольцо, выполненное большей толщины для получения более качественной сварки с торцом переходного
кольца. Внутренняя оболочка сопла с гофрированными участками соединена посредством пайки, а гофровые участки связываются между собой сваркой по отбортованным торцам.
Работа камеры
Окислитель из турбонасосного агрегата через патрубок (48) поступает в коллектор (19) (место III). В наконечнике патрубка (47) ввернута дроссельная шайба (46). Из полости коллектора окислитель через фильтр (18), отверстия в кольце (17) проходит по щелям гофров к выходному коллектору (51). Из коллектора окислитель отводится к отсечному клапану (который отсекает доступ окислителя в головку камеры в момент останова двигателя). Из полости клапана окислитель через штуцер (34) подводится к коллектору (33), а затем через фильтр (32) и отверстие в силовом кольце (31) поступает в полость между днищами (1) и (2), откуда по форсункам (3) впрыскивается в камеру.
Горючее из турбонасосного агрегата через патрубок (40) поступает в полость коллектора (22). В наконечнике патрубка (44) вмонтирована дроссельная шайба (43), а также вварены: штуцер (45) для подвода давления горючего к стабилизатору соотношения компонентов и штуцер (53) для присоединения к датчику давления. Из полости коллектора горючее, пройдя фильтр (21), отверстия в разделительном кольце (20), проходит по фрезерованным каналам в наружную полость кольца завесы (57) через 92 отверстия диаметром 2 мм в кольце (30). Из этой полости кольца завесы горючее через штуцер (52) отводится к отсечному клапану, который выполняет функции отсечки горючего в момент останова двигателя. Из. отсечного клапана горючее по трубопроводу поступает через штуцер (38) в полость между днищами (1) и (37), откуда через фильтр (36), форсунки (4) впрыскивается в камеру сгорания. Часть горючего из полости между днищами (1) и (37), через штуцер (5) (сеч. Ж-Ж), трубопровод (8), штуцер (54) (сеч. Г-Г), дроссельную шайбу (55) поступает во внутреннюю полость кольца завесы (57), откуда через фильтр (56) и 44 отверстия в кольце завесы и струйные форсунки в нем впрыскивается на внутреннюю поверхность оболочки (28) для дополнительного охлаждения камеры.
Крепление камеры
Кронштейнами (35) камера крепится к космическому объекту. В районе критического сечения к камере приварено плато. К нему болтами крепится блок подачи (через серьгу корпуса турбины и кронштейны на клапанах входа окислителя и горючего). Кроме того к плато хомутами крепятся золотник регулятора, клапаны пуска, злектропневмоклапан и клапан, открывающий доступ азоту (гелию) в управляющую полость клапанов. К кронштейнам крепления камеры приварена пластина (6), на которой крепится отсечный клапан горючего. На выходном коллекторе окислителя приварены кронштейны, к которым приваривается экран из листа. Все трубопроводы соединены с агрегатами и между собой сваркой.
Система охлаждения
В расчете охлаждения камеры было принято, что охлаждение корпуса камеры и первого участка закритической части сопле осуществляется горючим с расходом, равным 0,522 кг/с. Оставшаяся закритическая часть сопла охлаждается окислителем с расходом 0,967 кг/с. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в таблице 2-18.
Таблица 2-18
парам.	размеры.	III уч.Г.	II уч.Г.	I уч.Г.		I уч.О.		
АРохл	кгс/см2							
Рохл'Ю4	м2							
Woxn	м/с							
tcT.r.	°C							
кт.ж.	°C							
tx.	°C							
q/106	ккал/(м2,ч)							
OCct-								
Паран	размера	ILL уч. Г-	1/4/Ц.Г			ТучО.	
ДРох/i,	кГ/см2	4,88	8.7	1,22		1.8	
Рохл:10*	М2	1,226	5,7	V95» I		f5	36
\rfox/i.	Н/сек	11,6	1 25,4	33 J		ki	a>	в
1стг	•с	320	50k		19k		
Ьст.ж.	'с	1 287 1	1 ЗВ		169		
t/Ж	‘с	tis 1	11k 5	0	4	1 ko	I		
<к-!0s	и* час	136	1 А85				
сСст.		OJ73	425 O2k7			0	к
		Тг		Q_			
						0>	
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скоростях течения в 1,65 раза больше расчетных (при охлаждении горючим) и лежат в пределах -24,5 ат. Перепады давления на охлаждаемой окислителем части сопла при проливках совпали с расчетными (-1,9 ат). Толщина внутренней оболочки докритической части сопла, выполненной из медного сплава, равна 1,35 мм, высота охлаждающей щели выполнена 1,15 мм. Оболочка покрыта «молочным» хромом толщиной 250 мкм.
Внутренняя оболочка первого участка закритической части сопла выполнена из медного сплава толщиной 1,3 мм с высотой щели охлаждающего канала 1,2 мм, покрыта «молочным» хромом толщиной 250 мкм. Остальная закритическая часть сопла выполнена из стали толщиной 0,8 мм с высотой щели гофра 1,5 мм, толщиной материала гофра 0,4 мм.
Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-18.
Материалы
Основные детали камеры выполнены из материалов, приведенных в таблице 2-19.
Таблица 2-19
Наименование деталей	Материал
наружное сферическое днище, наружная оболочка, соединительные полукольца участков камеры, разделительное кольцо и другие детали коллекторов входа и выхода, утолщенное кольцо внешней оболочки второго участка	Ст. 1Х21Н5Т
внутренняя оболочка корпуса камеры и первого участка закритической части сопла	сплав № 1
внутренняя оболочка закритической части сопла, патрубок отвода окислителя из коллектора	Ст. Х18Н10Т
силовое кольцо, кольцо завесы	Ст. Х18Н10Т-ВД
огневое днище, форсунки, гофр, фильтр	Ст. Х18Н9Т
припой	Г40НХ
Газогенератор двигателя С5.60 (лист 40)
Двигатель С5.60 имеет один газогенератор, который работает на собственных компонентах и предназначен для привода турбины ТНА. Газогенератор работает с избытком горючего. По схеме организации процесса в камере газогенератор относится к I типу, т е. когда весь расход компонентов подается через головку.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-27И
- горючее	НДМГ
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя	0,016
- горючего	0,086
- суммарный	0,102
весовое соотношение компонентов	0,186
коэффициент избытка окислителя	0,056
давление в камере ГГ, ата	45
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	52 000
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,235
объём камеры, л	0,1265
вес (сухой)	0,67
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки и камеры.
Головка
Головка газогенератора состоит из огневого днища (5) и наружного днища (3), к наружному днищу приварен патрубок (1) подвода окислителя к одной окислительной форсунке. Полость горючего образована огневым и наружным днищами. Полостью окислителя в данной конструкции является внутренняя полость патрубка. Огневое и наружное днища связаны между собой в центре одной однокомпонентной, центробежной форсункой. Между днищами устанавливается дистанционная втулка (2) и форсунка развальцовывается в наружном днище с последующей пайкой кислотостойким припоем, установленным в виде колец в месте развальцовки форсунки и на дистанционной втулке (сеч. Б-Б). Центрируется наружное днище относительно огневого по шести наваренным пояскам диаметром 3 мм (сеч. А-А). Схема расположения форсунок - сотовая. Все форсунки горючего, в количестве шести, установлены в огневом днище. Крепятся они с помощью развальцовки и пайки кислотостойким припоем так же как форсунка окислителя.
Форсунки горючего и окислителя центробежные, с винтовыми завихрителями. Геометрические параметры винтовых завихрителей у обоих типов форсунок одинаковые: двухзаходный винт (сеч. И-И и К-К) диаметром 6,4 мм, длиной 4,5 мм. Диаметры сопел форсунок окислителя и горючего 1,5 мм.
В завихрителе горючего (12) просверлены глухие отверстия диаметром 2,5 мм на глубину 3 мм для установки в них дистанционных упоров.
Камера
Камера состоит из внутренней (7) и наружной (9) оболочек,соединенных между собой гофрированной проставкой (8) при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. В-В).
К торцам внутренней оболочки камеры приварены: огневое днище с одной стороны и насадок (14) с другой стороны. На коническом участке насадка (14) приварен коллектор (15) для подвода горючего, идущего в охлаждающий тракт и к форсункам. К коллектору приварен патрубок (17), в который вмонтирован жиклер (16) и фильтр (18).
Фильтр к гайке крепится с помощью кислотостойкого припоя, который устанавливается на сетку в виде цилиндрического кольца с последующей пайкой. Противоположный цилиндрический торец сетчатого фильтра обжат в виде трехгранника (сеч. Е-Е) с последующим оплавлением мест обжима кислотостойким припоем (сеч. Ж-Ж). Для упрочнения патрубка к нему приварены ребра жесткости (см. вторую проекцию и сеч. Д-Д). Выходным насадком газогенератор приваривается к сопловому аппарату ТНА. Место сварки гофра по образующей, соединение форсунки с днищем после пайки, уплотнение резьбового стыка приведены на чертеже (сеч. Г-Г, места III, I).
Соединение головки с камерой
Головка с камерой соединяется при помощи сварки внутренней оболочки камеры с огневым днищем с последующей приваркой соединительного кольца (6) к наружному днищу и наружной оболочке камеры.
Крепление газогенератора
Газогенератор хомутом крепится к пластине камеры. К патрубку (17) приваривается трубопровод подвода горючего в газогенератор. К патрубку (1) приваривается трубопровод,подводящий окислитель в головку камеры газогенератора. Насадком (14) газогенератор приваривается к сопловому аппарату турбонасосного агрегата блока подачи.
Материалы
Основные детали газогенератора выполнены из следующих материалов.
Таблица 2-20
Наименование деталей	Материал
Корпуса форсунок горючего	Ст. Х18Н9Т
завихрители форсунок горючего и окислителя, корпус форсунки окислителя, наружное днище, патрубок, втулка между днищами, внутренняя оболочка камеры, коллектор горючего, ребра жесткости, днище огневое, упоры форсунок горючего	Ст. Х18Н10Т
выходной патрубок	Ст. Х18Н10Т-ВД
наружная оболочка камеры, патрубок фильтра и жиклера	Ст. 1Х17Н5МЗ
гофр	Ст. 1Х1719АН4
припой	Г40НХ
Камера двигателя С5.45 (лист 41)
Однокамерный двигатель С5.45 предназначен для установки на космические аппараты для осуществления двухкратной коррекции траектории в полете на Венеру или Марс (запускается и работает в условиях глубокого вакуума). Годы разработки двигателя 1961-1962.
Камера выполнена поворотной за счет установки в. карданной подвеске для обеспечения стабилизации в полете (в двух плоскостях) и имеет угол качания в этих плоскостях ±1,5°.
Двигательная установка развивает тягу в пустоте 200±20 кгс. Суммарное время работы 10 с. Система подачи компонентов - вытеснительная. Вытеснение производится азотом.
Давление в баллонах с азотом при температуре +40°С - 320 ата, при температуре -50°С -280 ата.
Выход на режим от команды «пуск» - 5±1 с.
Вес двигателя (сухого) - 52 кг.
	Основные параметры камеры
тяга, тс: - в пустоте	200
топливо: - окислитель	АК-20Ф
- горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с: - окислителя	0,541
- горючего	0,208
весовое соотношение компонентов топлива	2,6
коэффициент избытка окислителя	0,76
давление газов, ата: - в камере сгорания	12
- в выходном сечении сопла	0,083
удельная тяга, сек: - в пустоте	267
удельный импульс давления, сек	151,3
относительная расходонапряжённость сечения у головки,	г/(ссм2-ата) 1,0
объём камеры сгорания, л	1,67
литровая тяга, кгс/л	119,9
приведённая длина, м	1,74
коэффициент полноты давления в камере	0,921
коэффициент сопла	0,967
масса камеры, кг	4,8
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-21.
Таблица 2-21
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
18	45	77,5	94,6
21	48,4	95	105,6
25	51,8	130	123,8
42,5	67,7	161	136,6
60	81,9	176	140
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, конического корпуса, до-критического и закритического участков сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из огневого днища (6), среднего днища (5), наружного сферического днища (4) и двухкомпонентных форсунок. Полость окислителя образована огневым и средним днищами. Полость горючего - средним и наружным сферическим днищами. Огневое и среднее днища связаны между собой 12 двухкомлонентными форсунками посредством развальцовки форсунок окислителя и пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме.
Двухкомпонентная форсунка (сеч. Б-Б) состоит из корпуса форсунки окислителя (59) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (58). Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках на корпусах форсунок горючего. Все 12 двухкомпонентных форсунок выполнены одинакового расхода и расположены по двум концентрическим окружностям (смотри схему расположения форсунок). Геометрические параметры форсунок следующие:
Таблица 2-22
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	9,0	1,6	3	1,35	4,0	1,о
Г	6,0	5,0	2	1,1	1,7	3,4
Перепад давления на форсунках окислителя равен 2 ат, на форсунках горючего - 3,05 ат.
Между сферическим и средним днищами вложен (при окончательной сборке камеры) сферический аллюминиевый вкладыш (3) для уменьшения свободного объема полости головки. Уменьшение свободного объема полости головки позволяет сократить время выхода двигателя на режим и уменьшить импульс последействия. Сферической частью вкладыш опирается на наружное днище, плоской частью - на среднее днище.
На плоской стороне вкладыша под каждую форсунку выполнены углубления, которые соединены с лолостью входа горючего в головку сверлениями диаметром 3,5 мм. Горючее подводится в головку через угольник (1), приваренный к сферическому наружному днищу.
К огневому днищу через кольцевую проставку (67) (сеч. И-И) приварено кольцо завесы (60) с 12 отверстиями диаметром 0,75 мм (сеч. К-К). К сферическому днищу приварен угольник (66) для отбора горючего в полость завесы. Горючее по трубопроводу (63) через дроссельную шайбу (62) в штуцере (64), через фильтр (61) и патрубок (65) попадает в полость кольца завесы.
Штуцер (41) предназначен для замера давления горючего перед форсунками.
Все детали головки камеры, кроме форсунок, соединены мекду собой аргоно-дуговой сваркой.
Конический и докритический участки камеры
Конический и докритический участки камеры, состоящие из двух,оболочек, со связями в виде гофрированных проставок, соединены между собой точеным кольцом завесы (13) (место I).
Коническая форма камеры выполнена для получения необходимого объема, обеспечивающего полноту сгорания, при меньшей длине камеры и оптимальном (по расчету смесеобразования) диаметре форсуночной головки.
К внутренней и наружной оболочкам с обоих торцов приварены кольца большей толщины для обеспечения качественной сварки в местах соединения оболочек с головкой и кольцом завесы.
К конической внешней оболочке со стороны меньшего диаметра приварен выходной коллектор горючего (7) (сеч. Р-Р и Н-Н). В коллектор вварен штуцер (8) для вывода горючего из межрубашечного пространства. Со стороны большего диаметра к внешней оболочке приваривается коллектор (12) для подвода окислителя на завесу (место I, сеч. В-В).
Оболочки конического корпуса камеры сгорания соединяются между собой одной продольной гофрированной проставкой посредством пайки кислотостойким припоем. На участке торца меньшего диаметра в наружные каналы гофра установлены и приварены проволочки (сеч. Н-Н, П-П) для направления потока охлаждающего компонента (горючего) вдоль камеры по внутренним каналам гофров.
Оболочки докритического участка сопла соединены между собой тремя гофрированными проставками с углом наклона каналов к образующей, равным 45°, для увеличения скорости охлаждающей жидкости. Кроме того, последний перед критикой участок гофров имеет во внешних каналах впаянные проволоки (сеч. Г-Г).
Соединение вишней оболочки этого участка с кольцом завесы осуществляется приваркой перфорированного кольца (16) и коллектора (15) для отвода окислителя в полость головки после охлаждения сопла через патрубок (28).
Внешняя оболочка, стыкующаяся в критическом сечении,имеет отбортовку для соединения с накладными полукольцами (место II).
К коническому участку камеры при помощи кронштейнов приварены две пластины с отверстиями (30) для установки камеры в карданный подвес. К коллекторам кольца завесы приварен кронштейн (53) для крепления тяги поворота камеры.
Закритический участок сопла
Закритическая часть сопла выполнена из двух оболочек, связанных между собой через три участка гофрированных проставок при помощи пайки кислотостойким припоем. Каналы первого и второго участков гофрированных проставок выполнены под углом в 45° к образующей для увеличения скорости охлаждающей жидкости в каналах гофра. На третьем участке каналы гофрированной проставки направлены вдоль образующей сопла. В первом участке в наружные каналы гофрованной проставки, аналогично докритическому участку, впаяны проволоки (место II, сеч. Г-Г). Примерно по середине закритической части сопла приварено два отбортованных кольца и коллектор (21) для подвода окислителя в мекрубашечное пространство (место III, сеч. Е-Е).
Внешняя оболочка в районе критического сечения имеет отбортовку для приварки закритической части сопла к переходному кольцу, соединяющему докритическую и закритическую части.
В районе среза сопла к внутренней оболочке приварено кольцо жесткости. К внешней оболочке приварено кольцо большей толщины для образования более качественного сварного шва наружной оболочки с кольцом жесткости (место IV).
К коллектору окислителя и к кольцу жесткости приварены кронштейны (22) и (24) для крепления к ним датчиков температуры.
Соединение узлов камеры
Головка камеры с конической частью сопла соединяется при помощи аргоно-дуговой сварки. Собранная головка (без сферического наружного днища (4) и вкладыша (3)) приваривается огневым днищем к утолщенному кольцу внутренней оболочки.
К головке (к среднему днищу) и утолщенному кольцу наружной оболочки камеры приваривается соединительное кольцо (73) (место М-М). Это кольцо состоит из нескольких частей, в местах стыка которых ввариваются патрубок (65) подвода горючего к поясу завесы головки и патрубок (68) ввода окислителя в соответствующую полость головки. Кроме того к силовому кольцу (73) приварен штуцер (72) подвода горючего на охлаждение конического корпуса камеры сгорания (сеч. М-М).
К силовому кольцу приваривается наружное сферическое днище с установленным в него вкладышем.
Соединение конической и докритической частей описаны в соответствующем разделе.
Докритический участок сопла с закритическим соединяются между собой при помощи сварки внутренних оболочек с последующей накладкой гофрированной проставки, состоящей из двух частей, и двух соединительных полуколец, которые привариваются к наружным оболочкам с последующей заваркой продольных стыков полуколец.
Крепление камеры
Камера крепится к карданному кольцу при помощи кронштейнов с пластинами (30).
Работа камеры
При пуске камеры азот из редуктора поступает в клапан наддува (40) и по трубопроводу (39) поступает в камеру. Давление в камере поднимается.
Окислитель через пусковой клапан (56) по трубопроводу (26) поступает в коллектор (21) (место III). Через отверстие в наружной оболочке сопла (20) поступает в охлаждающую щель, охлаждает сопло и докритическую часть его и через отверстия в кольце (16) (место I) поступает в коллектор (15), откуда по трубопроводу (27) через угольник (55) возвращается в пусковой клапан (56). Затем по трубопроводу (29) с дроссельной шайбой (71) (вид А) через угольник (36), патрубок (68),фильтр (69) и отверстия в кольце (70) окислитель поступает в полость между огневым и средним днищами и через форсунки (59) впрыскивается в камеру.
Часть окислителя из полости угольника (36) через штуцер (35) (сеч. Ж-Ж), трубопровод (34) с дроссельной шайбой (32) (вид А, сеч. Л-Л) и трубопровод (31) поступает в коллектор (12) (место I), откуда через фильтр (14), отверстия в кольце завесы (13) поступает в камеру.
Горючее поступает через наконечник (44) пускового клапана (50) и по угольнику (46), трубопроводу (47), угольнику (72) (сеч. М-М) поступает в коллектор горючего головки. Далее горючее поступает в охлаждающую щель, проходя по внутренним каналам гофра. У кольца завесы (13) горючее поворачивает в наружные каналы гофров, возвращается к головке и через отверстия в наружной оболочке поступает в коллектор (7) (сеч. Р-Р). Через угольник (8), трубопровод (10), угольник (49), клапан пусковой (50), трубопровод (48) и угольник (1) горючее поступает в полость между наружным и средним днищами. Пройдя фильтр (2), отверстия во вкладыше (3), горючее через форсунки (58) впрыскивается в камеру сгорания.
Часть горючего из полости между днищами через угольник (66), трубопровод (63), дроссельную шайбу (62), фильтр (61), втулку (65) поступает в полость, образованную огневым днищем (6), кольцом (67) и кольцом завесы (60), откуда и впрыскивается через отверстия в кольце завесы на внутреннюю стенку камеры сгорания (место И-И).
Останов камеры происходит с помощью пусковых клапанов горючего (50) и окислителя (56), которые прекращают доступ компонентов в камеру и сообщают полости компонентов с окружающим пространством.
Система охлаждения
Охлаждение конического участка камеры выполнено горючим с расходом, равным 0,208 кг/сек. Докритический и закритический участки сопла охлаждаются окислителем с расходом 0,541 кг/сек. Начальная температура компонентов заложена в расчет равной +40°С. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонентов приведены в таблице 2-23.
Парам. ДР&л.	Размори. кГ/см1	i	Г 2 3 4 • 1—.»	Л	1	 ан				7 4 7	8 9	ft —1—	1 1	 ОМ	0Л7			0
Fox/i'.to	М2		7.7				вя	26	4			2
^ожд.	М		1		1 .75		1	1	п <2	4» '	4			66
tern г	•с	2	07	3		09 3 1	а 1		398	а		53
ЬстМе.	г	3	И Z7		7 2	77	3»	4 »	320	2*		L -
txc	‘С	* 1		L & 629			9	77	62. ।	52		
			73 |						L9P	1	
	ккал	0,77					$	J2 1.1.	176	158	
	№.час.					К				
оСст.			„ *	л	2^	—ч —	л 1 47	Цбв «3 |	<60	С *	50
О jet
Проведенные проливки охлаждающих трактов показали, что величины перепадов давлений при заложенных геометрических параметрах и скоростях течения оказались в 3,7 раза больше расчетных при охлаждении горючим и в 2,36 раза больше расчетных при охлаждении окислителем. Перепад давления на тракте горючего лежит в пределах 0,41 ат, на тракте окислителя -2,1 ат.
Внутренняя оболочка камеры выполнена толщиной 0,8 мм. Толщина материала гофра равна 0,3 мм. Высота охлаждающей щели на конусной части камеры равна 1,5 мм, на докритической и закритической частях сопла - 1,8 мм.
Подогрев горючего в тракте охлаждения составит 35°C. В тракте охлаждения окислителем -60°С. Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-23.
Материалы
Основные детали камеры выполнены из следующих материалов.
Таблица 2-24
Наименование деталей	Материал
кольцо завесы перед соплом, входной угольник для горючего, угольник ввода горючего в рубашку головки	Ст. Х18Н10Т-ВД
форсунки, кольцо завесы головки,гофр	Ст. Х18Н9Т
огневое, среднее днища, все части внутренней оболочки	Ст. Х18Н10Т
все части наружной оболочки, наружное сферическое днище, все коллекторы и соединительное кольцо (73)	Ст. 1Х21Н5Т
вкладыш	ал. сплав АМгБ
дроссельные шайбы	Ст. 2X13
припой	Г40НХ
Камера двигателя 5Д25 (листы 42,43)
Двигатель 5Д25 однокамерный, двухрежимный, одноразового действия, с турбонасосной подачей компонентов, предназначен для зенитной управляемой ракеты (ЗУР). Годы разработки 1964-1965.
Изменение режима работы двигателя осуществляется автоматической системой регулирования, переводящей в заданный момент ТНА на пониженные обороты.
Основные параметры двигателя
	режим I (макс.)	режим II (мин.)
тяга, тс: - у земли *	17±0,4	5,4±0,4
секундный расход топлива, кг/с:	67,594	25,27
удельная тяга, сек: - у земли *	251,5±3	213,3±3
* отклонения параметров двигателя обусловлены допусками на критический диаметр сопла, точностями настройки органов регулирования тяги и соотношения компонентов.
Выход на режим 90% максимальной тяги - 1,5 с, на режим 100% - 2,5 с. Ресурс работы на максимальном режиме 25 с, на минимальном - 70 с.
Масса двигателя 124,5 кг.
Основные параметры камеры
	режим I режим II	
	(макс.)	(мин.)
тяга, тс: - у земли	16,85	5,4
топливо: - окислитель	АК-27И	
- горючее	ТГ-02	
секундный расход, кг/с: - окислителя	51,255	19,18
- горючего	13,85	5,17
весовое соотношение компонентов топлива	3,71	3,71
коэффициент избытка окислителя	0,805	0,805
давление газов, ата: - в камере сгорания	120,6	45,1
- в выходном сечении сопла	0,812	0,304
удельная тяга, сек: - у земли	258,8	-	
удельный импульс давления, сек	160,3	-	
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,765	—	
объём камеры сгорания, л	17,5	
коэффициент полноты давления в камере	0,979	
коэффициент сопла	0,972	
масса камеры, кг	48	
Газодинамический профиль сопла
Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-25.
Таблица 2-25
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
15	116,1	105	200,9	355	364,2
20	121	155	241	405	385,7
30	130,9	255	310,7	455	404,2
50	150,6	305	339,3	510	430
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, корпуса камеры и закритического участка сопла.
Форсуночная головка
Головка состоит из силового кольца (21) с приваренным к нему кольцом завесы(19), огневого (17), среднего (18) днищ с двухкомпонентныли центробежными форсунками (16) и наружного днища, состоящего из сферической накладки (25) и фигурной накладки (13).
Полость окислителя образована огневым и средним днищами, полость горючего - средним и наружным днищами. Блок днищ с форсунками образован силовым кольцом с двумя плоскими днищами, между которыми установлена 191 двухкомпонентная форсунка. Двухкомпонентная форсунка (место VI, VII) состоит из корпуса форсунки окислителя (5) и запресованного в него корпуса форсунки горючего (6). Герметичность и прочность соединения форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках корпусов форсунок горючего, а
между днищами и форсунками окислителя - развальцовкой форсунок в днищах с аналогичной пайкой кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме.
Из 191 двухкомпонентной форсунки 79 выполнены увеличенного расхода и установлены по 5 окружностям в центре форсуночной головки (схема расположения форсунок на листе 43), а 112 форсунок выполнены уменьшенного расхода и установлены по 3 концентрическим окружностям между ядром и стенкой камеры.
Геометрические параметры всех форсунок приведены в таблице 2-26 (Go, ЛРф и 2ос -для максимального режима).
Таблица 2-26
комп.	камера за круч.		тангенц. отв.		СОПЛО		G®, г/с	ДР ф, ат	2а о /
	D, мм	L, мм	кол-во	D, мм	D, мм	L, мм			
форсунки увеличенного расхода, 79 форсунок									
О	9	1,5	6	1,85	7,3	2	380	7	95
Г	7	12,5	6	1,15	3,5	6	96	10,7	96
форсунки уменьшенного расхода, 13				L2 форсунок					
О	4	1,5	4	1,75	5,4	1	190	7	82
Г	7	12,5	4	1,15	2,2	5	48	10,7	71
В центре форсуночной головки ко всем 3 днищам приварена втулка (15), к которой приварен трубопровод (12) для соединения полости камеры с регулятором тяги. Одновременно втулка (15) увеличивает жесткость головки.
Для увеличения жесткости головки к фигурной накладке(13) и к среднему днищу (18) приварен перфорированный стакан (14). К наружному днищу по внешней поверхности приварены 2 дуговые пластины (27) (лист 43), предназначенные для приварки к ним корпуса турбонасосного агрегата. На этом же наружном днище вварены два штуцера (26) для замера давления горючего при испытании камеры.
К силовому кольцу (21) приварен коллектор окислителя (23). В коллектор вварены 2 патрубка (24), которые через трубопроводы объединены в один заборник (1). В заборник вмонтирована дроссельная шайба (3) и фильтр (4). На этом же заборнике вварены: штуцер (37) для отбора окислителя к стабилизатору соотношения компонентов и штуцер (38) для замера давления окислителя при испытаниях. На листе 43 (сеч. 3-3) этот штуцер показан с глухим отверстием, которое может быть просверлено в случае использования камеры для испытания.
В силовом кольце (21) для подвода компонентов к полостям окислителя и горючего просверлено по 44 отверстия диаметрами 10 и 6 мм во взаимноперпендикулярных плоскостях. В одно из отверстий, подводящих окислитель, на резьбе вставлен штуцер (сеч. Т-Т) для замера давления окислителя при испытаниях. Этот штуцер своим корпусом вварен в коллектор. Как указывалось выше к силовому кольцу приварено кольцо завесы с 60 отверстиями для впрыска горючего на стенку камеры. На цилиндрической части кольца завесы просверлено 4 отверстия для установки жиклеров (20) (место I), дозирующих расход горючего на завесу. Расход на завесу составляет 6% от общего расхода горючего (на максимальном режиме). Все детали головки камеры, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой.
Корпус камеры сгорания
Цилиндрический и докритический участки камеры с частью закритического участка сопла, составляющие корпус камеры сгорания, выполнены из двух оболочек, связанных между собой при помощи пайки кислотостойким припоем по вершинам ребер внутренней оболочки. Внутренняя оболочка (7) выполнена из медного сплава. Каналы для охлаждения указанной части выполнены фрезерованием (сеч. Г-Г). Наружная оболочка выполнена стальной, точеной и состоит из двух частей: с поперечным швом. К цилиндрической части камеры призарено кольцо (10), в котором
просверлено 200 отверстий диаметром Змм для подвода горючего к форсункам. Кольцо (10) выполнено из пластичной стали, которая позволяет осуществить сварку медного сплава оболочки со стальным кольцом завесы.
К кольцу (10) приварены штуцеры (один из них глухой) для замера давления в камере (сеч. Б-Б). К наружной оболочке в цилиндрической части камеры и к соединительному кольцу (22) приварены четыре кронштейна (28) для крепления камеры к раме ракеты. Закритический участок сопла из первоначальной цилиндрической формы доводится до нужного профиля с помощью развальцовки внутренней стенки, после сборки с внешней оболочкой.
Закритический участок сопла
Указанная часть сопла по конструкции аналогична критической области сопла и состоит из двух частей. Первая часть, состоящая из двух оболочек: внутренней из медного сплава с фрезерованными ребрами по внешней поверхности и внешней - стальной. Вторая часть состоит из двух стальных оболочек, связанных между собой гофрированными проставками. К торцу внутренней оболочки этой части приварено промежуточное кольцо из пластичной стали для сочленения с предыдущей внутренней оболочкой, выполненной из медного сплава. В этом переходном кольце просверлены отверстия для прохода компонента (место III).
Внешняя оболочка второй части составная: для стыковки с предыдущей частью внешней оболочки к ней приварено кольцо большей толщины и далее вварен коллектор (31) с двумя патрубками (32), в наконечники которых вмонтированы дроссельные шайбы (33). В наконечник вварены: штуцер (30) (лист 43) для отбора горючего в стабилизатор соотношения компонентов и штуцер (29) для замера давления горючего в случае использования камеры для испытания.
Для организации охлаждения конца сопла (от коллектора) вторая (от критического сечения) гофровая проставка имеет особенность: на некотором участке (вид К) проходное сечение наружных каналов гофров сжато. Этим достигается увеличение гидравлического сопротивления во(внешнем канале и большая часть потока направляется к срезу сопла.
Сопло заканчивается кольцом жесткости (11), к которому приварены обе оболочки (место VIII). Для увеличения площади поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре сделана кольцевая проточка (это также увеличивает расход охладителя, идущего на охлаждение конца сопла); здесь же находится шов.
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью соединяются при помощи аргоно-дуговой сварки. Внутренняя оболочка через переходное кольцо (10) привариваются к кольцу завесы (19). По наружной части переходное кольцо с силовым кольцом головки соединяются с помощью соединительного кольца (22).
Внутренние оболочки из медного сплава в районе закритического участка сопла (место II) свариваются между собой. Над ними в промежутке между торщами внешних оболочек устанавливается дистанционное круглое кольцо (для разгрузки шва). По внешним оболочкам в этом месте соединение происходит за счет приварки к ним соединительного кольца.
Соединение двух участков закритической части сопла по внешним оболочкам (место III) производится сваркой их с неразрезным соединительным кольцом. Соединения внутренних оболочек в этом месте описано выше.
Работа камеры
Окислитель из турбонасосного агрегата поступает в заборник (1) и по двум трубопроводам, в которые вварены дроссельные шайбы (36), поступает в коллектор (23) головки камеры, откуда по 44 отверстиям диаметром 10 мм в силовом кольце (21) попадает в полость между огневым и средним днищами и далее через форсунки - в камеру.
Горючее поступает в коллектор, откуда через отверстия в межрубашечное пространство. В области коллектора поток горючего разделяется на две части. Часть горючего по наружным
каналам гофра направляется к срезу сопла, доходит до коллектора у кольца жесткости и по внутренним каналам гофра направляется в область критического сечения камеры, охлаждая внутреннюю стенку сопла.
Вторая часть горючего по внешним каналам гофра направляется сразу в район критического сечения камеры. В коллекторе стыка гофрированных проставок(в области входного коллектора) оба потока перемешиваются и далее, пройдя следующую гофрированную проставку и фрезерованные каналы, поступает к головке в полость форсунок горючего.
Система охлаждения
Камера охлаждается горючим. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в таблице 2-27.
Паран.	Разперн.	fa/UI	Ш уч-		Ичч-	1 уч.		
&Ром-	кГ/erf	1	0,3		3S2	3,59		
		LL	OJJS		0£1	0.58		
^ОХл'.	и2	—	18,7				S8	2^	\^5
\ь/окл.	^сек	т	9^		3125		(ьО2	
		а	1 3,73 1		1 W2			
temr	'с	т	3^1		1 498 1		л	1	
		л	354		1		зоо	
Ьстж.		т	2^1 1		2te			
	и	I	ЗЮ		гЬч		250 1	
tw	•р	I	ibz ।		As - 1			
	W	л	.ф		*19,4		2	1
<^-ю*	ккал	7			13,16			
	и2, час	I	I 43S		7,'бО		072 1	
(£рт-		I	o.te		0,		ai6	
		I	о\б		02	1	а		06
								
