/
Text
Экз. Я4
КБ НПО ЭНЕРГОМАШ
АЛЬБОМ КОНСТРУКЦИЙ ЖРД
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ПОД РЕДАКЦИЕЙ
доктора технических наук Б Н. КАТОРГИНА
доктора технических наук В. К. ЧВАНОВА
СОСТАВИТЕЛИ
к. т. и. .1. Л. ТОЛСТИКОВ, д. т, и. Б. И. КАТОРГИН
в. В. К. ЧВАНОВ, к. т.
и. Ю. Н. ТКАЧЕНКО
1992 г.
ССДЕРГАН1Е
Т1ДК0СТНЫЕ ГАЗЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
(кислород + керосин Т-1)
(кислород + НЕЛ?)........
(АК-27И + керосин TM-I65)
(АК-27И + ГДЕ)..........
(азотный тетроксид + НДМГ)
(фтор + аммиак) .....
(перекись водорода +
-I)
53
КС ШОС-ООО
КА! ЕРЫ СГОРАНИЯ
(РД-214)
70
КС И00-000 (PI-30I) ...............
КС 00.1723.0100.0000.00.0 (РД-120)
КС 00.0520.0100.0000.00.0 (РД-170)
Смесительная головка
Экспериментальная КС
Экспериментальная КС
Экспериментальная КС
00.0520.0100.0100.00.О (ИО РД-170)
ИК. Э.722-1000
ыгообменник 00.0520.0840.0000.00.0 (Ра--1-76)
ЕНЕРАТСГЫ
IT Д381-000 (РД-119) ....................... 99
IT Т300-000 (РЕ-219) ......................ICI
IT М300-000 (РД-253) ......................104
IT М320-000 (наддува баков РД-253) ......................107
ГГ Г300-000 (РД-301) .......................но
IT 00.1723.0300.0000.00.0 (РД-120) ......................112
IT 00.0520.0303.0000.00.0 (РД-170) ......................115
ТУРБОНАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ
ТНА Д600-100 (РД-107) ................................... не
ТНА T240-I00 (РД-219) .................................. 125
ТНА М200-100 (РД-253) .................................. 129
ТНА Г220-200 (РД-301) ...................................134
ТНА P210-000 (РД-510) .......• •........................
ТНА 00.1723.0200.0000.00.0 (РД-120) ....................
ТНА 00.0520.0200.0000.00.0 (РД-170) ....................
БУСТЕРНЫЕ НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ
БНА окислителя 00.1723.0203-0500.00.0 (РД-1*.О) ......... 161
БНА окислителя 00.0520.0204.0000.00.0 (РД-170) .......... 165
содергание
Д1ДКОСТНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
РД-107 (кислород + керосин Т-1) .............................. 4
РД-119 (кислород + НД'.ТГ)................................... 15
РД-214 (АК-27И + керосин TM-I85)............................. 23
РД-219 (АК-27И + НЖ)......................................... 30
РД-253 (азотный тетроксид + НЖГ)............................. 37
РД-301 (штор + аммиак) ...................................... 44
РД-510 (перекись водорода + РГ-Т) ........................... 53
КА’ЛЕРЫ СГОРАНИЯ
КС и80-000 (РД-119) .......................................60
КС Д172-000 (РД-214) ...................................... 63
КС TI40-000 (РД-219) ...................................... 66
КС Ш00-000 (РД-253) ...................................... 70
КС П00-000 (РД-301) .......................................73
КС 00.1723.0100.0000.00.0 (РД-120)...........................75
КС 00.0520.0100.0000.00.0 (РД-170)...........................81
Смесительная головка 00.0520.0100.0100.00.О (КС РД-170) .....84
Экспериментальная КС ЗУ 530.3.722-0050 .....................87
Экспериментальная КС ЭУ 535.Э.722-4050 .....................90
Экспериментальная КЗ №.. Э. 722-1000 ..................... 93
Зеплообменник С»‘.0520.0840.0000.00.С (РД-170) ................
96
ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ
ГТ Д381-000 (РД-П9) ...................... 99
ГГ Т300-000 (РД-219) . .....................ЮI
IT M300-Q00 (РД-253) ......................104
ГТ Т.1320-ООО (наддута банов РД-253) ......................107
ГТ Г300-000 (РД-301) .......................по
ГТ 00.1723.0300.0000.00.0 (РД-120) .........................112
IT 00.0520.0303.0000.00.0 (РД-170) .........................115
ТУРБОНАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ
ТНА Д600-100 (РД-107) ......................................П8
ТНА T240-I00 (РД-219) .................................... 125
ТНА М200-100 (РД-253) .....................•...............129
ТНА Г220-200 (РД-301) ................................... 134
ТНА P2I0-000 (РД-510) .....................................141
ТНА 00.1723.0200.0000.00.0 (РД-120) .....................147
ТНА 00.0520.0200 .'0000.00.0 (РД-170) .....................153
БУСТЕРНЫЕ НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ
БНА окислителя 00.1723.0203-0500.00.0 (РД-120) ......... 161
БНА окислителя 00*0520.0204.0000.00.0 (РД-170) .......... 165
АГРЕГАТЫ АВТ0?Ш1ЖИ
Регулятор расхода Г47Т-500 (фтор, РД-301) ....................169
Регулятор расхода М472-2ОО (НЖГ, РД-253) .................... 173
Дроссель P48I-I00 (перекись водорода РД-510) ................ 177
Дроссель 00.0520.0480.0100.00.0 (керосин, РД-170) ........... 180
Редуктор давления Г429-400 (упр.газ, РД-301) ................ 182
Редуктор давления Д429-900 (упр.газ, РД-119) ............... 185
Редуктор давления Д452-200 (НДМГ, РД-119) ................... 190
Регулятор командного давления 00.0520.0474.0100.00.0(РД-Т70).. 194
Корректор M469-I00 (газ ГГ, РД-253) ...................... 199
Газораспределитель Д497-500 (газ ГГ, РД-119) ................202
Пневмопривод 00.0520.0487.0400.00.0 (РД-170) ............... 204
Клапан 00.0520.0400.0000.00.0 (керосин, РД-170) ............208
Клятгян 00.0520.0408.0200.00.0 (керосин, РД-170) ............210
Клапан 00.0520.0409.0000.00.0 (кислррод, РД-170)............213
Клапан 00.0520.0420.0300.00.0 (керосин, РД-170) ............216
Клапан 00.0520.0420.0600.00.0 (керосин.РД—170) .............218
Злектрспневмоклапан 00.0357.0358.0000.00.0 ........ 220
Электропневмоклапан 00.0520.0425.ОТ00.00.0 (РД-170) ........223
Пироклапан Д492-800 ( РД-119 ) ..............................226
Пироклапан M40I-300 (АТ, РД-253) ..........................228
Клалэя пиромембрэнный М456-400 (ffip.IT, Рд-253)
230
Клапан пиромембранный M494-I00 (ЛТ, РД-253) ............ 230
Клапан обратный 00.0520.0486.0200.00.0
Клапан обратный 00.0520.0420.0200.00.0
Клапан обратный 00.0520.0490.0300.00.0
(РД-170) ........... 235
(РД-170) ........... 235
(РД-170)
ОБЩЕЙ СБОРКИ
Пусковой бачок 00.0520.0601.0200.00.0 (РД-170) ..........240
Трубопровод запуска 00.1723.0602.0600.00.0 (РД-120) ......243
Трубопроводы Д086-120 (РД-214) ,
00.0520.0605.4050.00.0 (РД-170) 9
М002-470 (РД-253) ,
M005-I30 (РД-253)
Компенсаторы 00.0521.0605.3100.00.О (РД-170) ,
М003-300 (РД-253) ........................................249
<•
Узел качания 00.0520.0603.8500.00.0 (РД—170) ..................254
Шаровая опора
T040-I60 (РД-219)
........................ 257
Заглушка Д170-800 (РД-214) .......................... 257
I. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Жидкостный ракетный двигатель РД-107 предназначен для созда
ния реактивной тяги и управляющих моментов, необходимых для
сообщения ракете заданных параметров движения. Двигатель устанав
ливается на первую ступень ракеты "Восток".
- четырехкамерный жидкостный ракетный
двигатель с подачей компонентов топлива одним турбонасосным
агрегатом выполнен по схеме без дожигания продуктов газогене-
рации в камере.
Привод топливных насосов осуществляется газовой турбиной,
которая работает на парогазе, образующимся в реакторе при раз-
ложении перекиси водорода под воздействием катализатора.
,'т вала турбины через мультипликатор приводятся во вращение
также центробежные насосы перекиси водорода и жидкого азота,
которые осуществляют подачу перекиси водорода в реактор и жид-
кого азота в испаритель.
Управление
режимом работы двигателя производится путем
изменения давления и расхода перекиси водорода, а, следователь-
но, г парогазе, идущего .для привода турбины. Это изменение па-
м от системы уппавле-
связанный с редуктором точной настройки, который, в свою очередь
управляет редуктором перекиси водорода.
Изменение сопротивления дроссельных устройств производится
с помощью приводов, управление которыми осуществляется от систем
СОБ и СОБИС ракеты.
Для обеспечения бескавитационной работы насосов производит-
ся нялпун баков ракеты азотом, который подается насосом и, про-
ходя через испаритель, газифицируется за счет использования
тепла парогаза, выходящего из турбины.
Двигатель РД-107 имеет рулевые агрегаты, создающие управ-
ляющие моменты относительно центра масса ракеты, представляющие
собой качающиеся в специальных опорах на подшипниках две камеры.
Ось качания рулевых агрегатов перпендикулярна оси сопла и пере
секается с ней.
Рулевые агрегаты устанавливаются
в специальные отсеки на
хвостовой части блока ракеты и
трубопроводами соединяются с
двигателем.
й двигателя и останов его осущест-
Запуск, управление работо
вляется по электрическим командам,
подаваемым системой управле-
ния ракеты на соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработан в 1954 - 1957 годах.
ОСНОВНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЕ
Топливо:
окислитель
горючее
кислород жидкий
керосин (топливо Т-1)
Компонент парогазогенерации
перекись водорода кон-
центрации 82+3,5%
(по массе)
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ РД-1О7
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ РД “ 107
ЦИКЛОГРАММА РАППТЫ
<0
к
К МАНО
МЯТРУи
АГРЕГА
ас
II
451
ю
В •
ДРГНАЖН
II лссс.сш
НАДДУВ
I) AIWI3
ДРГНА ж
ТУРКИНЫ
ОТРАВИТА1 IIН:1И
ЛЛРС1 АП
w п
jnr
30
а
о
ВОЗДУХ
ВАЛЛОНА
УПРАИ -
ЛЕ НИЯ
УСТАНОВКИ
ПРОДУВКА ф
п
X
ООО
ООО
ОО
ООО
ООО
ОО
но
ап
IO
1О
30
» tn: псп иля какрл^-кллплн горючего з □ мза
а»30-ЭЛИМТРОЛ»1ИИМПКЛЛЛЛ11Ы в-рулкллл KAMI?