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скорости течения в 2,56 раза больше расчетных. Толщина внутренней стенки из медного сплава - 1,25 мм, стальной стенки сопла - 0,8 мм, высота охлаждающей щели 3 мм, толщина материала гофра 0,5 мм. Медная часть покрыта пористым хромом толщиной 200 микрон. Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-27.
Материалы
Основные детали камеры изготовлены из материалов, представленных в таблице 2-28.
Таблица 2-28
Наименование деталей	Материалы
силовое кольцо головки, стакан, соединительное кольцо (22), секторные пластины, внешняя оболочка закритической части сопла, переходное кольцо (10), кольцо завесы, промежуточное кольцо с отверстиями, коллектор подвода горючего	Ст. 1Х21Н5Т
огневое днище, среднее днище, форсунки, внутренняя оболочка последней части сопла, фильтр	Ст. Х18Н10Т
внешняя рубашка корпуса камеры, сферическое наружное днище	Ст. 1Х16Н4Б
внутренняя оболочка корпуса камеры сгорания и начального участка сопла	сплав № 1
гофрированные проставки	Ст. Х1719АН4-М
заглушки резьбовые	Ст. Х18Н10Т-ВД
жиклеры завесы	Ст. 2X13
припой	Г40НХ
Камеры двигателя С5.33 (листы 44-47)
Двигатель одноразового действия предназначен для крылатой ранеты, стартующей с самолета-носителя. Год разработки - 1966.
В программу работы двигателя входят: старт, набор высоты, разгон до маршевой скорости и обеспечение маршевого горизонтального полета ракеты. Двигатель С5.33 является двухкамерным с турбонасосной подачей компонентов топлива и автоматическим регулированием режимов работы. Стартовая и маршевая камеры с обслуживающими их агрегатами (включая ТНА и газогенераторы), являются автономными, т е. при отключении одной камеры одновременно отключаются ее ТНА и ГГ. Двигатель работает на трех режимах. На I режиме работают две камеры, на II и III режимах работает одна маршевая камера, тяга которой может изменяться. Величины тяг даны в таблице 2-29 с учетом истечения газов из выхлопных сопел турбин.
Сухой вес двигателя 89±1,5 кг.
Таблица 2-29. Основные параметры двигателя
	режим работы двигателя		
	I	II	III
	стартовый	маршевый	маршевый
	две камеры	одна камера	
Высота полёта, км	12	24	24
Тяга, кгс	7074	1366	600
Удельная тяга, с	262,6	259,4	262
Суммарный расход топлива, кг/с	26,938	5,266	2,290
Таблица 2-30. Основные параметры камер
Стартовая камера (листы 44, 45)
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале.
Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла, начиная от критического сечения, приведены в таблице 2-31.
Таблица 2-31
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
7	7,4	100	162,3
10	70,6	200	242,4
15	76	300	302
30	92,4	400	344,4
50	113,6	470	365,4
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, корпуса и закритического участка сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (25), кольца завесы (19), огневого (22) и среднего (26) днищ с двухкомпонентными форсунками, наружного сферического днища (28) с приваренными к нему стаканом (29). К узлу головки также относится коллектор окислителя (24) с патрубком, к которому приваривается трубопровод с дроссельной шайбой (17).
Полость окислителя образована огневым и средним днищами, полость горючего - средним и наружным сферическими днищами. Блок днищ с форсунками образован силовым кольцом с двумя плоскими днищами, между которыми установлены 85 двухкомпонентных форсунок. Двухкомпонентная форсунка (место III) состоит из корпуса форсунки окислителя (31) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (30).
Все двухкомпонентные форсунки расположены по пяти концентрическим окружностям форсуночной головки с одной форсункой в центре: на диаметрах 150 мм и 122 мм -по 24 форсунки, на диаметре 91 мм - 18 форсунок, на диаметре 60 мм - 12 форсунок и на диаметре 31 мм - 6 форсунок.
Геометрические параметры двухкомпонентных форсунок следующие (см. таблицу 2-32).
Таблица 2-32
форсунка	камера закручивания		тангенциальные отверстия		СОПЛО	
	диаметр, мм	длина, мм	кол-во	диаметр, мм	диаметр, мм	длина, мм
О	9	2,6	4	1,75	7	2
Г	6	5,4	4	1,02	2,8	6,8
Перепад давления на форсунках окислителя равен 5,3 кг/см2, на форсунках горючего - 8 кт/см2. Угол распыла у форсунки окислителя равен 102°, у форсунок горючего - 88°.
По всему поперечному сечению камеры форсунки установлены с постоянным расходом и постоянным соотношением компонентов.
Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечиваются пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках форсунок горючего, а между днищами и форсунками окислителя - развальцовкой форсунок в днищах и аналогичной пайкой с помощью кислотостойкого припоя, установленного в местах соединения их в виде колец. Пайка
производится в вакууме. В силовом кольце (25) просверлено по 36 отверстий во взаимноперпендикулярных плоскостях: для подвода окислителя диаметром 7 мм и горючего - диаметром 4 мм.
К силовому кольцу приварено кольцо завесы с 36 отверстиями диаметром 1,3 мм для впрыска горючего на стенку камеры. На цилиндрической части кольца завесы просверлено 2 отверстия для установки жиклеров, дозирующих расход горючего на завесу.
Все детали головки камеры, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой. К наружному днищу приварено три ребра, предназначенные для пристыковки камеры к раме двигателя.
Корпус камеры
Цилиндрический, докритический с частью закритического участки камеры выполнены из двух оболочек, связанных между собой при помощи пайки кислотостойким припоем. На внутренней оболочке (13) каналы для прохождения охлаждающей жидкости выполнены фрезерованием (сеч. А-А). Наружная оболочка точеная. К цилиндрическому участку внутренней оболочки камеры приварено кольцо (33), в котором просверлено 160 отверстий диаметром 2,5 мм для подвода горючего к полости форсунок (сеч. К-К). Кольцо (33) выполнено из пластичной стали, что позволяет осуществить сварку внутренней оболочки, выполненной из медного сплава со стальным кольцом завесы. К наружной оболочке цилиндрической части камеры приварены два штуцера (39) для замера давления в камере при огневых испытаниях. Закритический участок сопла внутренней оболочки, имеющий в заготовке цилиндрическую форму, доводится до соответствующего профиля после сборки с внешней оболочкой путем развальцовки.
Закритический участок сопла
Внутренняя оболочка закритической части сопла выполнена из стального листового материала с одним продольным швом. Для соединения ее с частью закритического участка сопла к ней приварено переходное кольцо из пластичной стали. В районе среза сопла внутренняя оболочка приваривается к кольцу жесткости.
Внешняя оболочка (8) состоит из 3 участков. Первый, стыкующийся вблизи критического сечения, точеный с двумя утолщенными поясами, к которым привариваются стальные кольца, являющиеся местами приварки узлов арматуры двигательной установки. Второй, сваривающийся с предыдущим, выполнен из листового материала и имеет продольный шов. Третий, выполненный также из листового материала, приваривается к кольцу жесткости на срезе сопла. Между вторым и третьим участками вварен точеный коллектор (6) с фильтром (4) для подвода горючего в охлаждающую щель. К коллектору приварен кронштейн (5) для соединения стартовой камеры с маршевой.
Для улучшения охлаждения в районе среза сопла в гофрсвой проставке выполнена кольцевая проточка (вид IV).
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью камеры соединяется при помощи аргоно-дуговой сварки: переходное кольцо (33) по внутреннему диаметру приваривается к кольцу завесы (19), по внешнему диаметру с помощью соединительного кольца приваривается к силовому кольцу головки.
В районе критического сечения части камеры соединяются с помощью сварки внутренних оболочек и навертыванием резьбового кольца (34) на утолщенный конец закритического участка внешней оболочки с последующей обваркой по обоим торцам.
Работа камеры
Окислитель из турбонасосного агрегата поступает в коллектор (24) из трубопровода (14). На трубопроводе два наконечника (10) и (15), в которых помещаются дроссельные шайбы (9) и (17). Наличие двух дроссельных шайб позволяет иметь более тонкую регулировку расхода окислителя.
В наконечники вварены: штуцер (11) для подачи окислителя к регулятору тяги, штуцер (16) для подачи окислителя к стабилизатору соотношения компонентов. Кроме этого имеется два штуцера (40), которые необходимы только при огневых испытаниях для замера давления перед дроссельными шайбами.
Из полости коллектора (24) окислитель через фильтр (23) и сверления в силовом кольце (25) поступает в полость между днищами (22) и (26), откуда через форсунки окислителя (31) впрыскивается в камеру. На коллекторе приварен штуцер (43) (лист 45, сеч. М-М) для замера давления окислителя перед форсунками.
Горючее из турбонасосного агрегата по трубопроводу (3) проходит в полость коллектора (6). На трубопроводе в наконечнике (1) вмонтирована дроссельная шайба (2) и приварены: штуцер (38) для подачи горючего к стабилизатору соотношения компонентов и штуцер (41) для замера давления горючего перед дроссельной шайбой(только при огневых испытаниях). Из полости коллектора горючее поступает через фильтр (4) и отверстия в коллекторе в межрубашечное пространство. Пройдя межрубашечное пространство, 160 отверстий в переходном кольце, фильтр (18) горючее поступает в полость (Ф). Здесь поток раздваивается. Основная часть горючего через 56 сверлений в силовом кольце (25) поступает в полость между днищами (26) и (28) и, пройдя фильтр (27), поступает к форсункам горючего (30). Другая часть горючего через две дроссельные шайбы (32), расположенные во втулках (20), поступают в полость (10) кольца завесы (19) и через 36 отверстий диаметром 1,3 мм в кольце завесы впрыскивается в камеру для охлаждения внутренней стенки.
Для замера давления горючего (только во время огневых испытаний) к соединительному кольцу приварен штуцер (42). На этом же кольце приварены два штуцера (44) для проливки завесы. Завеса проливается до приварки головки к камере. После пролйвки завесы оба штуцера (44) завариваются.
Крепление камеры
Ребрами камера приваривается к двигательной раме, с помощью которой двигатель крепится к изделию.
К коллектору (6) приваривается кронштейн (5), который служит для соединения с аналогичным кронштейном маршевой камеры.
Порядок сборки камеры. Головка
Сборка головки осуществляется в следующем порядке.
Огневое днище приваривается к силовому кольцу.
Сборка форсунок окислителя с огневым и средним днищами, установка колец припоя, развальцовка форсунок окислителя в днищах, запрессовка форсунок горючего в форсунки окислителя.
Пайка форсунок.
Сварка среднего днища с силовым кольцом.
Приварка сетчатого фильтра точечной сваркой с шагом 5 мм.
Приварка кольца завесы.
Проверка сварных и паяных швов керосином.
Приварка сетки фильтра коллектора точечной сваркой с шагом 5 мм.
Приварка коллектора окислителя и наружного сферического днища (швы первой категории). Варить в среде аргона.
Пролить завесу. Отклонение по расходу каждого отверстия ±5% от среднеарифметического расхода.
Порядок сборки камеры. Корпус камеры
Сварка наружной оболочки с переходным кольцом. Шов проковать, проверить керосином, рентгеном. Отпуск для снятия напряжений. Внутреннюю поверхность пескоструить, электрополировать. Допускается электрополировка наружной поверхности.
Сборка докритической и критической частей блока камеры. Допускается охлаждение жидким азотом внутренней оболочки. Прилегание внутренней оболочки к внешней стенке сопла в закритической части достигается развальцовкой с помощью ролика.
Сварка коллектора.
Сварка наружной оболочки закритической части сопла.
Приварка колец к наружной оболочке.
Сварка оболочки сопла с коллектором.
Швы проковать, проверить керосином до и после ковки, рентгеном, пескоструить, электрополировать.
Поставить внутреннюю оболочку с гофром. Сборка и сварка блока закритической части сопла.
Стыковка докритической части сопла с закритической частью. Сварка внутренних оболочек, шов проверить на герметичность. Сварка резьбового кольца.
Пайка блока цилиндрической части с докритической и соплом. Перед пайкой испытать на герметичность воздухом при давлении в 2 ата под водой. После пайки испытать на прочность и герметичность жидкостью при давлении 220 ата в течение 5 минут с последующим сбросом давления до 145 ата; выдержав 10 минут, произвести осмотр.
Пайку проверить рентгеном. Заплавление каналов не допускается. Размер критического сечения после пайки должен быть равен 63,9 °’2 мм.
Приварка головки к корпусу.
Система охлаждения
Камера охлаждается горючим. В таблице 2-33 даны основные параметры охлаждающего тракта.
Паран.	раъмерн.	Щуч.	JLw	
ДРмл.	кГ/сп2 /	0,97	Ь.85	3,68	1 i
Рохл.'Ю4	м2	5,22	$	!7	14,6 ;
\*/охл.	М ! С€К	11,6	А	□	3,71
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических размерах и скоростях течения в 1,8 раза больше расчетных.
Внутренняя оболочка докритической части сопла выполнена из медного сплава. Толщина оболочки равна 1 мм, высота охлаждающей щели 1,4 мм. Внутренняя оболочка покрыта хромом толщиной 40-60 мкм (блестящий хром).
Внутренняя оболочка закритической части сопла стальная, толщина 0,8 мм с высотой щели 1,3 мм и толщиной материала гофра 0,4 мм. Подогрев жидкости в охлаждающем тракте достигает 100°С.
Кроме наружного охлаждения в камере имеется и внутреннее, которое осуществляется путем подачи 18% расхода горючего на внутреннюю стенку через пояс завесы у головки.
Материалы
Основные детали стартовой камеры изготовлены из следующих материалов.
Таблица 2-34
Наименование деталей	Материал
силовое кольцо головки, огневое днище, среднее днище	Ст. Х18Н10Т-ВД
кольцо завесы, сетки всех фильтров, коллектор горючего, корпуса форсунок	Ст. Х18Н9Т
внутренняя стенка закритической части сопла, все трубопроводы	Ст. Х18Н10Т
секции гофра	Ст. Х18Н9Т-М
внутренняя оболочка цилиндрического и докритического участков	сплав № 1
наружное сферическое днище, переходное кольцо, соединительное кольцо в области критического сечения, ребра крепления камеры к раме двигателя, кронштейн (5), дроссельные шайбы, наконечники трубопроводов	Ст. 1Х21Н5Т
припой	Г40НХ
Маршевая камера (листы 46, 47)
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла, начиная от критического сечения, приведены в таблице 2-35.
Таблица 2-35
расст. от ФГ, мм	диаметр, мм	расст. от ФГ, мм	диаметр, мм
7,5	37,5	50	81,2
10	40,3	100	123,8
15	45,8	200	180,8
30	61,2	300	208,7
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, корпуса камеры и закритического участка сопла.
Форсуночная головка
Головка камеры состоит из силового кольца (5), огневого (1) и среднего (3) днищ с форсунками, сферического наружного днища (4), коллектора окислителя (7) с патрубком (25), кольца завесы (10). Полость окислителя образована огневым и средним днищами, полость горючего - средним и наружным сферическим днищами. Блок днищ с форсунками образован
силовым кольцом с двумя плоскими днищами, между которыми установлены 37 двухкомпонентных форсунок.
Среднее днище в конструктивном выполнении имеет особенность (см. лист 47, вид на днище без форсунок), заключающуюся в том, что со стороны полости окислителя выполнены кольцевые проточки, в которых просверлены отверстия под корпуса форсунок. Глубины проточек от периферии к центру уменьшаются. Тангенциальные отверстия в корпусе форсунки заглублены в полость концентрических канавок. Подобная конструкция необходима для поддержания скорости окислителя, обеспечивающей охлаждение огневого днища.
Двухкомпонентная форсунка (сеч. I-I, П-П) состоит из корпуса форсунки окислителя (29) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (28). Из 37 двухкомпонентных форсунок 7 форсунок выполнены увеличенного расхода и установлены в центре форсуночной головки. Оставшиеся 30 двухкомпонентных форсунок выполнены уменьшенного расхода и установлены по двум концентрическим окружностям вокруг ядра.
Геометрические параметры двухкомпонентных форсунок на максимальном маршевом режиме представлены в таблице 2-36.
Таблица 2-36
КОМП.	камера за круч.		тангенц. отв.		СОПЛО		G®, г/с	ДР ф, ат	2а о /
	D, мм	L, мм	кол-во	D, мм	D, мм	L, мм			
форсунки увеличенного расхода, 7 с				юрсунок					
О	7	1,5	4	1,55	5	2	168	8,3	85
Г	5	7	3	1,05	2,2	3,5	42	13,5	87
форсунки уменьшенного расхода, ЗС				форсунок					
О	7	2	4	1,2	3,8	1,6	84	8,3	98
Г	5	7	2	1,0	1,5	3,2	21	13,5	77
Герметичность и прочность соединения между центробенными форсунками окислителя и горючего обеспечиваются пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках форсунок горючего, а между днищами и форсунками окислителя - развальцовкой форсунок в днищах и аналогичной пайкой с помощью кислотостойкого припоя, установленного в местах соединения их в виде колец. Пайка производится в вакууме.
В силовом кольце (5) для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 40 отверстий диаметрами 3,5 и 3 мм во взаимноперпендикулярных плоскостях. Кроме того, на диаметре 105,3 мм выполнено 60 отверстий диаметром 1 мм для подвода горючего в полость кольца завесы (лист 47, сеч. Л-Л). К силовому кольцу приварено кольцо завесы с 30 отверстиями диаметром 0,8 мм для впрыска горючего на стенку камеры. На цилиндрической части кольца завесы просверлено одно отверстие для установки жиклера (9), дозирующего расход горючего на завесу. Расход горючего на завесу составит ~15% от общего расхода горючего.
Штуцер подвода горючего (30) к жиклеру (9) приваривается к соединительному кольцу. Кроме того к нему приварены: штуцер (33) для замера давления горючего перед форсунками при проливках камеры и при огневых испытаниях и штуцер (34) для подачи горючего в стабилизатор соотношения компонентов. Приваренные к коллектору (7) штуцера (35) и (36) предназначены для замера давления окислителя перед форсунками. К патрубку (25) приварен наконечник (23) с дроссельной шайбой (24). Ко второму наконечнику (43) приварены штуцера (20), (21), (38). Штуцера (20) и (38) служат для подвода окислителя к регулятору тяги, штуцер (21) - для подвода окислителя (как задающего давления) к стабилизатору соотношения компонентов. Штуцера (37) и (39), стоящие на соответствующих наконечниках, предназначены для замера давления окислителя перед дроссельными шайбами.
Все детали головки камеры, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой.
Корпус камеры
Цилиндрический и докритический участки камеры с частью закритического участка сопла выполнены из двух оболочек, связанных между собой при помощи пайки кислотостойким припоем.
Наружная оболочка (12) состоит из двух частей. Первая часть - цилиндрический участок с частью докритического участка. Эта часть выполнена стальной с продольным швом с последующей обточкой. В торцовой части цилиндрического участка внешняя оболочка имеет утолщение для обеспечения более качественной сварки с переходным кольцом (11). Вторая часть докритического участка с закритическим участком выполнена из стальной точеной паковки с утолщением, обращенным в сторону закритического уч.астка сопла и имеет по наружному диаметру утолщения резьбу.
Между собой обе части наружной оболочки свариваются.
Внутренняя оболочка (13) выполнена из точеной поковки медного сплава. Закритическая ее часть, в заготовке цилиндрическая, доводится до нужного профиля развальцовкой после сборки с внешней оболочкой.
На внешней поверхности внутренней оболочки фрезерованием выполнены продольные каналы (сеч. С-С). Как видно на вырыве продольного разреза камеры, сложная фрезеровка каналов позволяет при том же расходе охлаждающего компонента получить существенно более высокие скорости.
В переходном кольце (11) на диаметре 120 мм просверлено 70 отверстий диаметром 3 мм для подвода горючего к форсункам. Кроме того в нем выполнено два отверстия диаметром 2,5 мм под штуцера (31), (32) для замера давления в камере (лист 47). Переходное кольцо (11) выполнено из пластичной стали, которая позволяет осуществить сварку внутренней оболочки медного сплава со стальным кольцом завесы и соединительным стальным кольцом головки.
Закритический участок сопла
Указанная часть сопла выполнена из двух частей. Первая часть имеет стальную точеную рубашку, состоящую из двух сваренных между собой элементов: первый - меньшей толщины с буртиком у торца под сварку и второй - с утолщенным буртом, на котором нарезана резьба для соединительной гайки. Внутренняя оболочка первой части из медного сплава с продольными фрезерованными ребрами.
Вторая часть выполнена из стальных внутренней и внешней оболочек, имеющих продольные сварные швы. Оболочки связаны между собой двумя гофрированными проставками (сеч. Д-Д).
Соединение внутренних оболочек медного сплава и стальной производится через кольцо из пластичной стали. Внешние оболочки в районе критического сечения имеют одинаковые соединения при помощи резьбовых колец-гаек (44) и (45), которые после навертывания обвариваются.
К наружной оболочке сопла приварен коллектор горючего (16), к которому, в свою очередь, приварены: кронштейн для приварки камеры к стартовой камере и трубопровод (19) с наконечником (18), в котором установлена дроссельная шайба (17). К наконечнику приварен также штуцер (40), предназначенный для отбора горючего к стабилизатору соотношения компонентов. Штуцер (41) (лист 47) служит для замера давления горючего при яроливках и огневых испытаниях камеры.
Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки.
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью сопла соединяется при помощи ар го но-дуговой сварки. Переходное кольцо (11) по внутреннему диаметру привариваются к кольцу завесы (10), а по внешнему диаметру - с помощью соединительного кольца к силовому кольцу головки.
Соединение оболочек описано в предыдущих разделах.
Крепление камеры
Буртом коллектора (7) камера приваривается к раме двигателя,с помощью которой двигатель крепится к изделию. В верхней части сопла к коллектору приварен кронштейн, с помощью которого камера крепится к аналогичному кронштейну стартовой камеры.
Порядок сборки камеры
Огневое днище приваривается к силовому кольцу.
Производится сборка форсунок окислителя с огневым и средним днищами, устанавливаются кольца припоя, развальцовываются форсунки окислителя в днищах, запрессовываются форсунки горючего в форсунки окислителя. Пайка форсунок.
Сварка среднего днища с силовым кольцом. Приварка сетчатого фильтра точечной сваркой с шагом 5 мм.
Приварка кольца завесы.
Проверка сварных и паяных швов керосином.
Приварка коллектора окислителя и наружного сферического днища к силовому кольцу (швы первой категории). Варить в среде аргона.
Пролить завесу. Отклонение по расходу каждого отверстия ±5% от среднеарифметического расхода.
Сборка внешней и внутренней оболочек корпуса камеры. Допускается охлаждение жидким азотом внутренней оболочки. Прилегание внутренней оболочки к внешней стенке закритической части сопла осуществляется развальцовкой с помощью ролика.
Сборка точеной части сопла с соединительным кольцом. Шов прокатать, проверить керосином до и после ковки, рентгеном, пескоструить, электрополировать. Поставить внутреннюю оболочку с гофром.
Стыковка докритической части сопла с закритической частью. Сварка внутренних оболочек. Шов проверить на герметичность. Навинчивание с последующей сваркой резьбового кольца к внешним оболочкам.
Пайка оболочек цилиндрической, докритической с частью закритического участка и конусной точеной частью. Перед пайкой испытать на герметичность воздухом при давлении в 2 ата под водой. После пайки испытать на прочность и герметичность жидкостью при давлении 220 ата в течение 5 минут с последующим сбросом давления до 145 ата; выдержав 10 минут, произвести осмотр.
Пайку проверить рентгеном. Зап давление каналов не допускается. Размер критического сечения после пайки должен быть равен 32,б 0,2 мм
Приварка переходного кольца и кольца жесткости ко второму закритическому участку сопла.
Приварка коллектора к внешней оболочке.
Сборка, сварка и пайка блока сопла.
Приварка головки к цилиндрической части камеры.
Система охлаждения
В таблице 2-37 приведены результаты расчета охлаждения одного из вариантов камеры с расходом охладителя (горючего) 1,2 кг/сек.
Парам.	Размер».	foait	12 3	4	5	6	7	8	9 1	1	1	1	1	fl							
А Ролл.	kF/см2	1.Ц	/,75			5М	0.4			
Foxa.-ID4	mz	—	4	18		йь 	»		4^66	7,1			2 i . ]
V/охл.	м/сек	ъл	d				¥7 ,			8 !
tern, г	*C	UL	297	31		is 4/1 зй	И 334 fte /<с			f
		П	i	Л		1	1 424 3J	I I 1 гз зф 219	/4			1 i
tern. ж. b	*C *P	и	zto	296 з$6 31			?7 306 17		7 /J	7
		IS. /Д	352 li)5 I	1	1	1 зЬб 395 jj 1йя Ля /			I	I \i 3so г\ 01	1		и 14ь 	5^	
						"\ Г 1	70	1_				
Umc.	u	iff	246		2	36 216 1', ।	I	39 Л	i4 । 7|	7^ 7	\\
^IO'6	Ккал	ff	1Я5 I	158 1.72 5£5 I	 I	I					Ji	72	0>!	
	м2 час	7f	2M	2j7 2.93 HJJ7			4s		о/р	
Oio/n.		l.«	o-iok	0,1kg с!пз ом			dztfi		а-	31
		si	0.Ю15	0,1	45 0,	18k 0245	о.	257	0,1	lk j
			1 ._ _							
						Gom.^,				
Внутренняя оболочка докритической части сопла выполнена из медного сплава. Толщина ее 1 мм. Высота щели - 2 мм. Оболочка изнутри покрыта блестящим хромом (толщиной 40-50 мкм).
Стальная часть сопла имеет внутреннюю оболочку толщиной 0,5 мм с высотой щели 1,8 мм. Гофр выполнен из материала,толщиной 0,4 мм.
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величина перепадов давления при заложенных геометрических размерах и скоростях течения в два раза больше расчетных.
Материалы
В таблице 2-38 представлены материалы, из которых изготовлены основные детали маршевой камеры.
Таблица 2-38
Наименование деталей	Материалы
огневое днище, трубопроводы	Ст. Х18Н10Т
среднее днище	Ст. Х18Н10Т-ВД
фильтрационные сетки, корпуса форсунок	Ст. Х18Н9Т
сферическое наружное днище, кольцо завесы, переходное кольцо, все части наружной оболочки, соединительные кольца, коллектор сопла, кронштейн на коллекторе, наконечники трубопроводов	Ст. 1Х21Н5Т
внутренняя оболочка закритической части сопла	Ст. Х18Н9Т-М
внутренняя оболочка цилиндрической части камеры с докритической частью и переходного конуса	сплав № 1
коллектор окислителя, силовое кольцо головки	Ст. 1Х21Н5Т-ВД
припой	Г40НХ
Газогенератор двигателя С2.720 (лист 48)
Двигатель С2.720 имеет один газогенератор, который предназначен для привода турбины TH А. Газогенератор работает на собственных компонентах двигателя с избытком горючего и по схеме организации процесса в камере относится к 1типу, т.е. когда весь расход компонентов подается через головку.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АК-20К
- горючее	ТГ-02
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя	0,192
- горючего	0,275
- суммарный	0,467
весовое соотношение компонентов	0,7
коэффициент избытка окислителя	0,151
давление в камере ГГ, ата	47
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	41 000
температура газа, °C	800
объём камеры, л	0,55
приведённая длина, м	5,8
вес (сухой)	1,82
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки и камеры.
Головка Головка газогенератора состоит из огневого (13), среднего (14) (место III) и наружного днищ (20). К наружному днищу приварен патрубок (1) для подвода окислителя. Полость горючего образована огневым и средним днищами. Огневое и среднее днища связаны между собой шестью однокомпонентными центробежными форсунками окислителя (9). Связь осуществляется
развальцовкой форсунок в среднем днище с предварительной установкой между днищами дистанционных втулок (место IV) и последующей пайкой кислотостойким припоем, установленным в виде колец в местах развальцовки и под огневым и наружным днищами в виде перфорированных листов.
Все форсунки горючего, в количестве 13 штук,установлены на огневом днище. Крепятся они к огневому днищу с помощью развальцовки и пайки кислотостойким припоем также как форсунки окислителя. Одна форсунка горючего установлена в центре огневого днища, а 12 - вокруг форсунок окислителя по форме шестигранника (смотри схему расположения форсунок).
Форсунки окислителя и горючего центробежные с винтовыми завихрителями. Геометрические параметры винтовых завихрителей у обоих типов форсунок одинаковые: двухзаходный винт (сеч. Г-Г и Д-Д) диаметром 7,2 мм, длиной 4,5 мм. Диаметр сопла форсунки окислителя равен 1,9 мм, форсунки горючего -1,8 мм, ЛРф.о. = 19,2 ат, АРф.г. = 12,35 ат.
К среднему днищу приварена втулка для поддержания фильтрационной сетки над форсунками окислителя.
Камера
Камера состоит из внутренней (4) и наружной (3) оболочек, соединенных между собой точечной сваркой по местам выштамповок в наружной оболочке (место I). В области выходного сечения камеры к наружной и внутренней оболочкам приварен коллектор (5) для подвода горючего через охлаждающую щель в полость форсунок горючего (АРохл = 0,1-0,2 ат).
На цилиндрической части камеры приварен штуцер (19) для замера давления в камере. К торцу внутренней оболочки в районе коллектора приварен патрубок (6) для отвода газа к турбонасосному агрегату.
Камера с головкой соединяется сваркой при помощи соединительного кольца (15) (место III), привариваемого к среднему днищу головки, с одной стороны, и к наружной оболочке камеры, с другой. В зазоре между соединительным кольцом и наружной оболочкой установлен фильтр (2), который приваривается, в внутренней оболочке точечной сваркой шагом 5 мм.
Крепление газогенератора
Патрубком (6) газогенератор приваривается к турбонасосному агрегату. Для усиления крепления пластина (18) приваривается к кронштейну ТНА. К штуцеру (1) присоединяется трубопровод окислителя, к штуцеру (16) - трубопровод горючего.
Материалы
Основные детали газогенератора изготовлены из следующих материалов.
Таблица 2-39
Наименование деталей	Материал
корпуса форсунок, завихрители, сопла, фильтры, днище огневое, внутренняя оболочка газогенератора, отводящий патрубок	Ст. Х18Н9Т
среднее и наружное днища, наружная оболочка, коллектор, штуцеры	Ст. 1Х22Н6Т
дроссельная шайба	Ст. 2X13
припой	Г40НХ
Газогенератор блока подачи С5.15А (лист 49)
Газогенератор С5.15А одноразового действия, неохлаждаемый, устанавливается в системе блока подачи топлива к прямоточному двигателю ракеты и рулевым машинкам ее. Блок подачи состоит из турбонасосного агрегата, газогенератора, регулятора тяги, топливного фильтра двигателя и заяигательного порохового заряда с воспламенителей.
Газогенератор работает на однокомпонентном топливе марки ОТ-155 (МРТУ-6 №ЕУ-200-60) (изопропил нитрат). Удельный вес изопропил нитрата при температуре +15°С равен 1040 кг/м3.
Образовавшийся в результате разложения изопропилнитрата в газогенераторе газ поступает на турбину TH А с давлением 37,6 ата.
Топливо в газогенератор подается с помощью вытеснительной системы под давлением 49,4 ата, а керосин из насоса TH А под давлением 64,5 ата. Керосин добавляется в газ для снижения температуры газа перед турбиной.
По схеме организации процесса в камере газогенератор относится ко II типу, т.е. когда через головку камеры подается только часть компонента. Другая часть расхода подается через специальные устройства в конце камеры сгорания (в данном генераторе через четыре струйных форсунки, см. сечение Ж-Ж).
Основные параметры газогенератора
топливо	изопропилнитрат ОТ-155
расход, кг/с:	
- топлива	0,271
- керосина на впрыск	0,077
давление в камере ГГ, ата	37,6
объём камеры, л	1,25
приведённая длина, м	16
вес (сухой)	5,4
ресурс, с	90
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, пирозакигательного устройства и камеры.
Головка
Головка состоит из огневого днища, выполненного за одно целое со стальным стаканом под пирозажигательное устройство. В огневом днище на диаметре 38 мм установлены три центробежных форсунки (7) (сеч. Д-Д) с диаметром сопла 1,8 мм. Завихрители форсунок двухзаходные с диаметром 10 мм и длиной 12 мм. Перепад давления на форсунках - 9,5 ата. Форсунки устанавливаются в огневое днище на резьбе с уплотнением резьбового соединения при помощи алюминиевых колец. Кроме того на диаметре 38 мм выполнены три глухих отверстия диаметром 17 мм с целью облегчения огневого днища.
Изопропилнитрат поступает в газогенератор через штуцер (12), в котором установлены дроссельная шайба (11) и обратный клапан (10). Далее он идет по трубопроводу в коллектор, откуда по трем сверлениям в полость форсунок.
К внутренней стороне огневого днища приварен экран с выштамповками, который защищает огневое днище от воздействия высоких температур и способствует устойчивому (гарантированному) разложению топлива в пристеночном слое в области огневого днища.
В центре огневого днища на резьбе установлено сопло (6) (вид В) с критическим диаметром 5,2 мм, подводящее горячие пороховые газы от пирошашки (20) в камеру сгорания для воспламенения первых порций изопропилнитрата при запуске газогенератора.
Сопло со стороны камеры герметизировано мембраной принудительного прорыва (9), изготовленной из алюминия с подковообразной насечкой, прорыв которой происходит при 10,15 ати (место III).
В стакане (4) вмонтировано пирозажигательное устройство, состоящее из порохового зажигательного заряда (20), воспламенителя ВГ-2,5 (2) и пиропатрона ДП-1-3, ввертываемого в штуцер крышки (1). Крышка к стакану крепится болтами (22) с герметизирующей прокладкой (3). Пороховая шашка (20) нижним торцом опирается на колосниковую решетку (5) (вид Б). Верхний торец шашки прижат пружинным держателем (21), в который одновременно устанавливается воспламенитель (2).
Камера
Камера состоит из наружного силового корпуса (13), жаровой трубы с выштамповками и теплоизолирующей прокладки из асбеста между ними. Жаровая труба защищает теплоизоляционный слой от размывания его потоком газа. Центрируется жаровая труба относительно внешнего силового корпуса с помощью выштамповок.
Штуцер (19) предназначен для замера давления в камере при испытании газогенератора.
К цилиндрической части камеры приварено сферическое днище с газоводом (15), по которому газ отводится к турбонасосному агрегату.
К сферическому днищу и газоводу приварен усеченный конус, образующий полость входного коллектора для впрыскиваемого в поток газа керосина через четыре наклонных отверстия, просверленных в трубе газовода (сеч. Ж-Ж). Керосин в полость коллектора поступает через штуцер (16) с дроссельной шайбой, устанавливаемой на сферической опоре. Полость дроссельной шайбы от входного коллектора герметизирована мембраной принудительного прорыва с насечками (место II). Пройдя фильтр(18), керосин по трубопроводу (14) поступает в коллектор и под перепадом давления, равным 25,5 ат, впрыскивается в камеру. Камера с форсуночной головкой соединяется при помощи сварки. Крепится газогенератор путем приварки к корпусу турбины.
Работа газогенератора
При подаче электрического импульса на пиропатрон пуска турбонасосного агрегата срабатывает (воспламеняется) заряд воспламенителя и поджигает пусковую шашку турбонасосного агрегата. Продукты сгорания заряда прорывают пусковые мембраны турбонасосного агрегата и раскручивают его ротор.
При достижении пускового давления для газогенератора аналогично срабатывают пирозапальные устройства газогенератора и вытеснительной системы изопропилнитрата. Пороховые газы, прорвав мембрану (9), начинают истекать в камеру сгорания. Одновременно в камеру сгорания начинает поступать изопропилнитрат, который воспламеняется продуктами сгорания порохового заряда и начинает гореть (разлагаться). Продукты сгорания изопропилнитрата совместно с продуктами сгорания пусковой шашки турбонасосного агрегата поступают на турбину ТНА, продолжая совместно раскручивать ее ротор. Давление керосина растет.
При достижении рабочего режима турбонасоеным агрегатом мембрана {17) впрыска керосина в газогенератор прорывается при давлении 30±5 ат. Топливо по четырем тангенциальным отверстиям в газоводе (15) впрыскивается в горячий поток газа, испаряется и охлаждает его. По окончании горения пускового заряда турбонасосного агрегата дальнейшая раскрутка и вращение ротора продолжается продуктами сгорания (разложения) изопропилнитрата, забалластированными испаряющимся керосином.
Материалы
В таблице 2-40 представлены материалы, из которых изготовлены основные детали газогенератора.
Таблица 2-40
Наименование деталей	Материал,
огневое днище со стаканом	Ст. 1Х21Н5Т
корпуса форсунок, сетка фильтра, завихрители	Ст. Х18Н9Т
экран огневого днища и цилиндрической части, наружная оболочка камеры, сферическое днище газовода, газовод	Ст. Х18Н10Т
клапан, дроссельная шайба, сопло	Ст. 2X13
колосниковая решетка	Ст. 35Л
крышка стакана	Ст. 45
мембраны, уплотнительные кольца	алюминий АД1-М
Раздел III. Двигатели КБ главного конструктора Конопатова А.Д.
Камера двигателя 11Д55 (лист 50)
Двигатель 11Д55 предназначен для верхних ступеней космических ракет. Разработка двигателя велась в период 1958-1962 гг. В настоящее время двигатель находится в производстве.
Двигатель (рис. 3-1) состоит из четырёх камер, ТНА, ГГ, порохового стартера турбины, агрегатов системы автоматики, рамы, узлов и деталей общей сборки. Стабилизация и управление ступени ракеты в полёте осуществляется при помощи четырёх поворотных рулевых сопел, работающих на выхлопных газах турбины. В состав двигателя входит также система наддува баков, состоящая из теплообменника (в котором жидким кислородом охлаждается газ, отбираемый из коллектора турбины для наддува бака горючего) и четырёх газификаторов (для газификации и нагрева жидкого кислорода, наддувающего бак окислителя).

Номинальная тяга двигателя в пустоте с учётом тяги рулевых сопел 30,38 тс (тяга 4-х рулевых сопел составляет 0,62 тс). Удельная тяга двигателя в пустоте с учётом расхода топлива на привод турбины 326 сек. Масса залитого двигателя (с кабелем системы управления) ~428 кг.
Основные параметры камеры
тяга, тс: - в пустоте топливо:	7,440
- окислитель	ЖК
- горючее секундный расход, кг/с:	Т-1
- окислителя	15,734
- горючего	6,571
весовое соотношение компонентов топлива	2,4
коэффициент избытка окислителя	0,714
давление газов, ата:
-	в	камере сгорания	69,5
-	в	выходном сечении	сопла	0,074
удельная тяга, сек:
-	в	пустоте	333,6
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,26
объём камеры сгорания до критического сечения, л	6,5
литровая тяга в пустоте, кгс/л	1144,6
масса камеры, кг	36,5
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию и состоит из камеры сгорания с форсуночной головкой и сопла (лист 50).
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из корпуса (4), выполненного в виде силового кольца с днищем, являющимся средним днищем головки, сферического наружного днища (2) с фланцем, внутреннего (огневого) днища (1), дефлектора (5) и форсунок (3).
Полость окислителя образована средним и наружным днищами. Окислитель подводится в полость через отверстие во фланце. К внутреннему торцу фланца приварен решетчатый экран, обеспечивающий равномерный подвод окислителя ко всем форсункам.
Полость горючего образована средним и огневым днищами.Полость горючего разделена на две части дефлектором (5). Зазор между дефлектором и огневым днищем определяется высотой распорных втулок, устанавливаемых на форсунках (см.место I).
Горючее поступает из межрубашечного пространства камеры в полость горючего головки под дефлектор через овальные радиальные пазы в кольце корпуса (защищенные сетчатым фильтром), охлаждает огневое днище и проходит в полость над дефлектором к входным каналам форсунок.
Наличие дефлектора позволяет создать необходимую скорость движения горючего и обеспечить надежный отвод тепла от огневого днища головки. Для прохода горючего в дефлекторе имеется центральное отверстие и 42 отверстия (диаметром 3,1 мм), расположенных по двум концентрическим окружностям (см. вид по стрелке А, сеч. СС).
Форсунки центробежные, двухкомпонентные (место I), располагаются по концентрическим окружностям. Всего на головке размещается 91 форсунка.
Основные геометрические параметры и расходы форсунок,установленных в ядре потока и на периферии, одинаковы (см.рис. 3-2). Различие заключается в длине участка / и требованиях, предъявляемых при проливке форсунок к равномерности распыла компонентов топлива.
OQtid •к	схема рослая.	кол - io форс, i рму	2*Компонент	
				о
6	1 й I <Ь г? I5	30	»	30
k		2k	24	*
3		/8	/8	«•
2		12	/2	м»
/		6	в	м»
0		/	1	—
всего		9!	6/	30
			1.5	2.4
	а	Оп/са/7.	172,9	/72,9
		горюча	72,2	72,2
A^om]		OKUCflUl	4,4	k,k
		горюч»		
Неравномерность распыла окислителя у всех форсунок должна быть не более 50%. Неравномерность распыла горючего у форсунок ядра не должна превышать 70%, а у форсунок, расположенных у стенки камеры сгорания,-30%. Подбор рациональных длин /, обеспечивающих устойчивый рабочий’ процесс в камере сгорания, производится экспериментально.
Герметичность и прочность соединения деталей головки и форсунок достигается их пайкой в один пакет серебряным припоем.
На головке установлен штуцер, соединенный каналом с полостью горючего (сеч. ЛЛ). К штуцеру подсоединяется пневмореле системы автоматического управления двигателем.
Цилиндрическая часть камеры сгорания и входной участок сопла
Внутренние стенки (10) и (21) вылолнены из прочной нержавеющей стали толщиной 1 мм. Наружные оболочки (12) и (23) - из пластичной нержавеющей стали толщиной 1,5 мм.
Переходные кольца (9) и (24), приваренные по торцам наружных оболочек, обеспечивают получение прочных швов при соединении частей камеры.
К торцам внутренних стенок приварены переходные кольца (8) и (25). Кольцо (8), выполненное из той же стали, что и внутренняя стенка, но большей толщины, позволяет получить надежный сварной шов с корпусом головки. Кольцо (25) с фрезерованными по наружной поверхности ребрами выполнено из пластичной нержавеющей стали для получения надежного сварного соединения стальной и бронзовой внутренних стенок.
Оболочки соединены между собой пайкой через гофрированные проставки с косыми гофрами (11) и прямым гофром (22) и по вершинам ребер кольца (25).
В конце цилиндрической части камеры установлен пояс завесы.
Пояс завесы
Пояс завесы (место II) выполнен в виде двух фасонных колец: кольца (16) и кольца завесы (15) с накладкой (18), состоящей из двух половин.
Ширина кольцевой щели определяется высотой зубчатой насечки, выполненной на переднем торце кольца завесы.
Горючее в пояс охлаждения проводится по двум угольникам через втулки (19) и попадает в полость коллектора, расположенную под накладкой.
Полость коллектора сообщается 60-ю равномерно расположенными тангенциальными каналами с полостью кольца завесы (место II, сеч. Т-Т).
Таким образом, горючее, получив закрутку в тангенциальных каналах, из полости кольца завесы равномерно распределяется по наклонным каналам, образованным зубчатой накаткой (см. вид Ф) и выходит на стенку камеры в виде пелены. Для сохранения пелены на начальном участке предусмотрены бурт на кольце (16) и скос на кольце завесы (15).
Горючее, проходящее по тракту наружного охлаждения, огибает пояс завесы под коллектором (20), который подкреплен гофрированной проставкой (17).
Сопло
Сопло спрофилировано методом характеристик с так называемой угловой точкой и конструктивно выполнено в виде трех частей: входного участка (описан выше), вставки в области критического сечения и закритической части.
Вставка области критического сечения сопла
Область сопла, характеризующаяся повышенными тепловыми нагрузками, возникающими при течении газового потока, выполнена из теплопроводного материала.
Внутренняя стенка (28) имеет фрезерованные ребра (см.сеч. ГГ и РР). Наружная оболочка (29) с приваренными к ней переходными кольцами (27) и (30) соединяется с внутренней пайкой твердым серебряным припоем по вершинам ребер.
Закритическая часть внутренней стенки вставки развальцовывается после надевания наружной оболочки (перед пайкой).
Закритическая часть сопла
Закритическая часть сопла имеет два различных по конструкции участка. На участке длиной 280 мм, прилегающем к области критического сечения, внутренняя стенка (34) (5ст= 1 мм) соединяется с наружной (36) (5нар=1мм) пайкой через три гофрированных проставки (35). Ближняя к критическому сечению проставка выполнена с косыми гофрами..
Переходные кольца (33) и (32) аналогичны кольцам (24) и (25) и имеют такое же назначение.
На втором участке внутренняя стенка (34) снабжена наружной гофрированной оболочкой (37) (сопло с «открытым гофром»). Для соединения с сопряженными участками сопла гофрированная оболочка имеет отбортовку по торцам (см.место III).
У среза сопла для увеличения жесткости и удобства подвода горючего в межрубашечное пространство поставлена наружная оболочка (38). Оболочка (38) соединена с внутренней стенкой пайкой через гофрированную проставку и сваркой через замыкающее кольцо (40).
К наружной оболочке (38) приваривается кольцевой коллектор (39), снабженный двумя патрубками для подвода горючего ж охлаждающий тракт камеры. В средней части оболочки (38), расположенной под коллектором, выполнены наклонные прорези, сообщающие полость коллектора с межрубашечньш пространством.
Соединение частей
Соединение частей сопла осуществляется путем сварки внутренних оболочек встык и наружных оболочек через соединительные кольца (26) и (31), каждое из которых состоит из двух полуколец.
Соединение цилиндрической части камеры с головкой осуществляется сваркой встык внутренней стенки с силовым кольцом корпуса головки и наружной оболочки с корпусом головки через цилиндрическую накладку (б), состоящую из четырех частей.
Образовавшаяся полость между корпусом головки (4) и цилиндрической накладкой (6) является кольцевым коллектором головки.
Кольцо (7), состоящее из четырех частей, и гофрированная проставка под ним, состоящая из нескольких частей, устанавливаются после выполнения сварного шва внутренних стенок с целью создания надежного охлаждения сварного шва и начального участка камеры сгорания.
При сборке этого узла при помощи точечной сварки частя гофрированной проставки крепятся к внутренней стенке, а части кольца (7) - к накладке (6).
На цилиндрической накладке (6) установлены патрубок со штуцером (сеч. ЖЖ), два переходника (сеч. ЕЕ) и два угольника (сеч. ДД).
Патрубок сообщается с полостью коллектора и служит для подвода сжатого воздуха, которым продуваются полость горючего перед запуском двигателя во избежание попадания окислителя в полости горючего (так же как и итуцер сеч. ИИ),
Два переходника предназначены для постановки в них запальников. Переходники приварены к бобышкам на цилиндрическом кольце корпуса головки и сообщаются с внутрикамерной полостью.
Угольники служат для отвода части горючего из полости коллектора головки в пояс завесы.
Система охлаждения
Система охлаждения камеры смешанная. Наружное охлаждение осуществляется горючим, проходящим по межрубашечному тракту. Внутреннее - горючим, поступающим через кольцо завесы на внутреннюю поверхность докритической части сопла. Расход горючего на завесу составляет 3,27% от расхода топлива через камеру.
Горючее, подводимое через два патрубка в коллектор (39) у среза сопла, поступает в межрубашечное пространство через наклонные прорези в оболочке (38) и проходит по каналам,образованным гофрированной проставкой с наружной и внутренней оболочками.
В районе стыковки оболочки (38) с гофрированной оболочкой (37) потоки соединяются и вся жидкость поступает в каналы,образованные внутренней стенкой и гофрированной наружной оболочкой (сеч. ММ и КК). В месте III охлаждающая жидкость вновь распределяется по наружным и внутренним каналам.
В области критического сечения горючее проходит по оребренным каналам (сеч. НН, РР, ГГ) и далее обтекает пояс завесы по наружному тракту. Для обеспечения попадания горючего из обоих трактов гофрированной проставки (22) в область узла завесы имеется кольцевая прорезь в проставке (место II, сеч. 1111). Такая же кольцевая прорезь имеется в проставке (17). После прохождения узла завесы горючее охлаждает цилиндрическую часть камеры и попадает в полость коллектора головки.
Из полости коллектора головки основная часть горючего поступает под дефлектор, охлаждает огневое днище и через форсунки подается в камеру сгорания. Меньшая часть горючего, отбираемая из коллектора головки, проходит фильтры (41) и попадает в пояс завесы на внутреннее охлаждение стенок.
Эксперименты подтвердили надежность работы цилиндрической части камеры без специально организованного внутреннего охлаждения. Это объясняется тем, что при расчетном равномерном распределении компонентов, благодаря влиянию стенки, в пристеночном слое образуется газ с пониженным соотношением компонентов. Теплообмен при этом эквивалентен теплообмену, рассчитанному для варианта с внутренним охлаждением, организованным поясом завесы у головки с расходом горючего на завесу 1%.
На разных участках охлаждающего тракта камеры каналы гофрированных проставок имеют различный наклон по отношению к образующей. Угол наклона выбирается из условия создания необходимой скорости охладителя, обеспечивающей надежное охлаждение стенки на данном участке.
При работе камеры на номинальном режиме подогрев керосина в охлаждающем тракте камеры сгорания и сопла составляет At = 110°С. Скорость горючего в критическом сечении ХУохл = 27 м/с. Температуры стенки в критическом сечении со стороны газа Тст.г. = 717°К и со стороны жидкости Тст.ж. = 648°К
Узлы крепления
К цилиндрической части камеры приварены четыре штампованных кронштейна (13) с приваренными к ним бобышками (14) для крепления камеры к раме двигателя. Крепление осуществляется болтами.
Материалы
В таблице 3-1 приведены основные материалы, применяемые для изготовления деталей камеры.
Таблица 3-1
Наименование деталей	Материал
корпус головки, фланец, форсунки, внутренняя стенка камеры сгорания, кольца завесы	Ст. Х18Н9Т
наружное днище, дефлектор, внутренняя стенка закритической части сопла, гофрированные проставки и наружная гофрированная оболочка, коллектор для подвода охлаждающей жидкости	Ст. Х18Н10Т
огневое днище	медь М1-ХК-М
внутренняя стенка области критического сечения	бронза БрХ0,8
наружная оболочка камеры сгорания и сопла, соединительные полукольца, переходные оребренные кольца внутренних стенок, кронштейны	Ст. 1Х21Н5Т
припои:	
- для деталей головки и форсунок, бронзовой вставки (в области критического сечения)	ПСр37,5
- для узлов камеры сгорания и сопла	Г70НХ
Воспламенение компонентов
Воспламенение компонентов осуществляется от пирозапальников, установленных у головки камеры сгорания.
При запуске двигателя жидкий кислород, охлаждая магистрали, испаряется.
За счет испарившегося кислорода давление в камере при наличии заглушки в критическом сечении несколько повышается и запуск двигателя в высотных условиях облегчается. Продувка по линиям горючего головки и пояса завесы (см. сеч. ЖЖ и ИИ) не допускает попадания окислителя в полости горючего. После поступления в камеру горючего продувка выключается и происходит воспламенение смеси компонентов топлива от запальников. Заглушка выбивается давлением газов и двигатель выходит на режим предварительной, а затем и главной ступени.
Камера двигателя 8Д719
Двигатель 8Д719 предназначен для верхних ступеней космических ракет. Разрабатывался в период 1958-1962 гг. и в настоящее время находится в производстве.
Двигатель 8Д719 однокамерный. В двигательную установку (рис. 3-3) входят: камера, турбонасосный агрегат, газогенератор, пороховой стартер турбины, агрегаты системы автоматики, рама, узлы и детали общей сборки.
навдуб
ОГ ГО
Кроме того, в состав двигателя входят агрегаты наддува: испаритель для испарения и нагрева жидкого кислорода до t=165°C, наддувающего бак окислителя, и смеситель, в котором образуется парогаз, используемый для наддува бака горючего. Парогаз образуется при смешении газов, отбираемых после турбины, с впрыскиваемым в смеситель горючим. Температура парогаза на выходе из смесителя t = ЗОО°С.
Отработанный газ после турбины ТНА поступает в газовые дроссели, которые распределяют газ между неподвижными рулевыми соплами, таким путём обеспечивается стабилизация ступени ракеты в полёте.
Тяга двигателя в пустоте с учётом тяги рулевых сопел составляет 5,56 тс. Удельная тяга двигателя в пустоте с учётом расхода топлива на привод турбины 323,5 сек. Сухая масса двигателя 121 кг.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	в пустоте	5,45
топливо:
-	окислитель	ЖК
-	горючее	Т-1
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	11,493
-	горючего	4,955
весовое соотношение компонентов топлива	2,32
коэффициент избытка окислителя	0,69
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	51
-	в выходном сечении сопла	0,054
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	331,3
удельный импульс давления, сек	172,8
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,26 объём камеры сгорания, л	6,5
литровая тяга, кгс/л	940
коэффициент полноты удельного импульса давления с учётом потерь 0,964 на внутреннее охлаждение
коэффициент полноты удельной тяги	0,913
масса камеры, кг
В качестве камеры двигателя 8Д719 использована камера двигателя 11Д55, которая удовлетворяла заданным на двигатель техническим требованиям при Рк = 51 ата.
Имеющиеся конструктивные отличия связаны с различными компоновками двигателей и касаются только узлов крепления. Различие в основных параметрах камеры сопровождаются изменениями в режимах работы систем смесеобразования и охлаждения.
Рама и узлы крепления
Однокамерный двигатель 8Д.719 с боковым расположением ТНА (оси камеры и ТНА параллельны между собой) снабжен шестистержневой сварной рамой, стержни которой образуют правильную трехгранную пирамиду (см. рис. 3-4).