РЛСХОДИ1ЫГ IIIAI1ПЫ: 7- ПИРОПЛМ1И1 ЛТК льнын УС тг
Ч1и»:тял *j г? 1з
-клапаны оярлтньт.ао -редуктор д
,а<1-кллллн ДРКнлжныи ад
-I МД1РОР1! Д»уИТОГ»,
К ЛАГ*Л11 A TIC Trt SJ-HACCf
* сточйго эв -
Зв-РГДУЦтОР ДЛППГШШТ()>)11!......AClPOllUII V 1 ПОДО1 -РИ
33 -НАСОС nifPHKHCt» IWJ1OPIH1A 3<| ||-цУ).1пп х
ЯЛ()|( !'1!РЛТНЬ1Х И ПАПАШ) Я Ав
- ПИРШЛЛПЛП OTCI!'IIICM
Компонент системы наддува
баков изделия
азот жидкий,концентрация
по объему не менее 90%
Номинальная тяга на режиме
главной ступени с учетом тяги
выхлопных патрубков турбины:
у Земли, кН
в пустоте, кН
757
(77,1 тс)
(94,2 тс)
Номинальное абсолютное
давление газсв в камере, 'Ла 5,85
(59,7 кгс/скГ)
Номинальное абсолютное
давление газов в выходном
сечении сопла,
(0,4 кгс/см2)
Удельный импульс:
у Земли, м/с
в пустоте, м/с
2520
3080
(257 кг сек/кг)
(314 кг сек/кг)
Номинальное значение
коэффициента соотношения
массовых оасходов компонентов
2,47
Частота вращения ротора
8300 (об/мин)
Температура парогаза перед
турбиной, °К 213
Мощность турбины, кВт 382С
Масса сухая, кг 1100
Габаоиты, мм:
максимальная высота 2865
максимальный диаметр 2578
3.1. Основные технические данные рулевых агрегатов
Номинальная тяга на режиме
главной ступени у Земли, кН 2,68 (2,73 тс)
Номинальное абсолютное дав-
ление газов в камере:
на режиме главной ступени, Ша 4,76 ( 48,5 кгс/сиг)
на режиме конечной ступени, Ша 2,07 (21 кгс/см^)
Номинальное абсолютное давление
газов в выходном сечении сопла
(в пустоте), idla 3,14 (0,32 кгс/см2)
Угол отклонения, град + 45
Масса сухая, кг
Габариты, мм:
максимальная высота
1024
максимальный размер по осп качания мещцу
крайними точками
4. СОСТАВ, НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ .АГРЕГАТОВ И
СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
состоит из:
четырех камер;
турбонасосного
агоегата.;
-U 7
системы
парогазогенерации;
системы питания;
системы
наддува;
таевмо системы
системы продувки;
системы запуска.;
узлов общей сборки;
рулевых агрегатов.
Двигатель РД-167 выполнен в виде блока,
элементы, за исключением рулевых агрегатов
в котором все
смонтированы на
«л»
общей раме я объединены единой схемой действия при запуске,
оаботе и останове.
Рулевые агрегаты выполнены отдельно от двигателя и связы-
Камеры двигателя предназначены для преобразования компонен-
тов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и создания
за
счет истечения их
через сопло реактивной тяги.
опор.
Камера крепится на раме двигателя при помощи 3-х
шаровых
Турбонасосный
агрегат предназначен для подачи
окисли-
теля и горючего в камеры,
перекиси водорода в реактор
и азота
в испаритель.
Турбонасосный агрегат состоит из насоса окислителя, насоса
горючего, насоса перекиси, насоса азота, турбины и мультиплика-
тора. Насосы центробежного типа. Насосы окислителя и горючего
имеют на входе шнеки,
создающие напор для бескавитационной ра-
боты.
Мультипликатор шестеренчатого типа .для передачи крутящего
момента от вала насоса горючего к валам насосов перекиси водо-
рода и азота.
Установка ТНА на двигатель осуществляется с помощью трех
опор, которыми он крепится к раме ТНА.
Система парогазогенерации предназначена для получения и
подачи рабочего тела для привода турбины ТНА.
система осу-
ществляет управление работой ТНА, и, следовательно, режимом
работы двигателя.
В систему парогазогенерации входят насос перекиси водорода
гидроредуктор 25
перекрывной клапан 39 , реактор 41
и трубопроводы.
Гидроредуктор 25 устанавливается непосредственно на вы-
ходной диффузор насоса перекиси. Он обеспечивает требуемое
давление перекиси на входе в реактор во время работы двигателя.
Габариты, мм:
максимальная высота 1024
максимальный размео по оси качания мезду
крайними точками 591
4. СОСТАВ, НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ И
СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Двигатель РД-107 состоит из:
четырех камер;
турбонасосного агрегата;
системы парогазогенерацяи;
системы питания;
системы наддува;
пневмосистемы;
системы продувки;
системы запуска;
узлов общей сборки;
рулевых агрегатов.
Двигатель ГД-107 выполнен в виде блока, в котором все
элементы
за исключением рулевые агрегатов,
смонтированы на
облей саме и объединены единой схемой действия при запуске,
и останове.
Рулевые агрегаты выполнены отдельно от
двигателя и связы-
Камеры двигателя предназначены для преобразования компонен-
тов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и создания
за счет истечения их через сопло реактивной тяги.
Камера крепится на раме двигателя при помощи 3-х шаровых
опор.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи окисли-
теля и горючего в камеры, перекиси водорода в реактор и азота
в испаритель.
Турбонасосный агрегат состоит из насоса окислителя, насоса
горючего, насоса перекиси, насоса азота, турбины и мультиплика-
тора. Насосы центробежного типа. Насосы окислителя и горючего
имеют на входе шнеки, создающие напор для бескавитационной ра-
боты.
Мультипликатор шестеренчатого типа для передачи крутящего
момента от вала насоса горючего к валам насосов перекиси водо-
рода и азота.
Установка ТНА на двигатель осуществляется с помощью трех
опор, которыми он крепится к раме ТНА.
Система парогазогенерации предназначена для получения
подачи рабочего тела для привода турбины ТНА. Эта система осу-
ществляет управление работой ТНА, и
следовательно, режимом
работы двигателя.
систему парогазогенерации входят насос перекиси водорода
гидроредуктор 25 , перекрывной клапан 39 , реактор 41
и трубопроводы.
Гидроредуктор 25 устанавливается непосредственно на вы-
ходной диффузор насоса перекиси. Он обеспечивает требуемое
давление перекиси на входе в реактор во время работы двигателя.
Реактор 41 предназначен для выработки из перекиси водо-
рода под воздействием твердого катализатора '(2-430-С-0) парогаза
(смесь паров воды и газообразного кислорода) с заданными пара-
метрами. Реактор своими выходными фланцами крепится к статору
турбины ТНА.
Перекрывной клапан 39 предназначен для управления подачей
перекиси водорода в реактор при работе двигателя, а также выпол-
няет функции обратного клапана.
Система питания служит для подачи компонентов топлива -
окислителя и горючего - в камеры двигателя.
Система питания двигателя состоит из системы горючего и
системы окислителя.
Система горючего состоит из насоса горючего 35 , клапана
горючего 2 , расходных шайб 3 , дросселя II с приводом
ПДБ 10 и трубопроводов.
Клапан горючего 2 управляет подачей горючего в камеры.
Дроссель II с приводом 10 ПДБ служит для изменения
расхода горючего с целью обеспечения одновременной выработки
компонентов топлива в баках ракеты в процессе работы двигателя.
Дроссель является исполнительным органом систем СОЕ и СОБИС
ракеты.
Система окислителя состоит из насоса окислителя 36 , кла-
пана 42 окислителя, пироклапана окислителя 45 , нивелировоч-
ных шайб 8 и подводящих трубопроводов.
Клапан окислителя 42 управляет подачей окислителя в ка-
меры двигателя.
Пироклапан окислителя
45 предназначен для прекращения
подачи окислителя в рулевые агрегаты.
Система наддува предназначена для получения газообразного
азота и подачи его под давлением для наддува баков ракеты.
Система наддува состоит из азотного насоса 23 , клапана
азота 2С
испарителя 38 , жиклера
и трубопровода подво-
да азота от клапана к испарителю. Клапан азота 20 предназна-
чен для управления подачей жидкого азота в испаритель.
жиклер обеспечивает необходимые параметры азота,
идущего на наддув баков ракеты.
Испаритель азота ЗЙ предназначен для подогрева и испаре-
ния азота, идущего на наддув баков ракеты. Глдкий азот, проходя
по змеевику испарителя, который омывается отработанным парогазом,
испаряется, нагревается и под давлением поступает в систему
наддува ракеты.
Пневмосистема двигателя предназначена для управления агре-
гатами автоматики. Пневмосистема состоит из пневмосистемы
управляющего давления и пневмосистемы регулятора точной настрой-
ки.
Пневмосистема управляющего давления состоит из редуктора
управляющего давления, трех электропневмоклапанов (ЭПК), пре-
дохранительного клапана, обратных клапанов, фильтров, жиклера,
двух пневмореле и соединительных элементов - трубопроводов,
распределителя и тройников.
Редуктор управляющего давления 26' служит для редуцирова-
ния воздуха высокого давления до рабочего давления и для поддер
жания этого давления постоянным.
ЭПК 13 управляет перекрывными клапанами азотной и пере-
кисной систем.
ЭПК 12 управляет клапаном окислителя.
5 управляет клапаном горючего.
Предохранительны:"! клапан
24 служит для стравливания воз-
духа в случае повышения давления за редуктором выше допустимого
значения.
Имеющийся в системе жиклер 20 установлен в линии управле-
ния перекрывным клапаном азота. Этот жиклер необходим для пре-
дотвращения возможной задержки закрытия перекрывного клапана
перекиси водорода из-за подпитки управляющей полости этого кла-
пана воздухом, идущим из управляющей полости клапана азота при
останове двигателя. Для предотвращения возможного засорения
жиклера перед ним установлен фильтр.
Пневиореле 40 , 46 служат для контроля закрытого поло-
жения
13
и открытого положения -ЭПК
5 соответственно
при подготовке ракеты к пуску.
Пневмосистема редуктора точной настройки состоит из редук-
тора точной настройки с приводом импульсным регулятора скорости
(ПИРС), двух ЭПК, трех жиклеров, фильтров и соединительных эле-
ментов - тройников, распределителя, трубопроводов.
Пневмосистема редуктора точной настройки предназначена для
управления жидкостным редуктором перекиси водорода, а значит,
режимом работы двигателя.
хедуктор точной настройки 26 редуцирует высокое давление
воздуха до требуемой величины, поддерживает это давление постоян
ныл и при необходимости во время полета ракеты изменяется с
помощью ПИРС величину давления воздуха в управляющей полости
жидкостного редуктора перекиси водорода.
В связи с тем, что двигатель при запуске и останове рабо-
тает на режимах промежуточных ступеней тяги в пневмосистеме
редуктора точной настройки установлены жиклеры
через которые при работе на указанных режимах стравливается
часть воздуха из системы для понижения давления в управляющей
полости жидкостного редуктора.
j правление стравливанием воздуха из системы чеоез жиклегы
X
осуществляется ЭНК 29 , 30 . Для предотвращения возможного
засорения жиклеров, перед ними установлены Фильтон.
9
Система продув?» предназначена для осуществления предпус-
ковой продувки воздухом и азотом камер и рулевых агрегатов по
линии горючего. Система продувки включает в себя блок обратных
клапанов и трубопроводы, соединяющие блок обратных клапанов с
полостью горючего смесительных головок камер.
Система запуска предназначена для воспламенения компонентов
топлива в каглерах. Для запуска применяются штативы с пиропатрона
ми. Штативы представляют собой деревянную пространственную конст
рукцию, которая своей нижней перекладиной с закрепленными на ней
проушинами крепится на специальных
бобь
тсах камер двигателя и
рулевых агрегатов. В верхней части штатива металлическими хому-
тами крепятся пиропатроны.
Импульс на воспламенение пирозаряда пироклапана подается
по кабельному стволу, подсоединяемому к бортовой кабельной сети.