Вершиной этой пирамиды является кронштейн, который представляет собой штампованный треугольник и образует с цилиндрической частью камеры единый жесткий коробчатый сварной элемент. Соединение трех боковых стержней рамы с кронштейном осуществляется с помощью шести штифтов.
Центровка камеры относительно рамы обеспечивается тремя вилками, приваренными к закритической части сопла, которые фиксируют положение сопла относительно нижнего основания рамы в радиальном направлении, не препятствуя осевым перемещениям при термическом расширении камеры.
По результатам статических испытаний запас прочности рамы не менее 2,87. Вес рамы составляет 6 кг.
Система смесеобразования
Система смесеобразования та же, что и на двигателе 11Д55 (см. рис. 3-2). Но при данном режиме работы камеры расходы компонентов через форсунку и перепады давления на форсунках составляют:
Таблица 3-2
по полости окислителя	Go.o. — 126,3 г/с	ЛРф.о.	= 2,4 ат
по полости горючего	Go.r. — 48,1 г/с	ЛРф.г.	= 3,5 ат
Система охлаждения
Так как конструктивные параметры двигателей 8Д719 и 11Д55 одинаковы, а режимы работы различные, то соответственно различаются и параметры системы охлаждения.
На рис. 3-5 приведены результаты расчета системы охлаждения камеры двигателя 8Д719.

Расчет выполнен для варианта камеры с длинной бронзовой вставкой в области критического сечения L = 72 мм и косых гофров на входном участке сопла за поясом завесы.
При работе камеры на номинальном режиме расход горючего на завесу составляет -3,5%. Подогрев керосина в охлаждающем тракте камеры сгорания и сопла составляет At=109°C. Скорость горючего в критическом сечении \¥охл = 21,1 м/с. Температуры стенки в критическом сечении со стороны газа Тст.г. = 616°К, со стороны жидкости Тст.ж. = 564°К (см. соответствующие данные по двигателю 11Д55).
Суммарные гидравлические потери в охлаждающем тракте составляют 18 ат.
Газогенератор двигателя 11Д55 (лист 51)
Газогенератор 4-камерного двигателя 11Д55 работает на основных компонентах топлива и вырабатывает газ при коэффициенте избытка окислителя ос < 1.
Компоненты топлива отбираются в газогенератор из основных магистралей за насосами.
Газ из газогенератора направляется в газовый коллектор турбины.
Генераторный газ служит для привода турбины ТНА и для наддува бака горючего (газ отбирается из газового коллектора турбины и охлаждается в теплообменнике кислородом, используемым для наддува бака окислителя).
Отработанный на турбине газ используется для создания тяги на агрегатах стабилизации и управления двигателя (поворотные рулевые сопла работают на газе, проведшем турбину).
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	ж. О2
- горючее	керосин Т-1
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя	1,076
- горючего	2,994
весовое соотношение компонентов	0,36
коэффициент избытка окислителя	0,107
давление в камере ГГ, ата	59
температура газа в камере ГГ, °C:	
- средняя	775
- максимальная	850
удельный импульс давления, с	90
диаметр камеры, мм	160
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,343
объём камеры, л	3,4
вес	5,7
Газогенератор представляет собой охлаждаемую камеру сгорания, выполненную в виде неразъемной сварной конструкции. Камера состоит из головки и цилиндрической части, оканчивающейся суживающимся насадком. К торцу насадка приваривается фланец, служащий для крепления газогенератора к ТНА. Для охлаждения газогенератора используется горючее.
Форсуночная головка
Головка газогенератора образована тремя днищами (см. схему головки газогенератора). Огневое (2) и среднее (3) днища скреплены между собой форсунками (1) и двенадцатью силовыми штифтами (5) и (12) с помощью развальцовки и сварки.
Наружное днище (4) приваривается к среднему днищу, и, кроме того, четыре штифта (12), расположенные на одной окружности, крепят наружное днище к блоку двух днищ.
На головке установлено тринадцать двухкомпонентных центробежных форсунок (1) с внешним смешением компонентов. Одна форсунка установлена в центре головки и по шесть форсунок размещено на двух концентрично-расположенных окружностях.
Полость горючего расположена между огневым и средним днищами. Горючее в головку поступает из охлаждающего тракта цилиндрической части камеры газогенератора и через тангенциальные каналы наружной полости двухкомпонентной форсунки впрыскивается в камеру сгорания.
Полость окислителя образуется средним и наружным днищами.
Конструкция наружного днища выбрана из условия получения минимального свободного объема перед форсунками окислителя. Наличие большого количества окислителя в полости головки перед форсунками может привести при выключении газогенератора к недопустимому повышению температуры генераторного газа на лопатках турбины.
Окислитель поступает в полость окислителя головки через фланец наружного днища и через тангенциальные каналы внутренней полости двухкомпонентной форсунки впрыскивается в камеру сгорания.
На головке установлены два штуцера (6), служащие для крепления пирозапальников.
Цилиндрическая часть и насадок
Внутренняя и наружная оболочки газогенератора соединены между собой при помощи гофрированных проставок (сеч. ГГ) и образуют тракт для прохода охлаждающей жидкости.
К торцам внутренней стенки приварены утолщенные кольца (9) и (11), выполненные из того же материала, что и внутренняя стенка, позволяющие получить надежные сварные швы цилиндрической стенки с огневым днищем головки и насадка с фланцем.
Рубашка цилиндра соединяется со средним днищем головки кольцевой накладкой (7), под которой образуется коллектор горючего .
К кольцевой накладке приварены штуцер (8) для присоединения продувочной магистрали с обратным клапаном и штуцер для замера давления горючего перед входом в полость головки (сеч. ВВ).
Коллектор насадка образуется кольцевой накладкой (10), привариваемой к наружной оболочке газогенератора и к бурту фланца.
К кольцевой накладке коллектора приварен патрубок для подвода горючего (сеч. ББ). Во фланце патрубка предусмотрена резьба для постановки дроссельной шайбы. При помощи дроссельной шайбы обеспечивается определенное соотношение гидравлических сопротивлений магистралей горючего и окислителя газогенератора.
В средней части камеры вварены два штуцера, сообщающиеся каналами с внутрикамерной полостью газогенератора для замера давления газов.
Воспламенение компонентов топлива
Для воспламенения компонентов топлива в газогенераторе служат два пороховых запальника, устанавливаемые на головке. Окислитель подается в газогенератор с некоторым опережением. Во избежание попадания окислителя в полость горючего головки при запуске двигателя через штуцер производится продувка полости. Продувка выключается непосредственно перед поступлением горячего в головку газогенератора.
Начальное давление в газогенераторе создается за счет горения запальников и горения порохового заряда стартера турбины, установленного, как и газогенератор, на газовом коллекторе турбины.
Материалы
В табл. 3-3 указаны материалы, применяемые при изготовлении основных деталей газогенератора.
Таблица 3-3
Наименование деталей	Материал
Внутренняя оболочка, гофры	Ст. Х18Н10Т
Наружная оболочка	Ст. 1Х21Н5Т
Наружное днище, фланец	Ст. Х18Н9Т
Припой для пайки оболочек	Г70НХ
Газогенератор двигателя 8Д719 (лист 51)
Газогенератор однокамерного двигателя 8Д719 работает на основных компонентах топлива при коэффициенте избытка окислителя ос < 1. Компоненты топлива отбираются в газогенератор из основных магистралей за насосами. Газ из газогенератора направляется в газовый коллектор турбины.
Генераторный газ служит для привода турбины ТНА.
Отработанный на турбине газ используется для испарения и нагрева кислорода в испарителе (газифицированным кислородом наддувается бак окислителя изделия) и затем направляется через блок дросселей газораспределителей к неподвижным рулевым соплам.
Часть газа отбирается после турбины, балластируется в смесителе горючим до t ~ ЗОО°С и направляется для наддува бака горючего изделия.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	ж. О2
- горючее	керосин Т-1
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя	0,197
- горючего	0,555
весовое соотношение компонентов	0,355
коэффициент избытка окислителя	0,105
давление газов, ата	40,3
температура газа в камере ГГ, °C:	
- средняя	735±60
- максимальная	900
диаметр камеры, мм	82
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,353
объём камеры, л	1,3
вес	2,4
Газогенератор выполнен в виде неразъемной сварной камеры сгорания с суживающимся насадком на выходе.
Форсуночная головка
В центре днища форсуночной головки установлена одна центробежная форсунка окислителя (14). Окислитель подводится к форсунке через фланец, к которому крепится клапан отсечки подачи окислителя в газогенератор. Перепад давления на форсунке окислителя 9,5 ат.
Горючее поступает из полости коллектора (16) через фильтр к 60 струйным форсункам распылителя (17), расположенным в два ряда. Перепад давления на форсунках распылителя 3,5 ат. Диаметр отверстия 0,8 мм.
На головке установлены две втулки (15) под пороховые запальники.
Два штуцера, приваренные к головке, используются для замера давления генераторного газа при стендовых испытаниях (сеч. ДД).
Камера газогенератора
Камера состоит из охлаждаемого цилиндрического участка и неохлаждаемого насадка. Внутренняя стенка и наружная рубашка цилиндра связаны между собой точечной сваркой по выштамповкам в рубашке.
Толщины внутренней стенки и рубашки 1,5 мм, зазор между ними равен 1,5 мм.
Для создания замкнутого тракта охлаждения камеры с обоих концов рубашки приварены коллекторы (18) и (19).
К торцу насадка приварен фланец, служащий для крепления газогенератора к сопловому аппарату турбонасосного агрегата.
Тракт горючего
Горючее подводится к штуцеру, установленному на коллекторе (19), проходит по межрубашечному тракту и охлаждает внутреннюю стенку. Из полости коллектора (18) через наружную магистраль горючее подается в полость коллектора распылителя (16) и через струйные форсунки распылителя (17) впрыскивается в камеру.
В угольнике (13) наружной магистрали горючего устанавливаются обратный клапан с давлением открытия 0,7... 1,2 кг/см2 и дроссельная шайба, служащая для гидравлической настройки линии горючего газогенератора.
Замер давления горючего в полости коллектора (18) производится через штуцер, приваренный к коллектору (сеч. ЕЕ).
Материалы
Все основные детали газогенератора выполнены из сталей Х18Н9Т, Х18Н10Т и 1Х21Н5Т.
Воспламенение компонентов топлива
Воспламенение компонентов в газогенераторе происходит от двух пирозапальников. Начальное повышение давления в газогенераторе создается за счет горения пороховых зарядов запальников и стартера ТНА. Газогенератор вступает в работу до окончания горения стартера и вместе со стартером выводит ТНА на номинальные обороты.
Камера двигателя 8Д43 (лист 52)
Двигатель 8Д43 предназначен для использования в связках двигателей 1-х ступеней двухступенчатых баллистических ракет. Разрабатывался в период 1960-1964 гг.
Двигатель 8Д43 автономный и при установке в связку имеет возможность качаться в одной плоскости. Ось качания проходит через область критического сечения.
Двигатель однокамерный, работает по схеме с дожиганием генераторного газа после турбины в основной камере. Состоит (рис. 3-6) из камеры, турбонасосного агрегата, газогенератора, агрегатов автоматики, узлов и деталей общей сборки.

Турбонасосный агрегат расположен под углом 15° к оси камеры и соединен с газоводом камеры сваркой. Вторая точка крепления ТНА к камере (кронштейн) расположена в закритической части сопла. Для компенсации температурных деформаций крепление ТНА к кронштейну выполнено подвижным.
Узел качания рамы двигателя соединен с бандажом камеры, располагаемым в области критического сечения. Бандаж состоит из двух половин, стягиваемых болтами.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли	51
-	в пустоте	57
топливо: - окислитель	АТ
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	130,05
-	горючего, в т.ч.:	50,02
-	- через газогенератор	5,6
—	на завесы	5,47
весовое соотношение компонентов топлива	2,6
коэффициент избытка окислителя	0,85
давление газов, ата:
-	в	камере сгорания	150
-	в	выходном сечении сопла	0,6
удельная тяга, сек:
-	у	земли	283,5
-	в	пустоте	316,0
удельный импульс давления, сек	172
относительная расходовалряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,9 объём камеры сгорания, л	17,75
литровая тяга, кгс/л	2875
коэффициент полноты удельной тяги	0,952
масса камеры, кг	155
Камера представляет собой неразъемную паяно-сварную конструкцию и состоит из газовода камеры сгорания с форсуночной головкой и сопла.
Газодинамический профиль камеры
При принятой геометрии камеры сгорания (Dk/Dkp = 1,718) имеют место потери как статического, так и полного давления по длине цилиндрического участка камеры. Потери статического давления составляют ~3,5%, потери полного давления —1,3%/
Входная дозвуковая часть сопла характеризуется плавными переходами для обеспечения минимальных потерь при течении газа в суживающемся канале.
Профиль сверхзвуковой части сопла спрофилирован методом характеристик с изломом образующей в критическом сечении.
Координаты сверхзвуковой части сопла приведены на рис. 3-7.
Радиус скругления угловой точки в области критического сечения выбран из технологических соображений и составляет ~0,15 Rkp.
Газовод
Газовод (1) выполнен в виде цельносварного криволинейного канала переменного сечения. Он состоит из трех частей, соединенных продольными швами. Один шов проходит по образующей максимального радиуса, два других - симметрично смещены с образующей минимального радиуса. Необходимость такой конструкции вызвана технологическими трудностями штамповки
толстостенной поверхности большой кривизны. Газовод заканчивается фланцем, к которому приваривается патрубок корпуса турбины.
Ось входного отверстия фланца смещена относительно оси газовода.
Газовод служит для подвода генераторного газа, прошедшего турбину, к головке камеры. По условиям компоновки двигателя при подводе газа к форсуночной головке осуществляется его поворот.
Перед входом газа в форсуночную головку установлена выравнивающая решетка (2), имеющая 217 отверстий (дОТв=11мм), равномерно расположенных на восьми концентрическим окружностях с одним отверстием в центре.
Потери давления в газоводе и на выравнивающей решетке (суммарно) —11,6 атм.
Форсуночная головка
Головка состоит из корпуса (3), выполненного в виде силового кольца со средним днищем, огневого днища (б), кольцевой проставки (5) и форсунок (4).
Форсуночная головка имеет две полости, полость окислительного генераторного газа, образованную корпусом головки и газоводом, и полость горючего, образованную корпусом головки и огневым днищем. Горючее в полость головки поступает из межрубашечного тракта камеры через 106 отверстий (dOTB= 6 мм), равнорасположенных по периметру кольцевой проставки.
На головке по концентрическим окружностям размещены двух-компонентные газожидкостные форсунки двухкаскадного типа (см. место I и рис. 3-8).

ФМ5
Каждая форсунка состоит из двух частей, соединенных между собой сваркой.
Внутренняя форсунка двухкомпонентная, струйная, с центральным отверстием для окислительного генераторного газа и четырьмя струйными вводами для горючего. Наружная форсунка однокомпонентная центробежная с тангенциальными входными каналами. Конус распыленного центробежной форсункой горючего защищает огневое днище от воздействия обратных токов горячих газов. Через наружные форсунки проходит 10-15% от расхода горючего, идущего на головку.
Корпус головки и форсунки выполняются из жаропрочных сталей. Огневое днище - из бронзового сплава для повышения надежности охлаждения. Кольцевая проставка, изготовленная из пластичной жаростойкой стали, введена в конструкцию для получения качественных сварных швов стального корпуса головки с бронзовым днищем. Шов между огневым днищем и проставкой осуществляется электроннолучевой сваркой, а проставки с корпусом головки - аргоно-дуговой. Герметичность и прочность соединения форсунок с деталями головки достигается их пайкой серебряным припоем.
К корпусу головки приварены пять штуцеров. Два диаметрально расположенных штуцера соединены сверлениями в корпусе головки с внутрикамерной полостью и служат для замера давления газов (сеч. ВВ). Переходные втулки устанавливаются в сверлениях до пайки форсуночной головки. Штуцер сеч. ГГ служит для замера давления горючего в полости головки. Штуцер, установленный в сеч. ДД, - для замера давления генераторного газа в полости перед форсунками. Пятый штуцер (сеч. ББ) предназначен для установки термопары, фиксирующей температуру генераторного газа в полости головки.
Камера сгорания и входной участок докритической части сопла
Внутренняя стенка выполнена из теплопроводного материала и имеет фрезерованные ребра по всей длине, причем на цилиндрическом участке камеры ребра имеют закрутку по отношению к образующей (для увеличения скорости жидкости).
В трех сечениях стенки камеры сгорания имеются пояса завесы, через которые охлаждающая жидкость подается на внутреннюю поверхность стенки.
Конструктивно каждый пояс завесы выполнен в виде 49 равнорасположенных по окружности тангенциальных отверстий с выходом в полость кольцевой канавки, проточенной на огневой поверхности стенки (см. место II и место III). Каналы просверлены под углом 82°30’ к радиусам с выходными диаметрами d = 1,15 мм (сеч. КК) и d = 1,18 мм (сеч. ММ).
Рубашка (9) выполнена из стали и соединяется со стенкой пайкой по вершинам ребер твердым припоем.
На наружной поверхности рубашки проточен кольцевой паз, служащий для постановки бандажа узла качания и крепления камеры к раме.
Соединение форсуночной головки с цилиндрической частью камеры и газоводом
Соединение головки с цилиндрической частью камеры производится с помощью сварки внутренней стенки с огневым днищем и рубашки с корпусом головки через соединительную накладку (7), состоящую из двух полуколец, см. сеч. ТТ.
К накладке приварены два штуцера: один предназначен для постановки датчика замера пульсаций давления горючего (сеч. ЕЕ), через второй производится продувка азотом магистрали горючего при запуске двигателя (сеч. ЖЖ).
Газовод с выравнивающей решеткой и корпусом головки соединяются одним сварным швом (место I).
Критическая область и закритическая часть сопла
Критическая область и закритическая часть сопла выполнены в виде двух узлов.
Стенка (11) области критического сечения выполнена из теплопроводного материала. На наружной поверхности стенки профрезерованы ребра (половина ребер выполнена укороченной длины). Рубашка состоит из двух секций, точеной (12) и штампованной (13), и переходного кольца (14), соединенных между собой сваркой.
Секция (13) выполнена из листового материала толщиной 5 = 2 мм.
Стенка и оболочка соединены между собой пайкой по вершинам ребер твердым припоем. После сборки оболочек (перед пайкой) докритическая часть внутренней оболочки развальцовывается.
На секции (12) рубашки предусмотрена площадка для центровки бандажа узла качания и крепления камеры.
Внутренняя стенка (20), выполненная из жаропрочной стали, имеет фрезерованные ребра и две кольцевые проточки у среза сопла (место VI). К торцу внутренней стенки приварено переходное кольцо (15), выполненное из пластичной стали, позволяющее получить качественный шов бронзовой и стальной внутренних стенок.
Наружная рубашка включает две штампованные секции (18) и (21), соединенные через кольцо коллектора (19), и переходное кольцо (17). Толщина листа штампованных секций 5 = 0,8 мм.
Рубашка и стенка соединены между собой пайкой твердым припоем по вершинам ребер и сваркой у среза сопла (место VI).
Коллектор состоит из кольца коллектора (19) и двух штампованных секций, соединенных сваркой. Толщина стенок коллектора 5 = 3 мм. К патрубку коллектора приварен переходник. К нему приваривается трубопровод подвода охладителя.
В кольце коллектора выполнено два ряда отверстий. Отверстия расположены по парам с равномерным шагом между парами. Взаимное расположение отверстий в кольце коллектора и межреберных каналов стенки показано в сеч. ИИ: две пары совмещенных отверстий (двух рядов) обеспечивают проход охлаждающей жидкости по четырем межреберным каналам.
Соединение частей
Части камеры и сопла соединяются между собой при помощи сварки, см. места IV и V. Внутренние стенки соединяются встык, рубашки - через соединительные кольца (10) и (16), состоящие каждое из двух полуколец.
Система охлаждения
Система охлаждения камеры комбинированная. Наружное охлаждение осуществляется горючим, проходящим по межрубашечному тракту. Внутреннее - горючим, поступающим через три пояса завесы на внутреннюю поверхность стенки камеры.
Горючее подводится через патрубок в коллектор и через отверстия в кольце коллектора поступает в межреберные каналы.
Большая часть горючего идет в направлении к критическому сечению. Меньшая часть идет к срезу сопла, перетекает через кольцевые проточки в межреберные каналы, не соединенные с коллектором, и по ним возвращается в направлении к критическому сечению. Такая схема при достаточно надежном охлаждении внутренней стенки позволила уменьшить гидравлические потери в охлаждающем тракте. В конце участка, образованного фрезерованными ребрами внутренней (стальной) стенки (место V), оба потока горючего соединяются и продолжают течение в сторону критического сечения к головке камеры сгорания и форсункам.
Положение коллектора относительно среза сопла выбрано с учетом гидравлического сопротивления участков охлаждающего тракта. При сборке обеспечивается взаимное расположение отверстий в кольце коллектора и межреберных каналов.
Горючее на внутреннее охлаждение отбирается из охлаждающего тракта камеры сгорания. Расход горючего на все пояса завесы составляет ~3% от суммарного расхода топлива через
камеру. Соотношение компонентов на начальном участке камеры у головки составляет аеГол (при соотношении компонентов топлива, проходящего через камеру аек.с. = 2,6).
На рис. 3-9 приведена схема охлаждения и геометрия охлаждающего тракта.
3,0
X - /73 _ , -Sb  88	<05 _ /74 _	/Я? ____________S2O
Мс/гплриал PlO^pLfC/f^	Бронза БрХС/д				ЧХ2/Н5Т Сталь Х/8Н10Т
&лт, М/t	3,8	i8+o		L	г			0,9	0,9 _
h™		4,3		3		-_3	3___	
&р»н			/	аз	
9‘	40°	о	о		0	о
/7 мм	/96	88S	/86	I 37£	'Ж	//80
ПОВЕРНУТЬ ВСЕ ЧАСТИ РИСУНКА РАЗДЕЛЬНО
	< мнят ЛБоХОЯ	Бронзе* БрХСЦВ	Turner#
S^.	сгм ЩЬ*	2нм	
Результаты расчета охлаждения для одного из вариантов двигателя с биметаллической стенкой на участке камеры сгорания ж титановой секцией сопла приведены на рис.3-10. В расчете расход горючего на все пояса завесы составлял 3,7% от расхода топлива через камеру. В этом варианте охлаждающая жидкость вводится в конце цилиндрической части камеры, охлаждает все сопло, а затем по внешнему трубопроводу подается на охлаждение цилиндрической части.
Воспламенение компонентов топлива
Двигатель работает на самовоспламеняющихся компонентах топлива. Камера запускается с опережением подачи в нее генераторного газа, что создает благоприятные условия для запуска.
Материалы
Для изготовления основных деталей камеры применяются следующие материалы, см. таблицу 3-4.
Таблица 3-4
Наименование деталей	Материал
Внутренние стенки цилиндрической части и области критического сечения; огневое днище	бронза БрХ0,8
Внутренняя стенка закритической части; форсунки	Ст. Х18Н9Т
Корпус головки; выпрямляющая решетка; газовод; фланец газовода	Ст. Х16Н6 (СН-2А)
Рубашки цилиндрической части, области критического сечения и закритической части сопла; накладка и кольцевая проставка головки; переходное кольцо внутренней стенки закритической части сопла; силовые и переходные кольца рубашки; переходник коллектора	Ст. 1Х21Н5Т
Кольцо коллектора; секция коллектора	Ст. Х18Н10Т
Припои:	
- для пайки форсунок	ПСр37,5
- для пайки узлов камеры сгорания и критической области сопла	ПМ-17
- для пайки узла закритической части сопла	ПЖК-35
Варианты конструкции
Кроме описанной здесь конструкции камеры, в процессе разработки было создано и испытано несколько других вариантов. Так, в конструкции головки был испытан вариант с двухкомпонентными газожидкостными форсунками: струйно-струйными и струйно(газ)-центробежными (жидкость). Кроме того, в полости горючего головки этого варианта был установлен дефлектор.
Прорабатывался вариант конструкции закритической части сопла с «открытыми гофрами». В этом случае на сопле было установлено два коллектора подвода жидкости. К одному, расположенному у среза сопла, подводился полный расход горючего. Затем часть жидкости охлаждала сопло, проходя между внутренней и наружной гофрированной оболочками, а другая часть перебрасывалась по наружным трубопроводам в коллектор, расположенный на другом конце этой части сопла (ближе к области критического сечения). Такая конструкция позволяла обеспечить охлаждение сопла, имея минимальные потери давления в охлаждающем тракте камеры.
Кроме того, рассматривался вариант приварного бандажа крепления камеры к ране двигателя.
Камера двигателя 8Д46
Двигатель 8Д46 является маршевым в двигательной установке II ступени двухступенчатой БР. Разрабатывался в 1960-1964 годах.
Схема двигателя 8Д46 такая же, как и двигателя 8Д43 (рис. 3-6) и включает в себя те же агрегаты (ТНА, газогенератор и пр.).
Отличие в конструктивном выполнении камеры связано с тем, что сопло её имеет бОльшую степень расширения в связи с использованием на II ступени ракеты.
Отличие схемы состоит в том, что на двигателе 8Д46 имеется баллон со сжатым газом для раскрутки ТНА, в то время, как ТНА двигателя 8Д43 раскручивается сжатым газом со стартовой установки.
Двигатель 8Д46 закрепляется в раме неподвижно и используется совместно с рулевым двигателем 8Д67.
Основные параметры камеры
тяга, тс:
-	у земли	—
-	в пустоте	58,7
топливо:
-	окислитель	АТ
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	130,05
-	горючего, в т.ч.:	50,02
-	- на завесы	5,47
весовое соотношение компонентов топлива	2,6
коэффициент избытка окислителя	0,85
давление газов, ата:
-	в камере сгорания	150
-	в выходном сечении сопла	0,14
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	326
удельный импульс давления, сек	172
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 1,9 объём камеры сгорания, л	17,75
литровая тяга, кгс/л	3310
масса камеры, кг	205
Газодинамический профиль камеры
Камера и сопло спрофилированы по тем же методикам, что и для двигателя 8Д43. Сравнение профилей двух двигателей представлено на рис. 3-7. Теоретический расчет газодинамического профиля сопла двигателя 8Д.46 проводился для давления на срезе сопла Ра = 0,1 ата.
Реальная камера выполнена с несколько более коротким соплом (диаметр среза 1470 мм вместо 1695 мм).
Сопло камеры и система охлаждения
Конструкция камеры двигателя 8Д46 аналогична конструкции 8Д43. Головка камеры, газовод, цилиндрическая часть (с поясами завесы) выполнены совершенно одинаково и имеют те же размеры.
Область критического сечения сопла выполнена аналогично, но имеет другие размеры закритической части, связанные с отличием в профилировании (см. лист 53).
Закритическая часть сопла имеет большую длину и, в связи с этим, разницу диаметров в начале и конце этой части. Поэтому половина фрезерованных ребер внутренней оболочки располагается не по всей длине, а начинается за коллектором подвода.
Во входном патрубке подводящего коллектора установлены два направляющих ребра (сеч. АА). Охлаждающая жидкость проходит из коллектора в межрубашечное пространство через отверстия в кольце коллектора, которые расположены по три через межреберный канал (место I и
сеч. АА). Часть жидкости (-65% общего расхода) направляется к критическому сечению, а другая часть (-35%) - на охлаждение конца сопла, перетекает через кольцевые проточки в каналы, не связанные отверстиями с полостью коллектора, и возвращается. Эти два потока вновь встречается и перемешиваются в месте II.
В этом месте производится и соединение двух частей сопла, причем кольцо-накладка, через которое соединяются наружные оболочки, выполнено неразъемным.
На рис. 3-11 показаны схема охлаждения и геометрия охлаждающего тракта камеры двигателя 8Д46, а на рис. 3-12 - результаты расчета охлаждения одного из вариантов камеры двигателя. Этот вариант отличается от действительной камеры материалами внутренней стенки и подводом горючего на охлаждение, а также величиной его расхода.