Узлы общей сборки служат для соединения агрегатов двигателя
в единую конструкцию и включают в себя раму .двигателя, раду ДНА,
кронштейны, трубопроводы и т.п.
Рама ТНА предназначена для установки турбонасосного агрега
та. ТНА установлен на ралу на трех опорах. Рама ТНА крепится к г
~~ «Аг
двигателя с помощью четырех опор. Конструкция опор ТНА исключаем
передачу дополнительной нагрузки от
температурных деформаций
ТНА на раму
тт
1Д.
от
силовых деформаций рамы ТНА.
Двигатель поп помощи рамы крепится к силовому кольцу ракеты.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
Перед запоавкой баков ракеты компонентами топлива, шаро-
баллонов - перекисью водорода,
чппким азотом и сжатым воздухом
агрегаты двигателя находятся в
ЭЖ 5 , 12 , 13 ,
редуктор точной настройки
следующем положении:
30 обесточены;
/ 26 / настроен на давление обес-
печивающее номинальный режим;
дроссель горючего II установлен в положение, обеспечиваю-
щее номинальное соотношение компонентов топлива;
включен периодический обогрев редуктора точной настройки
подогревателем 27 ;
производится продувка полостей горючего смесительных голо-
вок камер и рулевых агрегатов малым расходом воздуха;
одновременно производится обдув сильфона главного клапана окисли-
в камерах и рулевых агрегатах установлены штативы ПЗУ.
12
находясь в обесточенном положении, про-
пускают воздух на закрытие главного клапана окислителя
42
гтъ.чггт клапана горючего 2
Главные клапаны окислителя и
горючего закрыты.
ЭПК 13 в обесточенном положении закрывает доступ возду-
ха к геретгкв?'' клапану перекиси водорода 39 и клапану
идкого азота 22
Клапан 39 и клапан 22
закрыты под воздействием усилия
пружин.
опд d-j , о в обесточенном положении закрыты.
Стравливание воздуха из редуктора точной настройки 26
происходит только через жиклеры, установленные в самом редакторе.
При заправке баков ракеты компонентами топлива проистплп'11
заполнение магистралей подвода компонентов окислителя до г ля рипгс
клапана окислителя
горючим - до главного клапана горючего
Перикись водорода и жидкий азот заполняют соответствующие
тракты двигателя до перекрывных клапанов 39 и 22 .
Запуск двигателя
Не менее чем за 3 мин. и не более чем за 7 мин. до первой
азотом и одновременно выключается обдув сильфона главного клапа-
на окислителя воздухом.
По первой команде на запуск двигателя от бортового времен-
ного механизма подается напряжение на ЭПК 29 и 30 . При откры
тии этих ЭПК давление
воздуха перед гидроредуктором
25
падает
до величины соответствующей режиму работы двигателя на первой
промежуточной ступени. Стравливание воздуха происходит при этом
через специальные жиклеры 28 , , установленные на выходе
Через 3^0*160 секунды от первой команды при условии, что
контакты реле давления
контролирующего открытие ЭПК 29
30 разомкнуты, подается напряжение на электрозапалы пиропат-
ронов пирозажигательных устройств (ПЗУ) одновременно во всех
каглерах и .двух рулевых агрегатах.
Пиропатроны воспламеняются и в результате их горения
перегорают сигнализаторы во всех четырех камерах и двух рулевых
агрегатах двигателя.
При условии перегорания всех сигнализаторов подается напря-
жение на ЭПК 12 . При срабатывании этого ЭПК прекращается дос-
туп управляющего воздуха от редуктора давления 26 к главному
клапану окислителя 42
и происходит стравливание воздуха из
его управляющей полости в атмосферу. При этом главный клапан
окислителя
42
открывается на предварительную ступень и в ка-
меры и рулевые агрегаты под действием наддува бака окислителя и
главного клапана окислителя 42
на предварительную ступень
контролируется замыканием его контакта. При условии замкнутого
положения этого контакта через 2
секунды после подачи
напряжения на пиропатроны ПЗУ подается напряжение на ЭПК
При срабатывании этого ЭПК прекращается доступ управляющего
воздуха от редуктора 26 к главному клапану горючего 2. и
происходит стравливание воздуха из его управляющей полости в
атмосферу. Главный клапан горючего
открывается на предвари-
тельную ступень; в камеры и рулевые агрегаты под действием над-
дува бака и гидростатического столба начинает поступать горючее.
Смешиваясь с ранее поступившим в камеры кислородом под воздейст-
вием высокой температуры пиропатронов ПЗУ горючее воспламеняет-
ся.
-ил ч I
Чегез 2.2-’’ секчнды после открытия главного клапана го-
рючего прекращается подача азота (от наземной системы) на про-
дувку смесительных головок камер к рулевых агрегатов.
Двигатель выходит на режим предварительной ступени.
При выходе двигателя на режим предварительной ступени замы-
каются контакты реле , установленного на камере I .
Через 9,5 сек
после подачи напряжения на пиропатроны ПЗУ
включается контроль режима предварительной ступени. Если в тече-
+П 2
ние I-'’~ секунды не произойдет размыкания контактов главного
клапана окислителя и реле давления . установленного на
камере I на время более, чем 0,1 ... ОДП сек, то через
+0 3
10,5-' ’ ' секунды после подачи напряжения на пиропатроны ПЗУ
двигатель переводится на режим первой промежуточной ступени тяги.
Эта операция осуществляется подачей напряжения на ЭПК 13 ,
который открывается и пропускает управляющий воздух к перекрывному
клапану перекиси водорода 39 и перекрывному клапану азота 22 .
Клапаны открываются. После открытия клапанов 39 f 22 начина-
ется поступление перекиси водорода в реактор 41 и жидкого азо-
та в испаритель 38 под давлением наддува баков. Образующийся
в реакторе парогаз поступает на лопатки турбины 37 f которая
начинает вращать насосы. С увеличением оборотов ТНА увеличивают-
ся давления компонентов за насосами. Под действием возрастающего
давления открывается на главную ступень главный клапан горючего
2 .
Главный клапан окислителя открывается на главную ступень с
некоторой задержкой, после того, как давление за насосом окислителя
достигает величины ~ 2,63 Ша (27 кгс/смд
достаточной для раз-
рыва болта клапана. Открытие главного клапана окислителя на глав-
ную ступень контролируется размыканием его контактов.
Двигатель выходит на режим первой промежуточной ступени, оп-
ределяемый давлением воздуха, поступающего в воздушную полость
гидроредуктора 2б .
Еидкий азот насосом 2 3 подается в испаритель азота 38
J
газифицируется и затем поступает в
При достижении в камере Я
систему наддува баков ракеты.
9
давления 2,45 МПа (25 кгс/см~)
размыкаются контакты реле давления 44
контроля первой промежуточ-
тупени.
После контроля разомкнутого состояния контактов реле давления
1-ои камею. в течение 1,7-® ’033 секунды (с момента получения сигнала раз-
мыкания его контактов и размыкания контактов реле давления 44 при
25 кгс/см
установленного на Д-ой камере двигателя) при переходе
на режим второй промежуточной ступени обесто-
в промежуточной ступени
30 , При этом ЭНК закрывается и стравливание возду-
ха производится только через жиклер
31 , установленный за ЭЛК 30 .
давление воздуха в воздушной полости гидроредуктора 25
возрастает, что вызывает увеличение расхода перекиси водорода в
реактор. Увеличивается расход парогаза,
растут обороты ТНА.
В камеры и рулевые агрегаты подается большее количество компонен-
тов топлива.
Двигатель
на режим второй промежуточной ступени.
Через 6-^’3 секунды после команды "Контакт подъема" по ко-
манде от бортового временного механизма снимается напряжение с
ЭПК 29 . С закрытием ЭПК 29 прекращается стравливание возду-
ха из воздушной полости гидроредуктора через жиклер 28 .
Двигатель выходит на режим главной ступени.
Работа двигателя на режиме главной ступени
После старта' ракеты включаются в работу система регулирова-
ния опогояненпя и синхронизации уровней в баках горючего и окис-
лиселя (CGE/1C) и система регулирования " кажгшейся скорости" ,
В случае рассогласования опорожнения баков окислителя и
горючего по сигналам от датчиков расхода, установленных в ма-
гистралях ракеты,‘и от датчиков уровней, установленных в баках
окислителя и горючего, изменением гидравлического сопротивления
дросселя П с помощью сервопривода Ю изменяется соотноше-
ние расходов компонентов в сторону уменьшения рассогласования.
В случае рассогласования опорожнения баков окислителя по
сигналам от датчиков уровня соответствующего бака окислителя с
помощью привода 21 ПИРС изменяется настройка точного редукто-
ра 26 и производится изменение режима работы двигателя в сто-
рону уменьшения рассогласования.
Одновременно, для сохранения практически неизмененным сум-
марного расхода компонентов топлива и тяги двигателей, установ-
ленных на ракете, подается общая команда на обратное по знаку
изменение режима всех остальных двигателей.
В случае возникновения разницы между действительным и
программным значениями
"кажущейся"
скорости с помощью привода
изменяется настройка точного редуктора 26 и производится
соответственно форсирование или дросселирование двигателя.
Для улучшения процесса регулирования
введена обратная связь
по пятитенито в камере, для чего на одной из камер двигателя пос
тавлен датчик давления • 5
являющийся элементом системы обрат-
ной связи.
Останов двигателя
Останов двигателя производится путем последовательной пода-
чи следующих команд.
По первой команде подачей напряжения на ЭлК 2.9 , оО
двигатель переводится на режим перво
промежуточной
ступени
Пироклапаны зак-
рулевые
глазньй клапан
рываются, прекраная расход окислителя в рулевые камеры, работа
4-П Г)4
- ’ секунды после подачи
анно.1 скорости полета подается
на пиропатроны ппроклаланов
в результате чего
водорода
Эрб цуъ,т ора
14
ЗЭДКОСТНЬЙ РАКЕТНЬЁ ДВИГАТЕЛЬ РД-119
. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Жидкостный ракетный двигатель РД-119 предназначен для
создания реактивной тяги и управляющих моментов, необходимых
для сообщения ступени ракеты
заданных параметров движения.
двигатель устанавливался на вторую ступень ракеты "Космос".
ОБЩИЕ СВЕЖНИЯ
Двигатель РД-119 - однокамерный жидкостный ракетный
двигатель с насосной подачей топлива без дожигания продуктов
газогенерации в камере.
Двигатель РД-119 имеет рулевую систему, создающую
управляющие моменты относительно центра масс второй ступени
ракеты с целью обеспечения ее углового положения в полете.
Рулевая система работает на выхлопных газах турбины двигателя.
В состав двигателя входят агрегаты, обеспечивающие над-
дув баков окислителя и горючего второй ступени ракеты.