а?|
45*
/г ю
в 6
4
г\
	ЛХ	J)		OX	D
1	35	1,625	{0_		
г	.25.		{{_	25_	<S4
3	25	<t252	{2.	2O__	{?£.
4	25	1,/£	13		203
в	20	<042		50	206
6	20	{003	{£.	SO	i^L
7	xb	toz	{S		3,32_
8_	{5	<03	{7.		зЛ
9	20	{.202			
D^ia,
о
Газогенератор двигателя 8Д43 (лист 54)
Газогенератор двигателя 8Д43, выполненного по замкнутой схеме, работает на основных компонентах топлива и вырабатывает газ с избытком окислителя. Генераторный газ служит рабочим телом турбины ТНА. После турбины газ поступает в основную камеру, где дожигается.
Генератор П-готипа (классификация НИИ-1), двухзонный, с поясом дополнительного ввода избыточного компонента (окислителя). Охлаждается газогенератор горючим.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АТ
- горючее	НДМГ
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя, в т.ч.:	130,05
— через головку	68,70
— через смеситель	61,35
- горючего	5,6
весовое соотношение компонентов:	
- у головки	12,25
- после смесителя	23,2
коэффициент избытка окислителя	
- у головки	4,0
- после смесителя	7,58
давление газов, ата	
- у головки	294,8
- после смесителя	291,8
температура газов (средняя), °C:	
- у головки	1300
- после смесителя	490
удельная работоспособность газа (RT), кгсм/кг	17 020
относительная расходонапряжённость сечения, г/(ссм2,ата)	
- у головки	0,522
- после смесителя	0,962
вес	42
Газогенератор выполнен в виде неразъемного сварного агрегата и состоит из головки, охлаждаемой цилиндрической части и смесителя с неохлаждаемым корпусом.
Головка
Головка состоит из огневого днища, корпуса головки со средним днищем и сферического наружного днища.
В наружное днище вварена труба подвода окислителя к головке газогенератора. На конце трубы, расположенном в полости окислителя головки, профрезерованы два прямоугольных окна и приварен отражатель с отверстиями (сеч. ВВ и КК). Это обеспечивает уменьшение гидравлического удара при запуске газогенератора и выравнивание поля давлений в среде окислителя перед форсунками.
Полость горючего располагается между огневым и средним днищами и горючее в нее поступает из охлаждающего тракта через отверстия в бурте огневого днюца (сеч. ГГ).
На головке установлены 91 двухкомпонентная форсунка и 30 однокомпонентных форсунок окислителя пристеночного слоя (места I и II). Все форсунки центробежные с тангенциальными отверстиями (сеч. РР, 1111, ММ, ТТ) и расположены по концентрическим окружностям (сеч. ГГ). На рис. 3-13 и 3-14 показаны схема расположения форсунок на головке, их конструкция и
геометрические размеры и результаты проливок форсунок водой. На рабочем режиме форсунки головки имеют параметры, приведенные в таблице 3-5.
Таблица 3-5
параметр	компоненты	форсунка ядра	форсунка пристенка
бф, г/с	О	616	418
	г	61,6	—
дРф., ат	О	20	20
	г	4,0	—
№ ряЗа	Схема	Ko/t-io фару,	/ISl/yKOf^nQH		Оана-Камп,
					
6	£ н и i*	30	—	—	30
5		_3O		—	—
9		Jp	2//	—	—•
3		18	18	—	—
2		12	—	/2	—•
/			—	6	—
О		1	1	—	—
X		121	73	18	30
G$ [^*1		М>лшял OKU&geL	516	516	350
		по/шмл.	117	117	—
д/J, м		ffd/n/HK* MOW	19,0	19,0	Z&7
		палим* topoy 0ШМ	8S_	as	— 
Ac J			90*	90'	30'
			190*	190*	—
Afieofftrp tap-*r)		O/WCfff,	1,95	193	3,21
		eepnet	<20,31	2031	
при про.Аи6к.е ЗоЗой.

В центральной части полости горючего головки предусмотрен дефлектор. Уменьшая проходное сечение в зоне центральных форсунок ядра, дефлектор обеспечивает протекание горючего со скоростями, необходимыми для надежного охлаждения огневого днища.
Все детали головки связаны между собой аргоно-дуговой сваркой, а форсунки с днищами -пайкой.
На головке установлен штуцер (сеч. ЛЛ) замера давления и пульсаций окислителя перед форсунками.
Охлаждаемая цилиндрическая часть
Цилиндрическая часть состоит из двух оболочек, связанных между собой через гофрированные проставки с помощью пайки (сеч. СС).
Внутренняя стенка имеет приваренное к ней со стороны головки точеное кольцо большей толщины. Это обеспечивает качественный шов внутренней стенки с огневым днищем головки. Наружная оболочка приваривается к корпусу головки через накладку, состоящую из двух частей.
К накладке приваривается штуцер замера давления и пульсаций горючего на выходе из охлаждающего тракта газогенератора. Здесь же приваривается штуцер (сеч. ЖЖ), к которому присоединяется магистраль продувки перед запуском.
Смеситель с неохлаждаемым корпусом
Смеситель состоит из корпуса и приваренных к нему двух плоских днищ с форсунками. Между днищами расположена полость окислителя, который проходит туда из полости коллектора через отверстия в корпусе смесителя (сеч. ЕЕ).
Смеситель имеет 19 газожидкостных форсунок, по которым газ проходит из первой зоны газогенератора во вторую. Суммарная площадь проходного сечения газовых форсунок определялась из условия протекания газа со скоростями не более 100 м/с. Скорость газа ограничена допустимой величиной газодинамических потерь и эффективностью балластировки газа, идущего из первой зоны.
Балластировка газа осуществляется окислителем, проходящим через струйные форсунки газожидкостных форсунок и 36 центробежных однокомпонентных форсунок, установленных на переднем (по течению газа) днище смесителя. Жидкость впрыскивается через эти форсунки против направления газового потока. Эти предохраняет первое днище смесителя от прогара.
Все форсунки смесителя имеют сотовое расположение (сеч. ЕЕ).
На рис. 3-15 показана схема расположения форсунок, их геометрические размеры и параметры на рабочем режиме.
Тип <рОрс</НОК		Д5ух*опл. С--я^	Одноконп
Усло&нос		4$	.^L
Коли чест&е срореумок			3S
&ения		сопюЗи^	СО/паЗсО
0? Е£]	Оексрот, lafjat	3,91	
	ПО /9U/KA> окислил	0,747	^1
Д/^о [ctzn]	taja	~3	—
	/90 /9UNUC Окисли/*	16,0	4$0
2oS	Окиоли/п.	—	7S
Л (ееонегр. Юр-Ю)	Окислит.	—«•	4,03
Результаты предварительной проливки форсунок смесителя по линии жидкого окислителя представлены в таблице 3-6.
Таблица 3-6
параметр	компоненты	двухкомпонентная газожидкостная	однокомпонентная
бф, г/с	О	0,68	1,2
дРф., ат	О	19	19
Все форсунки устанавливаются в днищах с помощью пайки.
К корпусу смесителя приваривается неохлаждаемкй корпус второй зоны газогенератора. Он имеет цилиндрическую форму с плавным (по радиусам) переходом на меньший диаметр (см. газодинамический профиль).
Коллектор подвода окислителя к смесителю штампованный и состоит из двух частей.
К этому коллектору приварен штуцер замера давления окислителя. На цилиндрической части неохлаждаемого корпуса установлен штуцер замера давления газов после смесителя.
Корпус смесителя приваривается к внутренней оболочке охлаждаемой цилиндрической части и через силовую накладку - к наружной оболочке. Затем к обеим частям газогенератора приваривается коллектор подвода горючего с подводящим патрубком (сеч. НН). В силовой накладке имеются отверстия для прохода горючего в менрубашечный тракт наружного охлаждения.
Газогенератор заканчивается коленом с фланцем, по которому происходит стыковка (сварка) генератора с турбиной ТНА.
Настройка газогенератора по линии окислителя производится при проливке подбором дроссельной шайбы, установленной на входе в смеситель.
Затем устанавливается трубопровод подвода окислителя, который стыкуется с газогенератором по посадочным местам специальных наконечников и приваривается.
Запуск и работа
Запуск и срабатывание газогенератора производится следующим образом.
Окислитель по трубопроводу подвода поступает к головке и смесителю и впрыскивается в камеру газогенератора через соответствующие форсунки.
Горючее, пройдя по рубашке охлаждения, поступает в полость горючего головки и впрыскивается в камеру через форсунки головки.
Газогенератор запускается с опережением окислителя по отношению к горючему на 0,3-0,6 с.
Компоненты топлива самовоспламеняющиеся, поэтому воспламенение в камере газогенератора происходит беа дополнительных источников энергия«
После стабилизации процесса в камере у головкм образуется зона горения с температурой порядка 1350-1600°С. Температура газа в пристеночном слое - порядка 500-600°С.
После балластировки в смесителе температура газа снижается до ~490°С, после чего газ поступает на турбину и затеы в камеру сгорания, где и дожигается при оптимальном соотношении компонентов.
Неравномерность температурного поля генераторного газа, поступающего на турбину, ±35° от номинального значения.
Материалы
Силовые детали газогенератора (в частности, наружная оболочка охлаждаемой части) выполнены из высокопрочной стали Х17Н5МЗ (СН-3), термически обработанной до Св = ИО кгс/мм2.
Детали, подвергающиеся воздействию высокой температуры, изготавливаются из стали Х18Н9Т. К ним относятся: огневое днище, внутренняя оболочка газогенератора, форсунки, днища смесителя.
Пайка оболочек с гофрированными проставками осуществляется припоем Г70ЕХ.
Модификации
В более поздних разработках в конструкцию газогенератора были внесены некоторые изменения.
Материал СН-3 обнаружил способность расслаиваться (склонность материала к хрупкому разрушению) и был заменен другим, столь же высокопрочным, но лишенным этих недостатков, -СН-2А (Х16Н6).
Внутренняя оболочка охлаждаемой части стала изготавливаться с фрезерованными ребрами, так как такая конструкция обладает большей прочностью.
Дефлектор, установленный в полости горючего головки, оказывал большое влияние на распределение соотношения компонентов и расходонапряженности по сечению камеры сгорания (расход горючего через центральные форсунки был меньше). В то же время, как показали огневые испытания, охлаждение огневого днища обеспечивалось и без дефлектора. Поэтому в дальнейшем от него отказались.
Камера двигателя 8Д67 (листы 55,56)
Четырехкамерный двигатель 8Д67 используется как рулевой II ступени двухступенчатой баллистической ракеты (совместно с двигателем 8Д46). Разрабатывался в 1960-1964 гг.
Кроме четырех камер, в состав двигателя входят (см. рис. 3-16): турбонасосный агрегат с двумя турбинами, два газогенератора (один из которых вырабатывает газ с избытком горючего, другой -с избытком окислителя), пороховой стартер ТНА, агрегаты системы автоматики.

Газ, прошедший турбины, направляется на наддув баков ступени, причем газ, идущий на наддув бака горючего, предварительно балластируется в смесителе, установленном на выхлопном кожухе соответствующей турбины ТНА.
Все четыре камеры поворотные. Компоненты топлива подводятся от баков к камерам через гибкие шланги.
Тяга двигателя в пустоте 3150 кгс, удельная тяга 293 сек.
Основные параметры камеры
тяга, кгс:
-	в пустоте	787,5
топливо:
-	окислитель	АТ
-	горючее	НДМГ
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	1,703
-	горючего	0,947
весовое соотношение компонентов топлива	1,8
коэффициент избытка окислителя	0,588
давление газов, кгс/см2:
-	в камере сгорания	54
-	в выходном сечении сопла	0,09
удельная тяга, сек:
-	в пустоте	297
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,806 объём камеры сгорания, л	0,83
литровая тяга, кгс/л	948,8
масса камеры, кг	6,7
Камера состоит из головки, корпуса камеры сгорания и закритической части сопла. Сопло спрофилировано методом двух дуг.
Головка
Форсуночная головка камеры сгорания состоит из двух плоских (5) и (3) и одного сферического (1) днищ и двухкомпонентных форсунок (2).
Полость горючего образована огневым (5) и средним (3) днищами. Горючее попадает в эту полость непосредственно из охлаждающего тракта камеры.
Окислитель подводится по трубопроводу (7) в полость, образованную средним и наружным (1) днищами. Здесь же установлен сетчатый фильтр, причем его ось не совпадает с осью подводящего трубопровода (см. сеч. ЕОЕ), чтобы не закрывать отверстие штуцера (23).
Все днища выполнены из листовой стали путем штамповки.
На головке имеется 19 двухкомпонентнкх форсунок, расположенных по двум концентрическим окружностям (сеч. ДД). Каждая форсунка состоит (место I) из корпуса форсунки горючего и корпуса форсунки окислителя с завальцованным в нее донышком. Корпуса форсунок горючего завальцовываются в плоские днища, а затем запрессовываются форсунки окислителя (после окончательной сборки и сварки головки форсунки пропаиваются для обеспечения необходимой герметичности).
Все форсунки имеют одинаковые геометрические параметры (сеч. ЛЛ, ММ) и расход. Перепад давления на форсунках горючего - 10 кгс/см , окислителя - 5,6 кгс/см2.
На головке установлены: два штуцера замера давления в камере (сеч. ЖЖ), штуцер (6) замера давления окислителя перед форсунками и штуцер (23), в который ввертывается датчик замера пульсация давления в полости окислителя головки (см. сеч. ЕОЕ).
Корпус камеры сгорания
Корпус состоит из цилиндрической части, пояса завесы и входного участка сопла.
Цилиндрическая часть и входной участок сопла изготовлены из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками при помощи пайки.
Все проставки имеют наклонные к образующей каналы, а часть каналов последней перед критическим сечением секции закрыта проволочками (сеч. РР, ББ), что увеличивает скорость течения охлаждающей жидкости.
Внутренняя оболочка выполнена из жаропрочной стали толщиной 5 = 1,2 мм, а наружная - из пластичной нержавеющей стали толщиной 5 =1,5 мм. Зазор между оболочками 1,8 мм. Гофрированные проставки выполнены из материала толщиной 5 = 0,4 мм.
Пояс завесы
В конце цилиндрической части камеры сгорания установлен пояс завесы (лист 56, место II), состоящий из двух колец (19), (20) и накладки (16), состоящей из двух частей. Все эти детали соединяются между собой ар го но-дуговой сваркой.
В бурте кольца (20) просверлено шестнадцать тангенциальных (под углом 75° к образующей) отверстий D = 1 мм, а на торцевой поверхности кольца профрезерованы наклонные (под углом 70° к радиусу) зубья (сеч. ВВ и вид К).
К накладке (16) привариваются с двух противоположных сторон две переходные втулки (сеч. ИИ) и затем накладывается гофрированная проставка (17), состоящая из двух частей. Каналы этой проставки направлены вдоль образующей. В заключение приваривается накладка (18), состоящая из двух частей (поперечный шов находится в вертикальной плоскости, под кронштейнами), и к переходным втулкам привариваются штуцер (14) подвода горючего к поясу завесы и штуцер (25) замера давления в коллекторе пояса завесы.
Сборка корпуса камеры сгорания
Внутренние оболочки цилиндрической части камеры сгорания и входного участка сопла привариваются встык к соответствующим буртам колец (19) и (20) пояса завесы. После этого одеваются гофрированные проставки обеих частей корпуса.
К торцу внутренней оболочки цилиндрической части приваривается точеное кольцо (8) и этот шов прокатывается (проковывается) и полируется с внутренней стороны. После этого одевается гофрированная проставка (9), имеющая продольный разрез.
Наружные оболочки цилиндрической части камеры сгорания и входного участка сопла надеваются и привариваются к поясу завесы.
Корпус камеры сгорания подготовлен для сборки с закритической частью сопла и последующей пайки.
Закритическая часть сопла
Закритическая часть состоит из двух, связанных между собой через гофрированные проставки, оболочек.
Две первые секции гофрированных проставок имеют наклон каналов к образующей, каналы третьей секции идут вдоль образующей.
Кроме того, часть каналов первой от критического сечения секции закрыта проволокой.
Внутренняя стенка имеет толщину 5= 1,2 мм и заканчивается кольцом жесткости большей толщины. Кольцо приваривается к стенке встык.
Наружная оболочка выполнена из листовой пластичной стали толщиной 5 =1,0 мм и заканчивается кольцом большей толщины (13), к которому приваривается коллектор подвода горючего (12).
Зазор между оболочками 1,8 мм, толщина материала гофров 5 = 0,4 мм.
Б кольце (13) прорезаны пазы, расположенные под углом к образующей. Кольцо (13) наружной оболочки приваривается к кольцу жесткости внутренней стенки.
К коллектору (12) приварен штуцер (21) замера давления горючего в начале охлаждающего тракта.
Соединение частей
Внутренние стенки корпуса камеры и закритической части сопла свариваются между собой встык аргоно-дуговой сваркой; шов проковывается и полируется с внутренней стороны. На этот шов накладывается лента припоя, гофрированная проставка, имеющая поперечный разрез (см.сеч. НН), и подкладка (11), состоящая из двух частей. Затем наружные оболочки свариваются через накладку (10). Накладка (10) состоит из двух частей и имеет два поперечных шва. Причем швы накладки (10) не должны совпадать с разъемами подкладки (11).
После этого камера (без головки) подвергается пайке с предварительным вакуумированием межрубашечного пространства.
Затем внутренняя стенка камеры приваривается к огневому днищу головки (через утолщенное кольцо (8)), а наружная оболочка через накладку (4) приваривается к среднему днищу головки.
К накладке (4) приварено четыре штуцера (сеч. ДД): (22), в котором устанавливается термопара замера температуры горючего после охлаждающего тракта; (24) - для установки датчика замера пульсаций давления в полости горючего головки; (15) - отбора горючего на пояс завесы; (26) -давления горючего перед форсунками.
Узлы крепления и подводящие трубопроводы
К корпусу камеры приварены два кронштейна, к которым на шпильках крепятся цапфы с шариковыми подшипниками (вид Г).
Крутящий момент передается от рулевой машинки к камере через шлицы на одной из цапф.
Для обеспечения подачи компонентов топлива к поворотным камерам без нарушения герметичности предусмотрены два гибких шланга.
Они представляют из себя трубы, выполненные из фторопласта (внутренний диаметр 10 мм) и покрытые наружной оплеткой иг нержавеющей проволоки.
Трубы вместе с оплёткой зажимаются в муфтах специальной конструкции, а муфты, в свою очередь, привариваются к трубопроводам, идущим от баков, с одной стороны, и к камере - с другой.
Система охлаждения и запуск
Окислитель подводится к головке камеры по трубопроводу (7), горючее - к коллектору (12) одновременно.
Окислитель попадает в камеру сгорания при запуске с опережением горючего на 0,1 с.
Камера имеет наружное и внутреннее охлаждение: первое обеспечивается проходящим между оболочками камеры горючим, а второе - горючим, поступающим в камеру через пояс завесы.
Горючее через пазы в кольце (13) попадает в межрубашечный зазор, проходит вдоль всей камеры, огибая пояс завесы, и поступает в соответствующую полость головки. На рис. 3-17 показаны основные геометрические размеры и характеристики охлаждающего тракта камеры.