Управление работой двигателя осуществляется по электри-
ческим командам, подаваемым системой управления ракеты на
соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработан в 1960-1963 годах.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Топливо:
окислитель
горючее
кислород вдцк
диметилгидразин
нес имме тричныл
Номинальная тяга на главной
ступени в пустоте (с учетом тяги
рулевых сопел, расположенных па-
раллельно оси камеры), КН 105
Номинальное абсрлютное дав-
ление газов в камере, ЫПа 7,89
О
(80,5 кгс/см )
Номинальное абсолютное
давление газов в выходном сече-
нии сопла, кПа 5,8
(0,06 кгс/см^)
Удельный импульс в пустоте
с учетом тяги рулевых сопел,
расположенных параллельно оси
камеры, м/с 3450
(352 кгс с/кг)
Номинальное значение
коэффициента соотношения мас-
совых расходов компонентов
топлива в камере 1,5
жидкостный ракетный
ДВИГАТЕЛЬ РД - 119
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ РД~ 119
1-КЛМКРЛ. а 3-ЯЛЯКТРОПНЯИЫОКЛАНЫ.З-ПИР<К1А>»1ИГАТ»!ЛЬНОИ УСТРОЙСТВО
* КЛАПАНЫ ОПЛАТ! 6-КЛАПАН ОКИСЛМТКЛЯ 7-:»ЛН1СТРОПНЫ1МСИ<ЛЛПЛН
окислите пи o-ontsKTi’cmi и?иы<’илллл1 1 а:шта : э - :>лнктропр1 н>од i *<J pn
XXvktop давления тонном настройки и-иаллои азота ы-шильтр,
13-насос окислителя Ы- КЛАПАН ГОРЮЧ1!П> , 1!5~ НАСОС ПМ*ЮЧКПЬ16-
СЫРСНТГЛЬ «7 ГАГКП I ftrPATOP 1Q-OTCIJIHOM КЛАПАН: 1О-ОТ(:«’НК)М
пигок лапан ао-т’/РОННА а. -кнгльтр аа -мРЫИРАНА.аз-типлоопыпн-
ннк а«1-КЛАПЛ»1 отсяпнои : а5-Р1:ГУЛ»1ТОР РАСХОДА: МБ-отскнном
П^ОМЛАПАИ а/отсгмной КЛАПАН rmwmro. ап - клапан завесы,
уо РАСХОЛМАЯ ШАЙКА 30 О ЛР К Т РОПР. ЮО п РУЛЫЭЫХ СОПКЛ
ЦММЛОГПАММА ГАВОТЫ
Частота вращения ротора
турбины ТНА,
350
(21000 об/мин)
Температура газа перед
турбиной, °К
1023
Мощность турбины, кВт
549
Масса сухая, кг
не более I7C,5
Габариты, мм:
максимальная высота
максимальный диаметр
1024
4. СОСТАВ, НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ
И СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Двигатель РД-119 состоит из камеры с пирозажигательным
устройством, турбонасосного агрегата (ТНА), однокомпонентного
газогенератора, пиростартера, комплекта автоматики, системы
неподвижных рулевых сопел с газ ораспре де лите лягни, агрегатов
наддува топливных баков,
силовой раглы для крепления двигателя
к ракете и рамы ТИА.
Агрегаты двигателя соединяются иезду со-
бб/х и с трубопроводами сваркой или ниппельными и фланцевыми
соединениями.
Камера. I двигателя предназначена дли преобразования
компонентов топлива в высокотемпературные продукты сгорания
и создания за счет истечения их через сопло реактивной тяги.
Камера состоит из камеры сгорания и сверхзвукового профили-
рова,иного сопла. Камера имеет силовой пояс с тремя кронштей-
нами, на которые устанавливаются регулируемые опоры, соединяю-
щие с рамой двигателя камеру и раму турбонасосного агрегата,
расположенного над камерой.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи компонентов
топлива в камеру и газогенератор двигателя. Турбонасосный агре-
гат состоит из турбины 20 и насосов окислителя 13 и горю-
чего 15 . Турбонасосный агрегат устанавливается на три опоры
рамы турбонасосного агрегата, две из которых имеют четыре
степени свободы, а одна - три, что обеспечивает разгрузку тур-
бонасосного агрегата от усилий, возникающих при работе двига-
теля и при охлаждении насосов.
Газогенератор 17 предназначен для выработки высокотемпе-
ратурного газа путем термического разложения несимметричного
диметилгидразина, служащего рабочим телом турбины, и системы
рулевых сопел. Газогенератор состоит из собственно газогенера-
тора и порохового заряда пиростартера. Газогенератор привари-
вается к статору турбины.
Комплект автоматики обеспечивает автоматическое управле-
ние двигателем - зажигание, пуск, поддержание заданного режи-
ма, изменение его в соответствии с поступающими от системы
управления ракеты командами, останов. Комплект автоматики
двигателя состоит из электропнев; юклапанов (с7Г\), пневмо— и
пироклапанов, обратных клапанов, жидкостного редуктора давле—
ния, азотного редуктора давления с электроприводом. Незначение
агрегатов автоматики приведено ниже.
ЭПК 8 предназначен для подачи сжатого азота от шаробал-
лона к редуктору давления.
ЭПК 7 предназначен для подачи управляющего давления воз-
духа к клапану окислителя.
ЭПК 5 предназначен для подачи управляющего давления азо-
та. к перекрывному клапану, установленному в магистрали подвода
горючего к газогенератору.
ЭПК 2 предназначен для подачи управляющего давления
азота в отсечные клапаны подачи горючего в смесительную головку
камеры и в перекрывноп
клапан линии подачи горючего в пояс за-
весы камеры.
Клапан окислителя 6 предназначен для управления подачей
окислителя в камеру. В стыке насоса окислителя с клапаном
установлена расходная шайба.
Клапан горючего 2 предназначен для управления подачей
горючего в камеру.
Клапан перекрывной 28 предназначен для управления пода-
чей горючего в пояс завесы камеры.
Клапан перекрывной 24 предназначен для управления пода-
чей горючего в газогенератор.
Клапан отсечной 27 предназначен для управления подачей
горючего в смесительную головку камеры.
Пироклапан отсечной 26 служит для перекрытия подачи
окислителя в камеру при останове двигателя.
Клапаны отсечные и пироклапан устанавливаются на смеси-
тельную головку камеры.
Пироклапан 19 предназначен для перекрытия перепуска
продуктов газогенерации в рулевые сопла.
Клапан обратный
на магистрали подачи горючего в
смеситель 16 предназначен для разобщения полости смесителя
с магистралью горючего, а также для обеспечения требуемого
расхода горючего в смеситель после его открытия.
Клапан обратный
на линии подачи окислителя в испа-
ритель 23 предназначен для разобщения испарителя с магист-
ралью окислителя до запуска двигателя.
Клапаны обратные на магистралях продувки смесительной
головки и пояса завесы предназначены для перекрытия указанных
магистралей после окончания продувки.
Клапан обратный 18 предназначен для разобщения газоге-
нератора с магистралью горючего.
Клапан обратный на магистрали заправки шаробаллона сжатым
азотом предназначен для перекрытия магистрали после окончания
заправки.
Клапан предохранительный после редуктора 10 предназна-
чен для предохранения пневмоагрегатов двигателя от воздействия
высокого давления в случае выхода из строя редуктора давления.
Жидкостный редуктор давления 25 предназначен для под-
держания заданного давления горючего в магистрали питания го-
рючим газогенератора в течение всего времени работы двигателя.
Азотный редуктор давления 10 предназначен для дроссели-
рования сжатого азота высокого давления до заданного значения
и поддержания этого давления в процессе работы.
Шаробаллон II предназначен для хранения запаса сжатого
азота, необходимого для обеспечения работы пневмоавтоматики
двигателя.
Пирозажигательное устройство (ПЗУ) * 3 предназначено для
воспламенения компонентов топлива и для герметизации внутрен-
ней полости камеры.
Рулевая система слупит для создания управляющих моментов,
обеспечивающих ориентацию второй ступени ракеты в полете и
состоит из газораспределителей и трубопроводов подвода газа к
соплам и собственно сопел. К газораспределителям через переход-
ные втулки подстыковываются электроприводы 30 .
Система наддува, топливных баков второй ступени ракеты
предназначена для выработки газа, направляемого в баки, обес-
печивающего необходимое для бескавитадионной работы насосов
давление компонентов на входах в нпх.
Основными агрегатами системы являются:
испаритель 23
окислителя;
смеситель 16
вырабатывающий газ для наддува бака
вырабатывающий газ для наддува бака
горючего.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
Взаимодействие агрегатов двигателя при подготовке его к
работе,
запуске,
работе на основном режиме и останове поменяет
пне вмогидр авлич е с кая схема.
Управление элементами пневмогидравлической схемы двигате-
ля производится автоматически путем подачи электрических ко-
манд от системы управления ракеты на 311'', пиропатроны и электро-
приводы.
Открытие пневмоклапанов двигателя осуществляется сжатым
азотом, подаваемым к ним из шаробаллона через азотный редуктор
давления при срабатывании соответствующих ЭПК.
Перед заправкой баков ракеты компонентами топлива произво-
*
дится:
проверка настройки редуктора давления IG при поданном
на его вход давлении 200 Ша путем включения ЭПК 8 и замера
давления на выходе из редуктора; после проверки редуктор давле-
О
ния форсируется на 470 кПа (4,8 кгс/см ) для обеспечения работы
двигателя на номинальном рекиме при работающей системе перепус-
ка продуктов газогенерации;
закрытие клапана окислителя 6
путем подвода через нор-
мально открытьг-i ЭПК
7 управляющего воздуха с первой ступени
ракеты;
заправка, шаробаллона II
сжатым азотом от наземной систе-
мы через обратный клапан.
При заправке баков второй ступени ракеты происходит:
заполнение жидким кислородом насоса окислителя 13 ;
заполнение диметилгидразином насоса горючего 15 и трак-
та охлаждения камеры до отсечного клапана 27 и перекрывного
клапана 24 с вытеснением воздуха через перекрывной клапан
24 в газовую подушку бака ракеты.
За 60 с до команды на запуск двигателя через обратные
клапаны производится продувка полости горючего смесительной
головки и пояса завесы камеры газообразным азотом, подаваемым
с первой ступени ракеты.
Продувка перед запуском двигателя удаляет из полости го-
рючего смесительной головки и пояса завесы пары окислителя,
которые могут просочиться через клапан окислителя при заправке
ракеты, и создает избыточное давление в огневом пространстве
камеры, необходимое для надежного запуска двигателя.
Запуск двигателя
По команде на запуск двигателя подается напряжение на.
ЗЛС 8 и пиропатроны пирозажигательного устройства 3 .
В результате срабатывания ЭПК 8 азот из шаробаллона II
через редуктор давления 10 поступает к ЭПК 2 , 5 и
жидкостному редуктору 25 .
При воспламенении и сгорании пиропатронов пирозажигательного
устройства в огневом пространстве камеры сгорания пороховые газы
и азот продувки приобретают температуру и давление, необходимые
для воспламенения компонентов топлива.
Через 0,8 с после команды на зажигание ПЗУ подается
напряжение на ЭПК 7
и 5 управляющие клапаном окисли-
теля 26 , шестью отсечными клапанами 27 и клапаном перекрыв-
ньлл 24 . Клапан окислителя открывается на предварительную
ступень, а клапаны отсечные и перекрывной открываются полностью.
Одновременно подается команда на выключение продувки
полости горючего смесительной головки и пояса завесы камеры,
соответствующие обратные клапаны закрываются.
Компоненты топлива под давлением наддува и гидростати-
ческих столбов поступают в камеру, воспламеняются и сгорают.
Продукты сгорания выталкивают пирозажигательное устройство и
истекают через сопло, создавая реактивную силу - тягу двига-
теля. Двигатель выходит на режим предварительно^ ступени.
'Через 0,95 с после команды на зажигание ИЗУ подается
напряжение на. пиропатрон порохового заряда газогенератора 17 .
Пиропатрон воспламеняется и поджигает пороховой заряд.
Газ, образующийся при сгорании порохового заряда, нагре-
вает находящуюся в газогенераторе засыпку из сварочного угля и,
прорвав мембрану, поступает в турбину 20 . Газ, пройдя про-
точную чать турбины, раскручивает ротор ТНА, что ведет к уве-
личению давления и расхода компонентов на выходе из насосов.
Часть газа, минуя проточную часть турбины, из коллектора, статора
турбины через пироклапан IS поступает в трубопровод рулевой
системы.
Для исключения влияния
системы перепуска газа на процесс
запуска двигателя между турбиной и пироклэпаном 19 установлен
жиклер из оргстекла, выгорающий после запуска.
Выхлопной газ из турбины, пройдя через испаритель 23 ,
также поступает в трубопровод, по которому газ через газораспре-
делптели поступает в рулевые сопла.
При достижении достаточного давления на выходе из насосов
в процессе раскрутки ротора ТНА в клапане окислителя 6 разру-
шается разрывной болт, а в клапане горючего 14 сжимается
пружина и оба клапана открываются полностью. В процессе раскрут-
ки ротора ТНА пороховым стартером происходит перепуск холодного
горючего в бак ракеты. Когда давление горючего перед обратным
клапаном 18 становится достаточным, чтобы открыть его,
горючее поступает в газогенератор, и начинается процесс терта-
—- «
ческого разложения горючего с образованием высокотемпературного
газа.
Двигатель выходит ча основной режим, который определяется
настроикоД двигателя (подбором диаметров расходных шайб окисли-
теля и горючего 29 и настронкоч редуктора давления 10 .
В процессе запуска двигателя по достижении определенных
давлений компонентов открываются обратные клапаны в магистра-
лях подвода окислителя к испарителю 23 и горючего к смесите-
ло 16 . Поступающий в испаритель жидкий кислород газифицируется
и направляется на наддув бака окислителя ракеты. Г'идкое горючее
смешивается в смесителе с газом, отбираемым из газогенератора,
и образовавшаяся смесь направляется на наддув бака горючего
ракеты.
Расход окислителя через испаритель и расход горючего и
газа через смеситель определяются жиклерами.
Основной режим работы.
При работе на основном режиме двигатель регулируется
системой регулирования кажущейся скорости (РКС). При отклонении
скорости ракеты от программной система РКС подает команду
на привод 9 , который перенастраивает редуктор давления 10 .
Редуцированный азот, воздействуя на подвижный элемент жидкост-
ного редуктора 25 , изменяет давление в магистрали горючего
газогенератора, сто приводит к изменению расхода горючего,
поступающего в газогенератор, расхода рабочего тела через тур-
бину, оборотов ротора ТНА и, в итоге, тяги двигателя.
Система РКС включается примерно на 8-й секунде от коман-
ды на зажигание ПЗУ, одновременно подается напряжение на пиро-
патрон пироклапана 19 , который! при срабатывании пиропатрона
закрывается, прекращая перепуск газа в рулевую систему. Линия
перепуска газа позволяет увеличить тягу рулевых сопел в тече-
ние первых 8 секунд работы двигателя, что необходимо для увели-
чения управляющих моментов, обеспечивающих нормальный полет
ракеты в процессе разделения ступеней. При работе линии
перепуска, газа в газогенераторе вырабатывается порченное,
по сравнению с работой на основном режиме, количество газа.
Выработка повышенного количества газа обеспечивается увели-
ченным расходом горючего на газогенератор путем соответствую-
щей настройки азотного редуктора давления. После закрытия
пироклапана система РКС приводит двигатель к номинальной тяге.
Для управления полетом ракеты по сигналам системы управ-
ления приводы 30 изменяют положение заслонок газораспредели-
телей, перераспределяя расход газа через рулевые сопла.
Останов двигателя.
Останов двигателя производится подачек напряжения на
пиропатрон пироклапана 26 при одновременном снятии напряже-
ния с ЭПК 2 , 5 и 8 .
Пироклапан .26 , отсечные клапаны 27 и клапаны перекрыв-
ные 24 и 28 закрываются, прекращая доступ компонентов
топлива в камеру и газогенератор.
Двигатель прекращает работу.
ЕЗЩКОСТНЬЙ РЕАКТИВНЫЙ ЖШАТЕЕЬ РД-214
I. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
жидкостный реактивный двигатель РД-214 предназначен для
создания реактивной тяги, необходимой для сообщения рэкете
заданных параметров движения. Двигатель
разработан для про-
тотипа первой ступени ракеты "Космос".
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Двигатель РД-214 - четырехкэмерный жидкостный ракетный
двигатель с. подачей компонентов топлива одним турбонасосным
агрегатом выполнен по схеме без дожигания продуктов газоге-
нерации в камере.
Привод топливных насосов осуществляется газовой турби-
ной, которая работает на парогазе, образующемся в реакторе
при разложении перекиси водорода под действием катализатора.
Запуск двигателя осуществляется с помощью пускового горючего.
Управление режимом работы двигателя производится путем
изменения давления и рэ,схода. перекиси водорода
следова-
тельно, и парогаза, идущего на привод турбин, сто изменение
параметров парогаза производится по командам от системы управ-
ления ракеты через привод импульсный регулятора скорости
(ПИРС), связанный с редуктором точной настройки, который, в
свою очередь, управляет регулятором перекиси водорода.
Запуск, управление работой двигателя и останов его осу-
ществляется по электрическим командам, подаваемым системой
управления ракеты на соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработан в 1952-1957 годах.
3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАЧНЫЕ
Топливо:
окислитель
АК-27И (раствор с содержанием 27%
по массе четырехокиси азота в азот-
ной кислоте с добавкой йода в ка-
честве ингибитора)
горючее
TM-I85 (продукт переработки кероси-
на)
Пусковое горючее
ТГ-02 (смесь: 50% ксилидина + 50%
триэтиламина)
Компонент паро-
газогенерации
перекись водорода концентрации
80 + 0,5% (по массе)
Номинальная тяга
на режиме главной сту-
пени
у Земли, кН
в пустоте, кН
635
730
(64,8 тс)
(74,5 тс)
Номинальное абсо-
лютное давление газов
□ ШКОС THLEI РЕА1ШВШ1 ДВИГАТЕЛЬ РД-214
I. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Еидкостный реактивный двигатель РД-214 предназначен для
создания реактивной тяги, необходимой для сообщения рэкете
заданных параметров движения. Двигатель разработан для про-
тотипа первой ступени ракеты "Космос".
2. ОЕЩЕ СВЕДЕНИЯ
Двигатель РД-214 - четырехкамерный жидкостный ракетный
двигатель с подачей компонентов топлива одним турбонасосным
агрегатом выполнен по схеме без дожигания продуктов газоге-
нерацзи в камере.
Привод топливных насосов осуществляется газовой турби-
ной, которая работает на парогазе, образующемся в реакторе
при разложении перекиси водорода под действием катализатора.
Запуск двигателя осуществляется с помощью пускового горючего.
Управление режимом работы двигателя производится путем
изменения давления и расхода перекиси водорода, а, следова-
тельно, и парсгаза, идущего на привод турбин. Это изменение
параметров парогаза производится по командам от системы управ
ления ракеты через привод 'импульсный регулятора скорости
(ПИРС), связанный с редуктором точной настройки, который, в
свою очередь, управляет регулятором перекиси водорода.
Запуск, управление работой двигателя и останов его осу-
ществляется по электрическим командам, подаваемым системой
управления ранеты на соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработал в 1952-1957 годах.
3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
опливо:
окислитель
АК-27И (раствор с содержанием 27%
по массе четырехокиси азота в азот-
ной кислоте с добавкой йода в ка-
честве ингибитора)
горючее
Г,1-185 (продукт переработки кероси-
на)
Пусковое горючее
ТГ-О2 (смесь: 50% ксилидина +
триэтпламина)
Компонент паро-
газогенерадии
перекись водорода концентрации
80 + 0,5% (по массе)
Номинальная тяга
на режиме главной сту-
пени
у Земли, кН
в пустоте, кН
Номинальное абсо-
лютное давление газов
г камере,
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ
РД-214
I- К АМЕРА: а-ПИРОК Л АЛ АН ;3 -РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЙ В ОЗДУ X А: 4 -ПО ДО -
ЦИКЛО1"РАММА РАвОТЫ
ГРЕВЖТЯЛЬ: В-ЭЛЕКТРОПРИВОДI а-РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ ПЕРЕКИСИ ВО-
ДОРОДА ;7-РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ ТОННОЙ НАСТРОЙКИ; О —ПРЕ ДОХРАНИ-
ТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН|В.1ЯЯО-КЛАПАНЫ ОВРАТНЫЕ: Ю. аа - ЭЛЕКТРОПНЕВМО-
И ЛАПАНЫ;!!—ОТСЕММОЙ К ЛАПАН; 1Э-ГАЗОГЕНЕРАТОР; 13 -ТУРВИНА; IA-
НАСОС ОКИСЛИТЕЛЯМИ-НАСОС ГОРЮ*EITO :1В-НАСОС ПЕРЕКИСИ ВОДО
РОДА 17.33-РАСХОДНЫЕ ШАЙВЫ; 1О - СЛИВНОЙ ВЕНТИЛЬ : Я1-К ЛАПАН
ОКИС ЛИТЕ ЛЯ; 3 А - КЛАПАН ГОР1ОЧЕГ О: Зв - РЕЛЕ ДЛЯ Л«НИЯ|Эв-вОВ1эИ1М< А
м
th
Номинальное абсолютное
давление газов е выход-
ном сечении сопла, КПа
(0,7 кгс/сь/’)
Удельный импульс:
у Земли, м/с
в пустоте, м/с
2255
2590
кг
кг/сек )
кг х
кг/сек
Номинальное значение
коэффициента соотно-
шения массовых расходов
компонентов топлива
3,97
Температура парогаза
перед турбиной, К
783
Частота вращения ротора
-Т
турбины ТНА, с
133
(8000 об/мин)
Мощность турбины, кВт
Масса сухая, кг
3820
645
Габариты, мм:
максимальная высота
максимальны;! диаметр
2380
1500
4. СОСТАВ, НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ
И СИСТЕ.1 ДВИГАТЕЛЯ
Двигатель РД-214 состоит из:
четырех камер;
турбонасосного агрегата;
системы парогазогенерации;
системы питания;
пневмосистемы;
узлов общей сборки;
ралты.
двигатель представляет собой блок из четырех камер сое-
диненных между собой при помощи 2-х рядов кронштейнов, распо-
ложенных на каждой камере у смесительной головки (верхний
ряд) и в средней части камеры (нижний ряд), по 2 кронштейна
в каждом ряду. Верхние кронштейны служат для соединения камер
между собой и с рамой двигателя. На трех опорах рамы устанав-
ливается турбонасосный агрегат (ТНА).
для установки и крепления двигателя на ракете на каждой
камере имеется специальная опора, расположенная на цилиндри-
ческой части камеры.
Камеры двигателя предназначены .для преобразования компо-
нентов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и соз-
дания за счет истечения их через сопло реактивной тяги.
Камеры сгорания сварной конструкции,
цилиндрического
типа, с плоской спорсуночной головкой и профилированным соплом
Турбонасосный
V
грегэт предназначен для подачи
окислителя
Турбонасосный агрегат состоит из турбины, насоса окисли-
теля, насоса горючего и насоса перекиси. Турбина актирного
типа с двумя ступенями скорости.
Система парогазогенерации предназначена для получения
и подачи рабочего тела для привода турбины ТНА. Эта система
осуществляет управление работой ТНА и, следовательно, режи-
мом работы двигателя.
В систему парогазогенерации входят реактор, насос пере-
киси водорода, гпдроредуктор, перекрывной клапан, заправочно-
сливной клапан
Реактор 12 предназначен для выработки из перекиси во-
дорода под воздействием твердого катализатора парогаза (смесь
паров воды и газообразного кислорода) с заданными параметрами.