После охлаждающего тракта часть горючего отбирается и через штуцер (14) подводится к поясу завесы. Проходя через тангенциальные отверстия в кольце (20), горючее получает закрутку и через зубчатую насечку ровной пеленой выходит в камеру сгорания. Центробежная сила прижимает пелену к стенке камеры. Расход горючего через пояс завесы равен 0,184 кг/с, т.е. -7% суммарного расхода компонентов через камеру.
На рис. 3-18 представлены результаты расчета охлаждения варианта камеры.

Специального зажигания в камере не требуется, так как компоненты самовоспламеняющиеся.
Материалы
Основные детали камеры выполнены из следующих материалов (см.таблицу 3-7).
Таблица 3-7
Наименование деталей	Материал
внутренняя оболочка; гофрированные проставки; детали головки; кольца завесы	Ст. Х18Н9Т
наружная оболочка	Ст. 1Х21Н5Т
припой для пайки оболочек	Г70НХ
Испытания
В процессе сборки сварные швы испытываются на герметичность керосином в течение 30 мин. Собранная камера испытывается на прочность водой при давлении 75 кгс/см2 в течение 5 мин., а затем на герметичность воздухом при давлении 40 кгс/см2 в водяной ванне в течение 10 минут. Течи не допускаются.
Газогенераторы двигателя 8Д67 (лист 57)
Двигатель 8Д67 имеет два газогенератора - восстановительный и окислительный. Генераторы вырабатывают газ для привода соответствующих турбин ТНА. После турбин мятый газ идет на наддув баков ступени.
Восстановительный газогенератор
По схеме организации процесса в камере газогенератор относится к 1типу, т.е. когда весь расход компонентов подается через головку.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АТ
- горючее	НДМГ
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя	0,038
- горючего	0,222
- суммарный	0,260
весовое соотношение компонентов	0,17
коэффициент избытка окислителя	0,0556
давление в камере, ата	48
диаметр камеры, мм	50
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,276
вес (сухой)	0,9
Газогенератор представляет собой неразъемную сварную, охлаждаемую горючим конструкцию, состоящую из головки и корпуса камеры.
Головка
Головка состоит из двух днищ, которые приварены к одной двухкомпонентной форсунке, расположенной в центре.
Полость горючего расположена между днищами. Штуцер подвода окислителя приварен непосредственно к форсунке.
Линия горючего форсунки - тангенциального типа, линия окислителя - со шнековым завихрителем. Перепад давления на форсунке и горючего, и окислителя АРф = 7 кгс/см2 (на рабочем режиме).
Геометрические параметры форсунки показаны на рис. 3-19.

I
веские nofjDarmmftbt ^OCjOCt/^OK.
1________ . ___:-------
На наружном днище головки приварен штуцер замера давления горючего.
Корпус камеры
Корпус камеры состоит из внутренней и наружной оболочек, соединенных между собой гофрированной проставкой при помощи пайки (сеч. ББ).
К одному торцу внутренней оболочки приварено кольцо большей, чем оболочка, толщины, а к другому - сужающийся насадок с фланцем. Здесь же приварен коллектор подвода горючего.
Соединение частей
Утолщенное кольцо внутренней оболочки корпуса приваривается непосредственно к огневому днищу головки. Наружная оболочка приваривается к наружному днищу через соединительную накладку.
Запуск и работа
Горючее подводится через специальный штуцер к коллектору, проходит охлаждающий тракт, образованный оболочками, и через форсунку поступает в камеру.
Окислитель подводится к форсунке и далее в камеру. Так как компоненты самовоспламеняющиеся, то специальных источников зажигания не требуется.
После стабилизации процесса в камере образуется зона горения с температурой порядка 790°С. Неравномерность температурного поля генераторного газа, поступающего на турбину, составляет ±40° от номинального значения.
После срабатывания на турбине и балластировки горючим в смесителе температура газа снижается до 250°С и он направляется на наддув бака горючего изделия.
Окислительный газогенератор
По схеме организации процесса в камере этот генератор относится ко II типу, т.е. избыточный компонент впрыскивается в камеру не только со стороны головки, но и через специальный элемент ввода, расположенный в средней части камеры газогенератора.
Основные параметры газогенератора
компоненты топлива:	
- окислитель	АТ
- горючее	НДМГ
расход компонентов, кг/с:	
- окислителя, в т.ч.:	0,821
— через головку	0,390
— через дополнительный ввод	0,431
- горючего	0,039
весовое соотношение компонентов	
- у головки	10
- на выходе	21
коэффициент избытка окислителя	
- у головки	3,27
- на выходе	6,87
давление в камере, ата	52
диаметр камеры, мм	50
относительная расходонапряжённость сечения, г/(ссм2,ата):	
- у головки	0,421
- после дополнительного ввода окислителя	0,845
вес (сухой)	1,05
Газогенератор представляет собой сварную, охлаждаемую окислителем конструкцию, состоящую из головки и корпуса камеры.
Головка
Головка состоит из двух днищ, приваренных к двухкомпонентной форсунке. Между днищами располагается полость окислителя. Штуцер подвода горючего приварен непосредственно к форсунке.
Геометрические параметры форсунки показаны на рис. 3-19. Перепад давления и по линии горючего, и по линии окислителя форсунки (на рабочем режиме) равен ЛРф =10 кгс/см2.
На наружном днище головки приварен штуцер замера давления окислителя перед форсункой.
Корпус камеры
Корпус камеры состоит из двух оболочек, спаянных между собой через гофрированные проставим (сеч. АА). К одному торцу (левому) внутренней оболочки приварено кольцо большей, чем оболочка, толщины. К другому торцу - пояс дополнительного ввода окислителя и сужающийся насадок с фланцем.
Ввод балластирующего окислителя осуществляется через три центробежные форсунки с шнековыми завихрителями. Геометрические размеры и параметры форсунок показаны на рис. 3-19.
К наружной оболочке и кольцу пояса дополнительного ввода окислителя приварен коллектор. На коллекторе установлен штуцер подвода окислителя и штуцер замера давления перед форсунками дополнительного ввода.
Внутренняя оболочка через утолщенное кольцо приваривается к огневому днищу оболочки, а наружная - через переходную накладку - к наружному днищу.
Запуск и работа
Окислитель, подведенный к коллектору газогенератора, разделяется да две части: одна сразу направляется к форсункам дополнительного ввода, а другая - к головке.
Газогенератор охлаждается окислителем, идущим в головку. Охлаждающим трактом служит межрубашечное пространство, образованное оболочками корпуса.
Горючее подводится к форсунке по трубопроводу.
Газогенератор запускается с опережением подачи окислителя примерно на 0,05 сек. Компоненты топлива самовоспламеняющиеся, поэтому не требуется специальных зажигательных устройств.
После стабилизации процесса в камере у головки образуется зона горения с температурой порядка 1700-1750°С. После балластировки температура газа снижается до 375-400°С. Неравномерность температурного поля генераторного газа, поступающего на турбину, ±30° от номинального значения.
Материалы
Все детали обоих газогенераторов выполнены из стали Х18Н9Т. Оболочки и гофрированные проставки пропаиваются припоем Г70НХ.
В конструкции обоих газогенераторов, с целью унификации, использованы одинаковые основные детали и узлы (одинаковые не только по конструкции, но и по размерам).
Камера двигателя РО-1 (лист 58)
Жидкостный ракетный двигатель одноразового действия РО-1 предназначен для II (маршевой) ступени ЗУР. Разрабатывался совместно с КБ главного конструктора Исаева А.М. в 1958-1962 гг.
Двигатель имеет две одинаковые камеры сгорания (рис. 3-20), тяга которых может изменяться. Кроме того, одна из камер (1) может быть отключена. Всё это позволяет изменять тягу в диапазоне от 6000 до 600 кгс и устойчиво работать на любом режиме.

Кроме камер, в состав двигателя входят: турбонасосный агрегат, два газогенератора (один из которых может отключаться (3)), пороховой стартер турбины и агрегаты системы автоматики.
Удельная тяга двигателя (приведённая к земным условиям с учётом расхода топлива на привод TH А) изменяется от 230 с (максимальный режим двух камер) до 166 с (минимальный режим одной камеры). Двигатель выходит на режим 90% максимальной тяги за 1,5 с и устойчиво работает до высоты 32 км. Сухая масса двигателя 85 кг.
Основные параметры камеры
макс. мин.
режим режим тяга, кгс:
- у земли	2970	599
топливо: - окислитель	АК-27И	
- горючее	ТГ-02	
секундный расход, кг/с: - окислителя	9,765	2,666
- горючего, в т.ч.:	2,713	0,740
- на завесу у головки	0,32	0,087
- на завесу у сопла	0,32	0,087
весовое соотношение компонентов топлива	3,6	
коэффициент избытка окислителя	0,78	
давление газов, ата: - в камере сгорания	67,4	18,4
- в выходном сечении сопла	0,901	0,246
удельная тяга, сек: - у земли	238	176
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата)	0,665	
объём камеры сгорания, л	6,1	
литровая тяга, кгс/л	487	98,4
масса камеры, кг	17
Камера представляет собой сварную неразъемную конструкцию, состоящую из головки, цилиндрической части и сопла. Сопло спрофилировано двумя радиусами с промежуточной конической поверхностью. Внутренние размеры камеры представлены на газодинамическом профиле.
Головка
Головка состоит из силового корпуса (12), плоских огневого (7) и среднего (9) в сферического наружного (6) днищ, центробежных (8) и струйных (5) двухкомпонентных форсунок и кольца завесы (13).
Полость окислителя образована огневым и средним, а полость горючего - средним и наружным днищами.
Окислитель подводится к головке через патрубок (14) и попадает в полость окислителя из коллектора через 30 радиально-наклонных отверстий диаметром 5 мм, просверленных в корпусе (12). Коллектор окислителя занимает 300° окружности головки.
Горючее поступает в соответствующую полость головки из межрубашечного пространства через сетчатый фильтр и 36 осевых отверстий D = 4 мм, просверленных в корпусе головки.
Огневое и среднее днища выполнены из листовой нержавеющей жаропрочной стали толщиной 2 мм.
Общее число форсунок - 79, из них центробежных - 61. Расположение форсунок - сотовое, причем в центре каждой соты (кроме центральной) находится струйная форсунка, а 24 центробежные форсунки составляют окружность по внешнему диаметру огневого днища (вид А). Такое расположение форсунок обеспечивает равномерное поде расходонапряженности по
сечению камеры сгорания и улучшение полноты сгорания компонентов путем увеличения глубины фронта горения.
Центробежная форсунка (место I) состоит из корпуса окислителя и запрессованной в него форсунки горючего с завальцованньм в нее донышком. Корпус окислителя имеет четыре (D = 1,4 мм), а форсунка горючего - два (D = 1 мм) тангенциальных отверстия (сеч. И-И, Л-Л). Струйная форсунка имеет три боковых отверстия (D = 1,2 мм) окислителя, расположенные под углом 30° по бокам форсунки, и одно центральное отверстие горючего (D = 0,85 мм) (сеч. 1111). Герметичность и прочность деталей центробежной форсунки обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, заложенным в проточку на форсунке горючего, а между всеми форсунками и днищами (7) и (9) - развальцовкой форсунок и пайкой тем же припоем, устанавливаемым в виде листовой прокладки (с отверстиями) на днище. Пайка производится в закууме.
Перепады давлений на форсунках окислителя 12,8-14,5 кгс/см2 и 0,945-1,07 кгс/см2, на форсунках горючего 18,5-21 кгс/см2 и 1,37-1,55 кгс/см2 на максимальном и минимальном режимах, соответственно.
Кольцо завесы (13) имеет 36 отверстий D= 1,1 мм), равнорасположенных по окружности и просверленных под углом 20° к оси камеры (сеч. ВВ), для обеспечения подачи охлаждающего горючего на стенку камеры сгорания. Подвод горючего к кольцу завесы осуществляется из полости горючего головки через штуцер (26) (сеч. ЕЕ), приваренный к коллектору (10), и через 12 отверстий D = 4 мм, просверленных в корпусе головки (12). На штуцер (26) устанавливаются сетка и жиклер (25), которые могут быть заменены через штуцер (24) при настройке расхода через завесу.
К наружному днищу (6) приварены ребра жесткости (4), но эти ребра, делая наружное днище жестче, не связывают его с блоком огневого и среднего днищ.
На головке установлены штуцеры замера давления горючего (3), окислителя (27) и отбора горючего на пояс завесы (2) из стакана (1) с сетчатым фильтром.
Все детали головки (кроме форсунок) соединяются между собой аргоно-дуговой сваркой.
Цилиндрическая часть камеры сгорания и входной участок сопла
Эта часть камеры выполнена из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками пайкой кислотостойким припоем. Толщина внутренней оболочки 1 мм, наружной -2 мм (на цилиндрической части) и 1,5 мм (на входном участке сопла), материала гофра 0,5 мм, зазор между оболочками -2,1 мм.
Каналы гофрированных проставок направлены вдоль образующей, кроме последней перед критическим сечением сопла секция. Каналы этой секции направлены под углом 52° к образующей и наружные части каналов заполнены проволоками и припоем, что увеличивает скорость охлаждающей жидкости в этой части тракта (см. аналогичное сечение ММ закритической части сопла).
В начале цилиндрической части к внутренней оболочке приварено кольцо большей толщины для обеспечения качественной сварки оболочки с головкой. Сварной шов между оболочкой и этим кольцом прокатывается и после этого устанавливается начальная секция гофрированной проставки (/=12 мм), состоящая из двух частей.
На цилиндрической части камеры сгорания установлен штуцер замера давления в ней (сеч. ГГ).
Пояс завесы
В конце цилиндрической части камеры установлен пояс завесы. Он состоит из кольца завесы (17), приваренной к нему накладки (16) и коллектора завесы (18).
В кольце завесы просверлено 24 тангенциальных отверстия D = 1 мм, выходящих в прорези проточки (ширина проточки 2,5 мм) кольца завесы (сеч. КК). Эти прорези выполнены дисковой
фрезой D = 20 мм и толщиной 1,5 мм. Входная часть отверстий просверливается сверлом D = 3 мм. Кольцо завесы приваривается к внутренней оболочке и не приваривается к наружной.
Силовая связь по наружной оболочке осуществляется коллектором (18) и подкрепляющей секцией гофра (15). Коллектор штампованный, состоит из двух частей и изготовлен из стали толщиной 2 мм.
Для прохода охлаждающей жидкости вокруг пояса завесы в соответствующих частях наружной оболочки просверлены отверстия, а на секциях гофра изготовлена поперечная проточка.
Горючее подводится от головки камеры к поясу завесы через штуцер (сеч. ДД), в котором устанавливается жиклер для настройки расхода через завесу.
Закритическая часть сопла
Эта часть сопла по конструкции аналогична входной части и изготовлена из тех же листовых материалов и такой же толщины. Наклон каналов первой после критического сечения секции гофров к образующей равен 49°.
Подвод горючего к камере осуществляется через штуцер (23) с дроссельной шайбой в коллектор подвода (22) и далее через ряд отверстий в наружной оболочке в межрубашечный зазор. По наружным каналам гофрированной проставки охлаждающая жидкость растекается в обе стороны от коллектора. Часть жидкости, пошедшая на охлаждение конца сопла, поворачивается во внутренние каналы гофрированной проставки через поперечную проточку в гофрах и фаску в конце секции.
Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки.
Соединение частей и пайка
Собранные и подготовленные к пайке цилиндрическая часть камеры с входным участком сопла и закритическая часть сопла свариваются между собой по внутренним оболочкам швом (аргонодуговая сварка) в критическом сечении.
Затем на этот шов накладывается секция гофра с припоем, подкладка (20) и накладка (19). Все эти детали состоят ив двух частей. Накладка приваривается к наружным оболочкам частей сопла и заваривается ее поперечный стык.
Пайка с предварительным вакуумированием межрубашечного пространства производится всей камеры целиком (без головки).
Секция гофра в критическом сечении имеет наклон канала 41° к образующей, скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении достигает 16 м/с.
Воспламенение компонентов топлива в камере
Компоненты топлива самовоспламеняющиеся, т.е. специального зажигательного устройства не требуется. При запуске горючее попадает в камеру сгорания несколько позже окислителя, т.к. требуется время на заполнение горючим мекрубашечного пространства. Это обеспечивает более мягкий запуск.
Узлы крепления
Камеры скрепляются между собой двумя кронштейнами (11) и (21). Кронштейны соединяются между собой болтами, а затем свариваются.
Крепление двигателя к изделию осуществляется посредством четырех кронштейнов (28) (по два на каждой камере) с бобышками. Обе камеры должны устанавливаться в строго определенном положении относительно оси двигателя, поэтому отверстия в бобышках под болты крепления сверлятся на собранных камерах в приспособлении.
Кронштейны (28) коробчатого типа, выполнены из листовой стали.
Материалы
Основные детали камеры изготовлены из следующих материалов (см.таблицу 3-8).
Таблица 3-8
Наименование деталей	Материал
корпус головки, днища, форсунки, кольца завес, внутренняя оболочка, гофрированные проставки, кронштейны	Ст. Х18Н9Т
наружная оболочка, коллектор пояса завесы	Ст. 1Х21Н5Т
припой:	
- для пайки форсунок	Г40НХ
- для пайки оболочек	Г70НХ
Газогенераторы двигателя РО-1 (лист 59)
В состав двигателя входят два газогенератора. Газогенератор-1 предназначен для привода турбонасосного агрегата (ТНА) при двух работающих камерах. Он отключается одновременно с одной из камер сгорания теми же отсечными клапанами. Газогенератор-2 служит для привода ТНА в течение всей работы двигателя с момента запуска до выключения. Подача компонентов от насосов к газогенератору-2 осуществляется через регулятор тяги и стабилизатор соотношения компонентов газогенератора. Посредством этих агрегатов изменяется режим работы газогенератора.
Основные параметры газогенераторов на всех режимах работы двигателя приведены в таблице 3-9.
Таблица 3-9
Оба газогенератора представляют собой охлаждаемую камеру сгорания, выполненную в виде неразъемной сварной конструкции. Камера состоит из головки и корпуса с приваренным к нему фланцем крепления к ТНА. Оба газогенератора охлаждаются горючим.
Г азогенератор-1
Форсуночная головка
Головка плоская и состоит из трех днищ: огневого, среднего и наружного. Полость горючего находится между огневым и средним, а окислителя - между средним и наружным днищами. Окислитель подводится к головке через штуцер, приваренный в центре наружного днища; горючее - из охлаждающего тракта.
К штуцеру подвода окислителя крепится узел Б, состоящий из обратного клапана, дополнительного объема, задерживающего поступление окислителя в камеру газогенератора при запуске (примерно на 0,1-0,2 сек.), жиклера и фильтра.
Огневое и среднее дшща соединяются между собой через форсунки (развальцовка и пайка), к среднему днищу приваривается наружное (здесь же устанавливается сетчатый фильтр).
Общее число форсунок - 19, из которых 13 - горючего и 6 - окислителя. Все форсунки однокомпонентные, центробежные, с винтовым завихрителем. Расположение форсунок на головке - сотовое с центральной и периферийными форсунками горючего. Форсунка состоит из корпуса, винтового завихрителя и сопла (место I). Завихритель и сопло закрепляется в форсунке путем завальцовки ее корпуса. Зазор между днищами фиксируется 6-ю распорными втулками, установленными на форсунки окислителя.
Головка приваривается к внутренней оболочке корпуса и через коническое кольцо, образующее коллектор головки, к наружной оболочке корпуса газогенератора.
Корпус газогенератора
Корпус цилиндрической формы состоит из двух оболочек, выполненных из стали толщиной 1,5 мм. Оболочки соединены между собой точечной сваркой по выштамповкам, расположенным в шахматном порядке на наружной стенке. Выштамповки одновременно являются фиксаторами величины межрубашечного зазора. Это кольцевое пространство между стенками служит охлаждающим трактом камеры газогенератора.
Подвод горючего к охлаждаемому тракту осуществляется через штуцер (1), приваренный к входному коллектору (2). В штуцер (1) вмонтирован обратный клапан и жиклер. На выходе из охлаждающего тракта установлена фильтрующая сетка.
На газогенераторе имеются три штуцера замера давления: в полости окислителя головки, горючего в полости коллектора головки и в камере сгорания.
Г азогенератор-2
Конструкция этого газогенератора аналогична предыдущей.
На головке газогенератора-2 расположены также 13 форсунок горючего и 6 - окислителя. Но для увеличения прочности между огневым и средним днищами расположено 12 глухих хвостовиков (см. схему головки).
Камера газогенератора-2, в отличие от камеры газогенератора-1, выполнена с двумя зонами с различным соотношением компонентов, т.е. имеет дополнительный ввод горючего в средней части корпуса. Горючее отбирается из коллектора головки через штуцер (7), подводится к штуцеру (6) на коллекторе (4) и поступает в камеру через четыре центробежные форсунки, расположенные в камере против потока газа. По конструкции эти форсунки аналогичны форсункам головки.
Такая конструкция обусловлена тем, что газогенератор-2 работает в более широком диапазоне изменения давления (в 5,13 раза против 2,62 раза в газогенераторе-1). Организация горения прк
ос = 0,282 (ае = 1,3) у головки обеспечивает устойчивую работу и уменьшение сажеобразования при минимальном давлении, а дополнительный ввод горючего доводит ос на выходе до 0,151 (ае = 0,7), т.е. газ, поступающий на турбину, имеет необходимую температуру.
Газогенератор-2-й имеет утолщенную (2 мм) внутреннюю стенку корпуса камеры, что обеспечивает надежную работу на минимальном режиме, когда расход горючего существенно уменьшается и охлаждение стенок становится хуже.
Горючее подводится в охлаждающий тракт через штуцер (3), приваренный к кольцу (5) входного коллектора.
На газогенераторе имеется четыре штуцера замера давлений: в полости окислителя головки, горючего в полости коллектора головки и в камере сгорания (2 шт.).
Специального зажигания в генераторах не требуется, т.к. компоненты топлива самовоспламеняющиеся.
Все детали обоих газогенераторов выполнены из стали Х18Н9Т.
Раздел IV. Двигатель КБ главного конструктора Степанова В.Г.
Камеры двигателя Р201-300 (листы 60-62)
Двигатель предназначен для установки на крылатую ракету, запуск которой производится с самолета-носителя. Двигатель рассчитан на одноразовое применение и используется для разгона, набора высоты и горизонтального полета.
Двигатель начал разрабатываться в 1960 году и в настоящее время находится в серийном производстве.
В состав двигателя Р201-300 входят две камеры (стартовая и маршевая), турбонасосный агрегат, газогенератор, пороховой стартер турбины и агрегаты системы автоматики (рис. 4-1).