Реактор устанавливается непосредственно на турбине с помощью
фланцев на трубопроводах, приваренных к его корпусу.
Гидроредуктор с предназначен для поддержания заданно-
го давления перекиси водорода на входе в реактор в течение
всего времени рэ.боты двигателя.
Пеюекрывной клапан 11 предназначен для управления
подачей перекиси водорода в реактор при работе двигателя,
а также выполняет функции обратного клапана. Заправочно-слив-
ной клапан
предназначен для заправки бака ракеты пере-
кисью водорода, слива ее из магистрали, а таже ее промывки.
Система питания двигателя предназначена для подачи ком-
понентов топлива-окислителя и горючего - в камеры двигателя.
Система питания двигателя состоит из системы горючего
и системы окислителя.
Система горючего состоит из насоса горючего, клапана горю-
чего, расходной шайбы, трубопроводов.
Клапан горючего 24= управляет подачей горючего в камеры.
Система окислителя состоит из насоса окислителя, клапана
окислителя, расходной шайбы, пироклапанов.
Клапан окислителя 21 управляет подачей окислителя в
камеры.
Пироклапан окислителя 2 предназначен для прекращения
подачи окислителя в камеры при останове двигателя.
Пневмосистема двигателя предназначена для управления агре-
гатами автоматики двигателя, и состоит из пневмосистемы управ-
ляющего давления и пневмосистемы двухступенчатого редуктора
давления.
Пневмосистема управляющего давления состоит из редуктора
грубой настройки 3
, двух ЭПК
IО И 22
предохранительного
клапана 5 , обратных клапанов 9/ 19 и 20.
Редуктор грубой настройки 3 предназначен для редуцирова-
ния сжатого воздуха до рабочего давления и для поддержания этого
давления постоянным в течение всего времени работы двигателя.
ЭПК 10
управляет перекрывным
клапаном перекиси водорода.
ЭПК 22 управляет клапаном окислителя и клапаном горючего.
Клапан обратный с фильтром 20 предназначен для перепуска
сжатого воздуха от наземной установки в управляющую магистраль
двигателя и для разобщения их в момент отрыва изделия от пуско-
вого стола.
Клапан обратный 19 предназначен для подвода сжатого воз-
духа от наземной установки к реле давления при проверке его
срабатывания, а также исключения утечки горючего из магистрали.
Клапан обратный S
предназначен для разобщения магистра-
лей подачи сжатого воздуха от баллонов
изделия и наземной уста-
новки .
Двухступенчатый редуктор давления 3 предназначен для
управления работой гидроредуктора о . Редуктор обеспечивает
работу двигателя на режимах главной и конечной ступенях.
Узлы общей сборки
Реле давления 25” предназначено для подачи электретеского
сигнала при достижении определенного давления горючего после
насоса.
Рама предназначена для установки и крепления турбонасосного
агрегата, автоматики и мелких трубопроводов двигателя. Рама
представляет собой пространственную ферму, сваренную из сталь-
ных термообработанных труб.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
При подготовке к пуску ЭПК 10 И 22 обесточены. Бортовые
баллоны заряжены сжатым воздухом. Редуктор грубой настройки
3 настроен на номинальную величину управляющего давления.
Произведена предварительная настройка с помощью привода, импуль—
сного регулятора, скорости 5 двухступенчатого редуктора
давления
Сжатый воздух от бортовых баллонов через редуктор грубой
настройки
обратный клапан ? и нормально открытый
ЭПК zi поступает в управляющие полости клапана окислителя 21
и клапана горючего 24.
Закрытые пружинами клапана поджимаются давлением воздуха.
Одновременно подается управляющий воздух от наземной уста-
новки через обратный клапан
После заправки баков ракеты компонентами топлив и перекисью
водорода производится заправка магистрали горючего от клапана
горючего двигателя 24 до клапана установленного непосред-
ственно на баке, пусковым горючим. Заправка производится через
штуцер .
Запуск двигателя
/
По команде временного механизма подается напряжение на
10
, который открывается
и пропускает управляющий
воздух в воздушную полость перекрывного клапана II , откры-
вая его.
Перекись водорода из бака через насос /о , редуктор 6
и клапан Ц под давлением гидростатического напора и
давления наддува бака поступает в реактор 12.
Образующийся в реакторе парогаз поступает на турбину,
приводя ее во вращение. Одновременно раскручиваются насосы.
Давление перекиси водорода перед реактором растет, увеличи-
вается ее расход и, следовательно, парогаза.
Растет давление за насосами окислителя и горючего.
При достижении определенного давления горючего за насосом
замыкаются контакты реле давления
25 . По их замыканию
подается напряжение на ЭПК
. ЭПК закрывается, страв-
ливая воздух из воздушных полостей
клапанов окислителя
клапанов 2- и 2~ > последние открываются, и компоненты
топлива поступают в камеры двигателя.
Стравливание воздуха из воздушной полости клапана горючего
производится через жиклер
обратного клапана, что обеспечи-
вает опережение поступления окислителя в камеры.
Пусковое горючее, смешиваясь с окислителем в камере, само-
воспламеняется. Начинается процесс горения. Система подачи
обеспечивает непосредственный переход процесса горения с пуско-
вым горючим на горение с основным горючим.
Двигатель выходит на режим главной ступени, который опре-
деляется настройкой двигателя (подбором диаметров расходных
шайб окислителя 17
и горючего 23 и настройкой редуктора.
При отрыве ракеты
от пускового устройства прерывается
связь с воздушной магистралью наземной установки. Обратный
клапан 29 закрывает выход воздуха из воздушной магистрали,
которая переходит на питание только от бортовой системы через
редуктор 3
Работа двигателя на режиме главной ступени
После старта ракеты включается в работу система регули-
рования "кажущейся" скорости (РКС).
В случае возникновения разницы между действительным и
программным значениями "кажущейся" скорости с помощью привода
5 изменяется настройка двухступенчатого редуктора ?
и производится соответственно форсирование или дросселирование
Останов двигателя
Перед остановом двигатель переводится на работу на конечной
ступени. Предварительно включается система РКС. Для перевода
двигателя на работу на конечной ступени подается напряжение на
электромагнит двухступенчатого редуктора. Редуктор пере-
настраивается на меньшее давление, соответственно меняя настрой-
ку гидроредуктора 6 . За гидроредуктором 6 устанавли-
вается давление перекиси водорода,.обеспечивающее заданную тягу
на режиме конечной ступени.
Для останова двигателя подается напряжение на пиропатроны
пироклапанов окислителя 2 и обесточиваются ЭПК. При этом
пироклапаны 2 закрываются, прекращая доступ окислителя в
камеры, закрывается клапан перекрывной И , клапаны
окислителя 21 и горючего 24 • Таким образом, прекращается
подача перекиси водорода в реактор 12 и компонентов топлива в
камеры.
Двигатель прекращает работу.
клапанов
последние открываются, и компоненты
топлива поступают в камеры двигателя.
Стравливание воздуха из воздушной полости клапана горючего
производится через жиклер обратного клапана, что обеспечи-
вает опережение поступления окислителя в камеры.
Пусковое горючее, смешиваясь с окислителем в камере, само-
воспламеняется. Начинается процесс горения. Система подачи
обеспечивает непосредственный переход процесса горения с пуско-
вым горючи’д на горение с основным горючим.
Двигатель выходит на режим главной ступени, который опре-
деляется настройкой двигателя (подбором диаметров расходных
шайб окислителя
[7 и горючего 2 3 и настройкой редуктора.
При отрыве ракеты от пускового устройства прерывается
связь с воздушной магистралью наземной установки. Обратный
закрывает выход воздуха из воздушной магистрали,
которая переходит на питание только от бортовой системы через
редуктор
Работа двигателя на режиме главной ступени
После старта ракеты включается в работу система регули-
рования "кажущейся" скорости (РКС).
В случае возникновения разницы между действительным и
программным значениями "кажущейся" скорости с помощью привода
г изменяется настройка двухступенчатого редуктора 3
и производится соответственно форсирование или дросселирование
Останов двигателя
Перед остановом двигатель переводится на работу на конечной
ступени. Предварительно включается система РКС. Для перевода
двигателя на работу на конечной ступени подается напряжение на
электромагнит двухступенчатого редуктора. Редуктор пере-
настраивается на меньшее давление, соответственно меняя настрой-
ку гидроредуктора 6 . За гидроредуктором 6 устанавли-
вается давление перекиси водорода,.обеспечивающее заданную тягу
на режюле конечной ступени.
Для останова двигателя подается напряжение на пиропатроны
пироклапанов окислителя 2
и обесточиваются ЭПК. При этом
пироклапаны 2 закрываются, прекращая доступ окислителя в
камеры, закрывается клапан перекрывной П , клапаны
окислителя 21 и горючего 24 • Таким образом, прекращается
подача перекиси водорода в реактор 12
и компонентов топлива в
камеры.
Двигатель прекращает работу.
ИЩКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-219
I. Назначение двигателя
Жидкостный ракетный двигатель РД-219 предназначен для
создания реактивной тяги, необходимой для сообщения ступени
ракеты заданных параметров движения. Двигатель разработан для
второй ступени ракеты-носителя.
2. Общие сведения
Двигатель РД-219 - двухкамерный жидкостный ракетный
с насосной подачей топлива выполнен по схеме без дожигания
генераторного газа в камере. Двигатель крепится к раме и уста-
навливается на ракете неподвижно. Управление работой двигателя
осуществляется с помощью электрических команд, подаваемых сис-
темой управления ракеты на соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработан в I958-I96I гг.
3. Основные технические данные
Топливо:
окислитель
АК-27И (раствор 27% четырехокиси
азота по массе с добавкой йода в
качестве ингибитора)
Номинальная тяга
у Земли, кН
в пустоте, кН
705
883,
(71,7 тс)
(90 тс)
Номинальное абсолютное
давление газов в камере, МПа 7,36
(75 кгс/см^)
Номинальное абсолютное
давление газов в выходном
сечении сопла, кПа
(0,3 кгс/см*')
Удельный импульс в
пустоте, м/с
2875
кг
(293 кг/сек)
Номинальное значение
коэ
ициента соотношения
массовых расходов компонен-
тов топлива
2,5
Частота вращения ротора
турбины ТНА
9400 об/мин
Температура газа перед
турбиной, °К
1100
Мощность турбины,, кВт
3600
ГАДОСТНЕЙ РАКЕТН1Г1
ВИГАТЕЛЬ РД-219
I. Назначение двигателя
жидкостный ракетный двигатель РД-219 предназначен для
создания реактивной тяги, необходимой для сообщения ступени
ракеты заданных параметров движения. Двигатель разработан для
втосой
ступени ракеты-носителя.
2. Общие сведения
Двигатель РД-219 - двухкамерный жидкостный ракетный
с насосной подачей топлива выполнен по схеме без дожигания
генераторного газа в камере. Двигатель крепится к раме и уста-
навливается на ракете неподвижно. Управление работой двигателя
осуществляется с помощью электрических команд, подаваемых сис-
темой управления ракеты на соответствующие агрегаты двигателя.
Двигатель разработан в I958-I96I гг.