На стартовом режиме работают обе камеры, затем одна камера отключается. Тяга маршевой камеры может изменяться.
Двигатель выходит на 95% тяги стартового режима за 1,3-3,: с, запуск обеспечивается до высоты 14 км.
Сухой вес двигателя не более 112 кг.
Таблица 4-1. Основные параметры двигателя
	режим работы двигателя		
	стартовый	маршевый макс. | маршевый мин.	
	две камеры	одна камера	
Высота полёта, км	10	25	25
Тяга, кгс	8200	1250	600
Удельная тяга, с	262	255	255
Суммарный расход топлива, кг/с	32,21	5,29	2,46
Стартовая камера (листы 60, 61)
Основные параметры камеры
тяга, кгс:
-	на высоте 10 км	7000
топливо:
-	окислитель	АК-20И
-	горючее	ТГ-02
секундный расход, кг/с:
-	окислителя	20,74
-	горючего	5,76
-	суммарный	26,5
весовое соотношение компонентов топлива	3,6
коэффициент избытка окислителя	0,765
давление газов, кгс/см2:
-	в камере сгорания	75
-	на срезе сопла	0,556
удельная тяга, сек:
-	на высоте 10 км	264
относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(ссм2,ата) 0,665 объём камеры сгорания, л	11,5
литровая тяга, кгс/л (на высоте 10 км)	609
Камера представляет собой паяно-сварную, неразъемную, охлаждаемую горючим конструкцию и состоит из головки, цилиндрической части с докритическим участком сопла и закритической части сопла.
Головка
Головка камеры сгорания состоит из двух плоских (5) и (6) и двух сферических (3) и (4) днищ и корпуса головки (7). На головке расположено 159 двухкомпонентных центробежных форсунок (1).
Полость окислителя находится между двумя плоскими днищами. Два сферических днища обеспечивают подвод окислителя от фланца, расположенного по оси камеры, к соответствующей полости. Сферические днища соединены между собой сваркой через стакан (2), к которому приварен и фланец подвода окислителя.
Полость горючего образована плоским (5) и сферическим (3) днищами.
Все днища приварены к точеному корпусу головки, в котором просверлены радиальные отверстия для прохода окислителя и осевые - для прохода горючего из охлаждающего тракта (лист 61, сеч. ББ). Перед этими отверстиями установлены сетчатые фильтры, предотвращающие засорение отверстий форсунок.
Схема расположения форсунок на головке и их геометрические размеры и параметры представлены на рис. 4-2. Ядро головки имеет расходонапряженность в 2,9 раза больше, чем в пристеночном слое, что обеспечивает устойчивую работу камеры сгорания при высоких давлениях.
Распоиккувенис на еаловке:
Ядро — сотовое
1 промел^. —сотовое
Параметр^	fy&iep ностЬ		-ф“	
Я?ро	ШТ.	55	—	—
{промеЛе.	ШТ.	—	30	—
ZпромеЛе.	ШТ.	—- 	зч-		—
Пристенок	п /~Г	——	——	to
Диаметр 6x0906 Г~и1	мм	1.3	/	1
Диаметр БходоБ (J-cfe	ММ	Z,1		1,3
Радиус Pf	мм	—		Кг
Радиус Рг	мм	—		•7*
Проикивра водой.				
&Р<р. еорюиеео ОКислит.	аг.	6	6	в 6
Gga горючего ОКислит.	Г/ /сек.	Ж ^33	zofitqs 57*zs	ZOt6to,5 57*$s
да б сроке-			45	so
Форсунки паяные и устанавливаются в днища с развальцовкой и последующей пайкой (место I), что обеспечивает прочность и герметичность соединения плоских днищ.
Кроме пристеночного слоя, создаваемого форсунками, у головки создается пояс завесы, предохраняющий стенку камеры от прогара. С этой целью в корпусе головки просверлено 36 отверстий, направляющих горючее на стенку (сеч. ВВ). Горючее подводится к поясу завесы из охлаждающего тракта через два штуцера (12), которые запрессованы в корпус головки и припаяны к нему. В эти штуцеры ввинчиваются фильтры (13). Под фильтр устанавливается жиклёр, который может быть заменен при настройке гидравлических трактов через штуцер (14) с пробкой (15).
На головке установлен штуцер замера давления окислителя перед форсунками (сеч. ЛЛ).
Цилиндрическая часть с докритическим участком сопла
Эта часть камеры состоит из двух оболочек: наружной и внутренней, спаянных между собой посредством гофрированных проставок.
Проставим имеют наклон гофров относительно образующей в пределах 40-50°, что увеличивает скорость охлаждающей жидкости. Толщина материала гофров 0,5 мм.
Оболочки изготовлены из двух частей каждая, т.е. имеют поперечные швы. В начале внутренней оболочки приварено точеное кольцо большей, чем оболочка, толщины, что обеспечивает надежную последующую приварку оболочки к корпусу головки.
Для повышения эффективности наружного охлаждения зазор между стенками имеет ступенчатый переход от величины 2,5 мм, до величины 2,15 мм в районе критического сечения сопла.
Наружная оболочка на цилиндрической части имеет толщину 3 мм.
На цилиндрической части камеры установлен штуцер замера давления в камере сгорания (сеч. ГГ).
Закритическая часть сопла
Эта часть камеры, также как и предыдущая, состоит из двух оболочек, соединенных между собой посредством гофровых проставок. Первая от критического сечения секция гофров имеет наклон каналов к образующей; остальные секции имеют продольное расположение гофров. Также имеется переход величины зазора от 2,15 до 2,5 мм.
К наружной оболочке закритической части сопла приварен коллектор подвода горючего, состоящий из двух штампованных частей. В коллектор вварено кольцо с отверстиями, увеличивающее жесткость коллектора.
Горючее, которое является охладителем камеры, подводится к фланцу, приваренному к литому тройнику (11), и затем по двум трубопроводам направляется в коллектор. Из коллектора через отверстия, просверленные в наружной оболочке, охлаждающая жидкость попадает в наружные каналы гофрированной проставки и разделяется на две части. Одна часть направляется к головке, а другая - к срезу сопла, где поворачивается во внутренние каналы гофров и возвращается к головке, охлаждая конец сопла.
На рис. 4-3 представлены результаты предварительного расчета охлаждения и гидравлических потерь в охлаждающем тракте стартовой камеры.

Соединение частей
Обе части корпуса камеры соединяются между собой сварным швом по внутренним оболочкам в критическом сечении. На этот шов накладывается секция гофра (с углом наклона каналов -65°), состоящая из двух половин. Затем устанавливается подкладка (10) и накладка (9) и завариваются швы на наружных оболочках. Детали (9) и (10) состоят из двух частей. Сварка - аргоно-дуговая.
Затем производится вакуумирование межрубашечного пространства и пайка.
Соединение головки с корпусом камеры производится приваркой внутренней ободочки цилиндрической части камеры к корпусу головки и сваркой наружной оболочки с наружным сферическим днищем через накладку (8).
На накладке (8) устанавливается штуцер замера давления горючего перед форсунками (сеч. ММ).
Крепление камеры
Двигатель на ракете крепится тремя кронштейнами (16) (лист 61). Кроме того, на стартовой камере имеется кронштейн (17) со сферической опорой и две проушины (18), к которым крепится маршевая камера.
Испытания
Испытание камеры на прочность производится водой при давлении 120 кгс/см2 и на герметичность - воздухом в водяной ванне при давлении 75 кгс/см2 в течение 10 минут.
В процессе проливки подбираются необходимые сечения дроссельных шайб, установленных во фланцах подвода окислителя и горючего, а также жиклеров в узлах подвода горючего к поясу завесы.
Материалы
Основные детали камеры изготовлены из следующих материалов (таблица 4-2).
Таблица 4-2
Наименование деталей	Материал
детали головки и другие точеные детали; внутренняя оболочка	Ст. Х18Н9Т
гофрированные проставки	Ст. Х18Н10Т
наружная оболочка	Ст. 1Х21Н5Т
припои:	
- для пайки форсунок	Г40НХ
- для пайки оболочек	Г70НХ
Маршевая камера (лист 62)
Таблица 4-3. Основные параметры
	старт.	марш, макс.	марш, мин.
тяга, кгс:	1200	—	—
- на высоте 10 км - на высоте 25 км топливо:	—	1250	600
- окислитель		АК-20И	
- горючее секундный расход, кг/с:		ТГ-02	
- окислителя	3,66	3,86	1,85
- горючего	1,065	1,052	0,50
- суммарный	4,725	4,912	2,35
весовое соотношение компонентов топлива	3,44	3,66	3,70
коэффициент избытка окислителя давление газов, кгс/см2:	0,723	0,768	0,777
- в камере сгорания	28,4	30,5	14,5
- на срезе сопла	0,182	0,194	0,0925
удельная тяга, сек: - на высоте 10 км	254	—	—
- на высоте 25 км	—	255	255
относительная расходонапряжённость сечения у головки,	0,764	0,730	0,735
г/(с-см2,ата) литровая тяга, кгс/л (на соотв. высоте)	240	250	120
объём камеры сгорания, л		5	
Маршевая камера состоит из четырех частей: головки, цилиндрической части, критического участка сопла и закритической его части.
Все эти части свариваются между собой при окончательной сборке камеры непосредственно по внутренним оболочкам, а по внешним оболочкам - с помощью накладок.
Головка
Головка маршевой камеры конструктивно выполнена так же, как и на стартовой камере, но отличается от нее размерами, числом форсунок и некоторыми другими деталями.
На головке расположено 55 двухкомпонентных центробежных форсунок. Схема расположения форсунок и их основные размеры показаны на рис. 4-4. Расположение: в центре - сотовое и по периферийной окружности.

На головке имеется кольцо завесы с отверстиями, направляющими горючее на стенку камеры сгорания. Горючее к поясу завесы поступает из коллектора в конце охлаждающего тракта через один штуцер. Конструкция его аналогична конструкции таких же штуцеров стартовой камеры.
К сферическому днищу головки приварен штуцер замера давления окислителя перед форсунками, а на накладке, соединяющей головку с цилиндрической частью камеры, штуцер замера давления горючего перед форсунками (сеч. ВВ).
Цилиндрическая часть камеры
Оболочки этой части камеры связаны между собой пайкой через три секции гофрированных проставок с наклонными, по отношению к образующей, каналами.
Проставки большей длины имеют поперечные кольцевые проточки, связывающие наружный и внутренний каналы гофров. Это обеспечивает большую равномерность температуры охлаждающей жидкости по периметру сечения.
На цилиндрической части камеры установлен штуцер замера давления в камере сгорания (сеч. ГГ).
Критический участок сопла
Внутренняя оболочка этого участка выполнена в виде биметаллической вставки. Она состоит из стальной стенки и бронзовой, в которой профрезерованы продольные каналы.
Стальная стенка изготавливается из листового материала и имеет в заготовке цилиндрический участок после сечения, где диаметр достигает величины Dkp. На наружную поверхность такой стенки в специальном приспособлении наплавляется бронза. Затем производится ее механическая обработка: токарная до получения заданной толщины биметаллической оболочки и дисковой фрезой прорезаются каналы таким образом, чтобы толщина ребра по всей длине была одинаковой. В докритической части этого участка введены дополнительные укороченные ребра переменной толщины с тем, чтобы не увеличивать шаг ребер выше допустимой (с точки зрения условий прочности и охлаждения) величины.
После этого внутренняя оболочка вставляется в наружную, закритическая часть первой развальцовывается до соприкосновения с внутренней поверхностью второй, и производится их пайка по вершинам ребер.
Закритическая часть сопла
Эта часть камеры состоит из двух стальных оболочек, спаянных между собой через гофрированные проставки. Первая (от критической части) проставка имеет наклонные к образующей каналы.
Наружная оболочка собирается из двух частей, так что между ними образуется щель. Части оболочки соединяются накладкой.
Затем производится сборка и пайка закритической части сопла (с вакуумированием межрубашечного пространства).
После этого в накладке прорезается щель большей ширины, чем между частями наружной оболочки (чтобы не повредить гофрированной проставки), и к накладке приваривается коллектор подвода охладителя.
Система охлаждения
Некоторые основные размеры охлаждающего охлаждения, тракта показаны на рис. 4-5. На рис. 4-6 показаны результаты расчета охлаждения маршевой камеры на стартовом и минимальном маршевом режимах.

				Off		Ush				Xadodu -Ц
о		1 О	| ffff		О		jg| os 1		| 09	•8
					r>					uu
				£b 1ЛШ						uu 2
	. i-S	об	шо					z			UH
sb		sb	sb				s	I sb	sb	UH
0’2		0'2	0'2		o't		2	1 0'2	0'2	ин у
о>	I	O>	O>		z о	и	El	1	o>	HU
	ISHSfX ^troujj			ff'o x<*g						nbfUSLLD 41/>ндс{э±ГЩ
										
		^*'*******^^							1 J	Z-"' 8
								у f j		Ь	 tU
f	i s	Г	J	?	i §	. < 1	> f	' i $	f §				LI	J лээ^ 3
										Y v
SSJ	Sh '	" S9 1	'oh	fif	/72	OS.	52*	'SL	SL	Л
			O9£							
10~6
Крепление камеры
К головке камеры приварен кронштейн, а на коллекторе подвода горючего - две проушины, с помощью которых маршевая камера прикрепляется к стартовой.
Материалы
Основные детали маршевой камеры изготовлены из следующих материалов (табл. 4-4).
Таблица 4-4
Наименование деталей	Материал
детали головки и другие точеные детали; внутренняя оболочка (в т.ч. и критического участка сопла)	Ст. Х18Н9Т
наплавка критического участка сопла	бронза БрХ0,8
гофрированные проставки	Ст. Х18Н10Т
наружная оболочка	Ст. 1Х21Н5Т
припои:	
- для пайки форсунок	Г40НХ
- для пайки гофров к оболочкам	Г70НХ
- для пайки биметаллической оболочки	ПМ-17
Газогенератор двигателя Р201-300 (лист 63)
Газогенератор двигателя имеет две зоны с различным соотношением компонентов в них (газогенератор II типа). Это достигается за счет того, что горючее впрыскивается в камеру не только со стороны головки, но и через специальную балластную решетку, расположенную в средней части камеры газогенератора. Кроме того, часть каналов, по которым подводится к газогенератору и окислитель, и горючее, может быть перекрыта одновременно с отключением стартовой камеры. Выбранная схема обеспечивает надежную и устойчивую работу газогенератора на всех режимах работы двигателя (рис. 4-7). Позиции, указанные на рисунке, соответствуют позициям листа.
о
Таблица 4-5. Основные параметры газогенератора
	старт.	марш, макс.	марш, мин.
топливо:			
- окислитель		АК-20И	
- горючее секундный расход, кг/с:		ТГ-02	
- окислителя	0,443	0,170	0,0485
- горючего	0,542	0,207	0,0592
- суммарный	0,985	0,377	0,1077
весовое соотношение компонентов топлива:			
- у головки		2,5	
- после решётки коэффициент избытка окислителя		0,82	
- у головки		0,525	
- после решётки		0,172	
давление газов, кгс/см2 температура газов, °C:	57	21	7,5
- у головки		2100	
- на выходе		900	
относительная расходонапряжённость сечения, г/(с-см2,ата):			
- у головки	0,385	0,400	0,320
- после решётки	0,611	0,635	0,508
диаметр камеры, мм		60	
Газогенератор состоит из двух технологических узлов: головки с цилиндрической частью первой зоны и балластной решетки с корпусом второй зоны.
Головка газогенератора
Головка состоит из корпуса (1), в котором установлены форсунки окислителя (3) и горючего (5), составляющие двухкомпонентную форсунку. К головке приваривается цилиндрический участок, состоящий из внутренней (7) и наружной (6) оболочек. Оболочки соединяются между собой точечной сваркой по выштам-повкам наружной оболочки.
Форсунка окислителя запрессовывается в корпус и зажимается в нем гайкой-жиклером (2), а форсунка горючего также запрессовывается и закрепляется в корпусе путем завальцовки специального буртика.
Форсунки выявлены сечениями ГГ, ДД, ЕЕ, ЖЖ, а геометрические параметры приведены на рис.4-8. Обе форсунки центробежные, двухступенчатые, обе ступени с тангенциальными отверстиями.
Окислитель подводится к форсунке через отверстие жиклера (2) и по сверлению в корпусе головки от бокового штуцера (сеч. ББ).
Горючее подводится к форсунке прямо из охлаждающего тракта по специальным сверлениям в корпусе головки (сеч. И) и через боковой штуцер (4).
На головке также расположен штуцер (16), через который часть горючего отводится после охлаждения газогенератора.
На выходе из охлаждающего тракта установлен сетчатый фильтр.
Рабочие чертежи основных деталей головки представлены на листах 64 и 65.
Балластная решетка
Балластная решетка представляет собой корпус (9), в который вставлено 13 двухступенчатых центробежных форсунок (место I и рис. 4-8). Первая ступень - два тангенциальных отверстия в
корпусе форсунки (19), а вторая состоит из сопла (20) и винтового завихрителя (21). Сопло и завихритель завальцованы в корпусе форсунки. Сами форсунки, в свою очередь, запрессовываются с последующей завальцовкой в корпус балластной решетки.
Шаг amjpaviu Si
Балластная решетка имеет два коллектора подвода горючего, образованные центральной перегородкой и двумя боковыми, которые загнуты и совместно сварены. Предварительно внутри этих коллекторов устанавливаются сетчатые фильтры. К коллекторам приварены два штуцера подвода горючего (10) и (16).
Рабочие чертежи основных деталей балластной решетки представлены на листах 66 и 67.
Горючее подводится к форсункам из коллекторов по соответствующим сверлениям.
Газ проходит из первой зоны газогенератора во вторую через четыре щели в корпусе решетки (сеч. ВВ).
К корпусу балластной решетки приваривается внутренняя оболочка второй зоны газогенератора (12), состоящая из цилиндрической части и сужающегося насадка, и наружная оболочка (11). Оболочки связаны между собой точечной сваркой. Затем к оболочкам приваривается коллектор (15) со штуцером (13) ввода горючего в охлаждающий тракт газогенератора и фланец (14).
Оболочки (11), (12), так же как (6) и (7), выполнены из листовой стали толщиной 2 мм.
Части газогенератора соединяются между собой приваркой первой зоны к соответствующему бурту балластной решетки. Наружная оболочка этой зоны приваривается к решетке через переходную накладку (8).
Все детали газогенератора выполнены из стали Х18Н9Т.
Работа газогенератора на разных режимах
Горючее подводится к штуцеру (13) и проходит в охлаждающий тракт газогенератора. По осевым сверлениям в решетке (сеч. ВВ) горючее проходит в межрубашечное пространство первой зоны. Охладив газогенератор, часть горючего направляется к форсунке (5), а другая часть через штуцер (18) выходит во внешнюю магистраль и направляется к штуцеру (16) решетки.
Одновременно, если двухпулевой отсечной клапан (25) (см. рис. 4-7) открыт, горючее поступает и к штуцеру (10) решетки и через штуцер (4) - к другой ступени форсунки горючего (5).
Окислитель через штуцер (сечение ББ) и жиклер (2) поступает к ступеням форсунки (3).
Гидравлическая схема двигателя сконструирована таким образом, что во время запуска окислитель приходит в газогенератор на 0,2-0,3 с позже горючего.
Когда клапаны (25) и (26) закрываются, то прекращается подача горючего во вторые ступени форсунок на головке и в решетке (к штуцерам (4) и (10)), а окислителя к жиклеру (2). Это происходит одновременно с отключением стартовой камеры.
Изменение расхода через газогенератор во время работы маршевой камеры производится специальным регулятором в зависимости от скорости ракеты.
Испытания
Испытание газогенератора на прочность производится при давлении 125 кгс/см2 и на герметичность - воздухом в водяной ванне при давлении 60 кгс/см2.
В процессе проливки подбираются проходные сечения жиклеров, установленных в штуцерах подвода компонентов к различным магистралям газогенератора. Таким образом обеспечиваются заданные расходы через газогенератор на всех режимах работы.
Через штуцер (17) замеряется давление газа в первой зоне камеры газогенератора.
Материалы, применяемые в конструкциях камер и газогенераторов ЖРД
В таблице 2 приведены некоторые материалы, применяемые в конструкциях камер сгорания и газогенераторов ЖРД.
Принятые обозначения
tHcn температура испытания
Е модуль нормальной упругости, определённый статическим методом св	предел прочности при растяжении
cs	предел текучести при растяжении
т	сопротивление	срезу
5	относительное	удлинение после разрыва
\|/	относительное	сужение шейки после разрыва
ан удельная ударная вязкость при изгибе
у	удельный вес
ос	термический коэффициент линейного расширения
классы стойкости
I	длительное время
II	при кратковременной работе
III	очень ограниченное время
IV	не стоек
Таблица 2
3/н 00478/086
Тираж 1000 экз.
ВИНИТИ