3. Основные технические данные
Топливо:
окислитель
горючее
АК-27И (раствор 27% четырехокиси
азота по массе с добавкой йода в
качестве ингибитора)
димет илгидраз ин нес имме тричныи
Номинальная тяга
у Земли, кН
в пустоте, кН
705
883
(71,7 тс)
(90 тс)
Номинальное абсолютное
давление газов в камере, МПа 7,36
(75 кгс/см^)
Номинальное абсолютное
давление газов в выходном
сечении сопла, кПа
(0,3 кгс/см*')
Удельный импульс в
пустоте, м/с
Номинальное значение
коэффициента соотношения
массовых расходов компонен-
тов топлива
Частота вращения ротора
турбины ТНА
158
9400 об/мин
Температура газа перед
турбиной, °К
Мощность турбины,, кВт
3600
Bis-TTcd 4tr3AV_ii/iena*
I4I4HX3>IVH И1ЯН_1_ЭО>ПТИ>1<
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ
РД-219
л:ют высокого-
К МАН<>
АЛОТ ВЫСОКОГО
ДАН ЛИНИЯ
ОПП
ппппп
окислитель
20
дренажи пыхлпп
масосоп турвины
ГОРЮ
И ТУРВИНЫ
ГОРЮЧЕЕ
о
о
о
о
о
ЮУЮ
* ПОДУШКУ
ISAKA
КЛАПЛНЛ
в г/\:кмзу1с> 0
ДРШАЖ
ВАКА .
Д1~1*11/Х Ж
скисли
13 ЗАПРАВС
Ч1Ю~СЛИ1]
НУН)
МАГИСТРАЛЬ
В НАПРАВО
Ч1«:-слмв -
НУЮ ТРУПУ
и
ю
о лаправс
СПИННУЮ
ТРУВУ
ДРИМАЖ
□ллРАпа-
чно
СЛИВНУЮ
ТРУВУ
ЬПИРОМЯМВРАНА| Я-ВЛОК ОВРАТНЫХ КЛАПАНОВ»3-КЛАПАН ГОРЮЧЕГО ,
ЦИКЛОГРАММА РАВПТЫ
4-НАСОС окне ЛИТ В Л <1: В-НАСОС ГОРЮ1 М ГО : В -РАСХОДНАЯ ШАЙВА । 7-ИНН TH ЛЬ :
а- КЛАПАН ОБРАТНЫЙ; В- КЛ АПАН ;Ю-ПИРОМВМЯРАНЫ i 11 - К АКРА 113 - ОТСК*^ ЮЙ
ЛИРСЖЛАПАН: 13-ВАЧКИ ПУСКОПЬИ j 1А“ПИРОПАТРОН : 1В-КЛАПАН i !В -КЛАПАН
OHPATI1ЫЙ ; 17-ЭЛМКТРОГМ МШМОК ЛАПАН с Ш-КЛ АПА11 ОЯРАТ11ЫЙ i Ш - КЖМНРА11А |
30,ЗЯ - ГИДРОРП ДУКТОР |31 -<1>МЛЬТР :33 -ПОДОГРКВАТКЛЬ (33-РИДУ К ТОР ДАВ -
*
m.lfMff ТСРИЮЙ НЛСТРОЙКИ ia^-ЭЛЯИТРОПРИПОД iЭв -ПИРОКЛАПАИШ ОТСвЧНЫв)
Э7-НЛОК ОМРАТИЫХ К ЛАПАНО»; 30-Р1ГЛИ А АПЛИМИЛ j Зв - ГАЗОГИНЯРАТОР (»О-
КЛАПАИ ОКИОЛИТНЛИ (31-ПРИ»ОД1
ДРОССЖЛЛ|За-ТУРАИНА
Масса сухая, кг
Габариты, мм:
максимальная высота
700
максимальный диаметр
4. Состав и назначение основных агрегатов двигателя
Двигатель РД-219 состоит из двух камер, турбонасосного
агрегата (ТНА), газогенератора, клапана горючего, клапана
окислителя, пироклапанов, редуктора давления азота с электро-
приводом; редуктора давления горючего, редуктора давления
окислителя, блока обратных клапанов горючего, блока обратных
клапанов окислителя, пусковых бачков окислителя и горючего,
рамы ТНА, рамы двигателя.
Камеоы двига те ля предназначены для приобразования компо-
нентов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и соз-
дания за счет истечения их через сопла реактивной тяги.
На цилиндрической части каждой камеры имеется по три стакана
для стыковки с рамой двигателя и по два - с рамой 1лА.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи компонентов
топлива в камеры и газогенератор двигателя. Турбонасосный
агрегат состоит из турбины и насосов окислителя и горючего.
Крепление ТНА к раме осуществляется в трех точках.
Газогенератор предназначен для выработки высокотемператур-
ного газа, используемого в качестве рабочего тела турбины ТНА.
Отработанный газ из турбины выбрасывается через выхлопное сопло
и создает дополнительную тягу двигателя*
Пиромембраны ]0 предназначены для разделения полостей
двигателя от баков ракеты при хранении.
Клапан горючего 3 управляет подачей горючего в камеры
двигателя.
Клапан окислителя 30 управляет подачей окислителя в
камеры двигателя.
Пироклапаны 26 служат для прекращения подачи окис-
лителя в камеры при останове двигателя.
Редуктор давления азота 23 предназначен для подачи
управляющего давления азота в пневматические полости редуктора
окислителя и редуктора горючего.
Редуктор окислителя 20 и редуктор горючего 2.Р предназ-
начены для подачи определенных расходов компонентов топлива в
газогенератор.
Дроссель окислителя 31 предназначен для изменения гид-
равлического сопротивления магистрали подвода окислителя в ка-
меры.
Пироклапан 2блев предназначен для прекращения расхода окис-
лителя в газогенератор при останове двигателя.
Пироклапан 26 прав предназначен для прекращения расхода
горючего в газогенератор при останове двигателя.
Блок обратных клапанов горючего 2 предназначен для
перекрытия в определенный момент подачи горючего в газогенератор
от пускового бачка 13,t и перевода питания газогенератора от
насоса.
Блок обратных клапанов окислителя 2/ предназначен для
перекрытия в определенный момент подачи окислителя в газогене-
ратор от пускового бачка и перевода питания газогенерато-
ра от насоса.
Пусковые бачки окислителя и горючего'предназначены
для подачи окислителя и горючего в газогенератор при запуске
двигателя.
.. __ предназначены для разделения полостей
двигателя и баков при хранении ракеты.
Электропневмоклапая ] 7 предназначен для подачи и прекра-
щения расхода азота на наддув пусковых бачков.
Мембранные узлы
предназначены для разделения по-
лостей пусковых бачков и
магистралей наддува с целью предотвра-
щения попадания горючего
и окислителя или паров через магистрали
наддува в ЭПК.
Рама двигателя, как и рама ТНА, является пространственной
формой
сваренной из стальных труб. С помощью шести пят рама
крепится к силовому элементу ракеты.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
При предстартовой подготовке двигателя к запуску проверя-
ется целостность электрических цепей автоматики двигателя.
С наземного пульта управления производится подача напряже-
ния на пиропатроны пиромембран горючего
и окислителя ]О
Пиромембраны прорываются,
и компоненты топлива под действием
гидростатического давления заполняют полости насосов и топлив-
ные магистряля до клапанов J И . Одновременно подается
напряжение на пиропатроны пироклапанов ’2 пусковых
бачков. Пироклапаны открываются и происходит авто-
матическан заправка пусковых бачков ГЗд и ГЗП двигателя
через открывающиеся под действием гидростатического .давления
клапаны 8 и 9 . Воздух из пусковых бачков удаляется по
дренажным трубопроводам в газовые полости топливных баков.
Соответствующие обратные клапаны в блоках обратных клапанов
2 и 2/ перекрывают доступ компонентов топлива от насосов и
пусковых бачков к гидроредукторам 25 и 25
Запуск двигателя
Запуск производится по команде от
бортовой системы управ-
ления. По этой команде срабатывает ЭПК IZ . Сжатый азот,
пройдя через ЭПК открывает обратные клапаны I8 , прорывает
мембранные узлы и ТЗ-п » установленные на пусковых бачках,
и поступает в пусковые бачки. Жиклеры
, установлен-
ные на пусковых бачках
ограничивают расход воздуха в топливные
баки изделия. Под давлением сжатого азота компоненты топлива
из пусковых бачков через блоки обратных клапанов 2 и 27
и редукторы 25" м 20 поступают в газогенератор 2? , где
самовоспламеняются и сгорают; образующийся газ поступает в
турбину. Турбонасосный агрегат начинает раскручиваться при
закрытых топливных клапанах 3 и 30 .
При достижении определенного давления за насосом горючего
открывается клапан горючего 3
При достижении определенного давления за насосом окислите
ля в клапане окислителя 3? рвется разрывной болт и клапан
открывается.
Компоненты топлива поступают в камеры, самовоспламеняются,
давление в камерах резко возрастает. Одновременно происходит
резкий рост давления на выходе из насосов. В тот момент, когда
давление за насосами превысит давление в пусковой системе, бло-
ки обратных клапанов 2 и 2у переключаются и газогенератор
переходит на питание от насосов. Расход компонентов топлива из
пусковых бачков прекращается. Избыток воздуха из трубопроводов
наддува стравливается через дренажно-предохранительный клапан
и жиклер
повышении давления на выходе из насоса горючего проис-
ходит также закрытие клапана 2 7
«А,
вследствие чего пусковой ба-
чок горючего после опорожнения не заполняется компонентом вновь.
При достижении определенного давления в камерах срабатывает реле
подающее команду на закрытие
С переводом газогенератора на питание от насосов расходы
шонентов топлива через газогенератор, а также выработка рабо-
чего тела для турбин достигают заданных величин.
Двигатель выходит на номинальный режим, который определя-
ется настройкой .двигателя (подбором диаметров расходных шайб
окислителя
топа 23
и горючего
и настройкой азотного редук-
Работа двигателя на номинальном режиме.
После выхода двигателя на номинальный режим по команде от
программного устройства в работу включаются системы РКС и СОБ.
Регулирующим органом, с помощью которого осуществляется
воздействие системы РКС на двигатель
является азотный редуктор
р а , управляющий работой редукторов давления горючего 25
и окислителя 22
Величина давления управляющего азота, на
которое настроен редуктор, определяет давление и расход компо-
нентов топлива через газогенератор и, следовательно, обороты
IHA и тягу двигателя. Изменение настройки азотного редуктора
при регулировании производится путем поворота винта редукто—
ра приводом 24 системы РКС.
Для ограничения величины изменения тяги двигателя в за-
данных пределах применено регулирование по давлению газов в
камере с использованием обратной связи, элементом которой
является датчик давления
Обратная связь стремится настроить двигатель на дарление
газов е камерах, равное давлению настройки датчика давления.
Система опороьснения баков (ССЕ) обеспечивает прсгра.м?лнуто
выработку компонентов топлива из баков ракеты. Регулирующим
органом ССЕ является дроссель 3.
, изменяющий гидравлическое
сопротивление магистрали окислителя.
При рассогласовании уровней окислителя и горючего в баках
эта 'система подает команду на привод 3! дросселя.
Проходное сечение дросселя меняется, что приводит к изме-
нению расхода окислителя через двигатель и, в итоге, к необхо-
димому изменению уровня окислителя в баке ракеты.
Останов двигателя
По команде от системы управления подается напряжение на
пиропатроны пироклапанов 26
Пироклапэны закрываются, прекращается подача компонентов
г газогенератор и выработка рабочего тела, для турбины. Обороты
турбины падают, падают давления компонентов за насосами. При
попадании давления в камерах до определенной величины оажкают-
ся йонтазсти реле давления 2 о .По замыкания контактов реле
давления подается напряжение на пиропатроны пироклапэлов
и клапана ; . Пироклалалы J2 закрываются, прекря да я
расход окислителя в камеры,
*
а в клапане I открывается дренэл-
ное отверстие, через которое горючее из
тракта охлаждения камер
дренируется в атмосферу.
36
ЩОСТНЫП РАТСЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-2.53
I. Назначение двигателя
Жидкостный ракетный двигатель РД-253 предназначен для соз
Дания реактивной тятя и управляющих моментов, необходимых для
сообщения ракете заданных параметров движения. Двигатель уста-
навливается на первую ступень ракеты "Протон”.
2. Общие сведения
_в игат е
РД-253 - однокамерный
жидкостный ракетный двига-
тель с насосной подачей топлива выполнен по схеме с дожиганием
генераторного газа, в камере. Двигатель поворотный. Создание
У яравняющего момента относительно центра масс ракеты обеспечи-
вается отклонением двигателя в одной плоскости относительно оси
его качания на угол до 8°.
Питание рулевой машины, отклоняющей двигатель, осуществля-
ется горючим, отбираемым после насоса горючего второй ступени.
з состав двигателя входят газогенератор наддува и смеситель
предназначенные для выработки газа наддува бака, горючего и бака
окислителя соответственно в процессе работы двигателя при поле-
те ракеты.
Управление работой двигателя осуществляется с помощью элект-
рических команд, подаваемых системой управления ракеты на соот-
ветствующие агрегаты двигателя.
3. Основные технические данные
Топливо:
окислитель
горючее
азотный тетроксид
циметил гидразин несиметричный
Номинальная тяга
на главной ступени:
у Земли, кН
в пустоте, кН
1474
1635
(150,3 тс)
(166,8 тс)
Номинальное абсо-
лютное давление газов
в камере, Ша
14,7
(I5C кгс/см^)
Номинальное абсо-
лютное давление газов в
выходном сечении сопла,
(0,7 кгс/см^)
Удельный импульс:
у Земли, м/сек
в пустоте, м/сек
2795
3ICC
(285 кг*сек/кг)
(316 кг*сек/кг)
Номинальное значе-
ние коэффициента соотно-
шение массовых расходов
компонентов топлива
2,67
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-2.53
I. Назначение двигателя
Жидкостный ракетный двигатель РД-253 предназначен для соз-
дания реактивной тяги и управляющих моментов, необходимых для
сообщения ракете заданных параметров движения. Двигатель уста-
навливается на первую ступень ракеты "Протон".
2. Общие сведения
Двигатель РД-253 - однокамерный
жидкостный ракетный двига-
тель с насосной подачей топлива выполнен по схеме с дожиганием
генераторного газа в камере. Двигатель поворотный. Создание
управляющего момента относительно центра масс ракеты обеспечи-
вается отклонением двигателя в одной плоскости относительно оси
его качания на угол до 8°.
Питание рулевой машины, отклоняющей двигатель, осуществля-
ется горючим, отбираемым после насоса горючего второй ступени.
В состав двигателя входят газогенератор наддува, и смеситель
предназначенные для выработки газа наддува бака горючего и бака
окислителя соответственно в процессе работы двигателя при поле-
те ракеты.
Управление работой
двигателя осуществляется с помощью
элект-
рических команд, подаваемых системой управления ракеты на соот-
ветствующие агрегаты двигателя.
3. Основные технические данные
Топливо:
окислитель
горючее
азотный тетроксид
диметил гидразин несиметричный
Номинальная тяга
на главной ступени:
у Земли, кН
в пустоте, кН
1474
1635
(15С,3
(166,8
тс)
тс)
Номинальное абсо-
лютное давление газов
в камере
14,7
(I5C кгс/см2)
Номинальное абсо-
лютное давление газов в
выходном сечении сопла,
(С,7 кгс/см^)
Удельный импульс:
у Земли, м/сек
в пустоте, м/сек
2795
3ICC
(285 кг’сек/кг)
(316 кг*сек/кг)
Номинальное значе-
ние коэффициента соотно-
шение массовых расходов
жидкостный РАКЕТНЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ РД-253
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ РП — 253
ЦИ«Л<>| РАММЛ рля,>ты
ДРГ:НАЖ
НАС О СО S3
НА ИАДДУЦ
15>М<Л ГОРЮЧИ
НА НАДДУВ
ВАКА ОКИСЛИТЕЛЯ
СЛИВ
ОКИСЛИТЕЛЯ
и горючего
ИЗ УЗЛОВ
ПОДВОДА
СЛИВ
ОКИСЛИ-
ТЕЛЯ
и горюче^
го
l-KAMKPA -НАСОС ГОРЮЧЯГО/
ВТОРАЯ ступень i.3A 30.31.30,30.31-РАСХОДНЫЙ IWАИВЫв -ПИРОПАТРОН В -МЕМВ-
РАННЫЙ КЛАПАН ГОРЮЧеГО .7-НАСОС ГОРЮЧКГ <>(Л1аР|3 А« СТУЛК11Ь1.0-М1:МИРАНЛ;0-НАСОС ОКИСЛИТЕ ЛЯ |<)-ОМСЕК ТОР
Н.аАгав-М4МНРАНЫ СВОВОДНОГО ПРО РЫВ А; 13-ПИРО* ИЕК А,13-РКГУЛЯ ТОР РАСХОДА ,14 Зв -ЛРИПОД.Ю-ТУРВИИА IB -
КЛАПАН ОКИСЛНТК ЛЯ( 17 - ГАЗОГКНКРАТЛ Р 1О-К ЛАПАН ГОРЮЧКГО' ГАЛО! 1КРАТЛРА» IQ - КЛАПАН ПРЕД ПАРИТ ЕЛЫ ЮИ
ступени аа-смеситель. аз-СНГ НАЛИЛАТОР|аВ-ГАЛОГН1Н!РАТОР НАДДУВА а7-ПИРОКЛЛПАН 30-ЖИКЛЕРЫ за КПА
ПАН Д РИНА Ж НИМ ,33-отсечной К Л АП АН;34 -Д РОССИ ЛЬ: за -4>ИЛЬТР ;37-ЭАГЛУШК А :38 - ДАТЧИК ОНРАТНОИ С»ЯПН
Частота вращения
ротора турбины ТНА, с 1
Температура газа
перед турбиной,°К
Мощность турбины, квт
Масса сухая, кг
I4COC(об/мин)
18800
IC8C-25
Габариты, мм
максимальная высота
максимальный диаметр
4. Состав и назначение основных агрегатов
двигателя
Двигатель РД-253 состоит из камеры,
турбонасосного агрегата
(ТИА), расположенного параллельно оси камеры, двухкомпонентного
газогенератора, магистралей подвода окислителя и горючего агре-
гатов автоматики, траверс, агрегатов наддува топливных баков.
Агрегаты двигателя соединяются между собой и с трубопрово-
дами сваркой или ниппельными и фланцевыми соединениями.
Камера двигателя предназначена для преобразования компонен-
тов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и создания
за счет истечения их через сопло реактивной тяги. На средней
части камеры имеется силовое кольцо с двумя цапфами для уста-
новки траверс.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи ког.тонентов
топлива в камеру, газогенератор, смеситель, газогенератор нядду—
ва и рулевую машину.
Турбонасосный агрегат состоит из турбины, насоса окислителя
и двухступенчатого насоса горючего.
Крепится ТНА на камере в трех точках. В качестве первых
двух опор используются газовые трубопроводы, приваоенные к
смесительной головке камеры и к коллектору турбины. Для третьей
опоры на корпусе насоса горючего выполнена проушина, а на каме-
ре - соответствующий кронштейн.
газогенератор 17 двухзонный предназначен для выработки
высокотемпературного газа, используемого в качестве рабочего
тела турбины ТНА.
Магистраль подвода окислителя предназначена для подвода
компонента от питающего трубопровода ракеты к насосу. В нее
входят струйный преднасос 10 , пиромембранный клапан 8,
компенсатор и патрудки. Струйный преднасос повытпяят давление
на входе в насос, что позволяет снизить давление в баке ракеты.
На выходе из струйного преднасоса установлена мембрана свобод-
ного прорыва для разделения полостей двигателя и ракеты пои
хранении.
Пиромембранный клапан 8 разделяет полости двигателя и
бака окислителя при хранении ракеты.
Сильфонный компенсатор обеспечивает гибкость магистрали
подвода при качании двигателя.
1агиссраль подвода горючего предназначена для подводя ком
понента от питающего трубопровода ракеты к насосу.
сна состоит из трубопровода, пиромембранного клапана 5 и
компенсатора.. Назначение пиромембранного клапана и компенсатора
такое же как и анологлчных элементов магистрали подвода окисли-
теля.
Клапан 19 предназначен для ограничения расхода окислителя
при работе двигателя на рекиме предварительной ступени и перевода
двигателя на режим работы на главной ступени.
нироклапаны 16 предназначены для прекращения подачи окисли-
теля в газогенератор при останове двигателя.
Лироклапан 18 предназначен для прекращения подачи горючего
в газогенератор при останове двигателя.
Пироклапан 33 предназначен для прекращения подачи горючего
в камеру и дренажа горючего из охлаждающего тракта горючего при
останове двигателя.
Пироклапан 27 предназначен для прекращения подачи окисли-
теля в газогенератор надлупа.
Дроссель 34 предназначен для изменения гидравлического
сопротивления магистрали подвода горючего в камеру.
Регулятор расхода 13 предназначен для изменения расхода
горючего с целью изменения режима работы двигателя, для перевода
режима его работы с предварительной ступени на главную и поддер-
жания постоянного расхода, соответствующего режиму работы двига-
теля на предварительной и главной ступенях.
раверсы
предназначены для крепления двигателя к ракете.
'раверсы устанавливаются на цапфы камеры и обеспечивают возмож-
ность качания двигателя в одной плоскости.
Газогенератор наддува 26 предназначен для выработки газа
наддува, бака горючего при полете ракеты.
Смеситель 21 предназначен для выработки газа наддува
бака окислителя при полете ракеты.
5. Работа двигателя
Перед заправкой баков ракеты компонентами топлива в авто-
матическом режиме производится проверка установки дросселя горю
чего 34 и регулятора горючего 13
в положение, обусловленное
расчетом настройки двигателя.
При
заправке баков ракеты компонентам;
топлива происходит
заполнение магистралей подвода компонентов окислителем до пиро-
мембранного клапана 8 и мембраны в струйном преднасосе II
компонентами топлива производится их наддув.
Управление двигателем производится автоматически, путем
подачи электрических команд от системы управления ракеты на
пиропатроны и электроприводы.
Процесс работы двигателя включает следующие этапы:
запуск, работа на рекиме главной ступени и останов.
Запуск двигателя
Запуск двигателя осуществляется путем последовательной
подачи двух электрических команд.
По первой команде подается напряжение на пиропатроны
пиоомембоанных клапанов горючего 5 и окислителя 8 .
При срабатывании пиропатронов происходит прорыв мембран
пиромембранных клапанов.
Под воздействием давления наддува баков ракеты и гидроста-
тического давления столбов компонентов топлива начинается запол-
нение магистралей двигателя окислителем и горючим.
Компоненты топлива из насоса окислителя 9 и второй ступе-
ни насоса горючего 2 с опережением окислителя поступают в
газогенератор Г7 и самовоспламеняются. Окислительный газ,
образующийся в газогенераторе при сгорании компонентов топлива,
поступает на рабочие лопатки турбины 15
раскручивая ротор,
и далее в камеру I .
Горючее из первой ступени насоса 7 подается к коллектору
камеры и, пройдя по тракту охлаждения камеры, через форсунки
впрыскивается в камеру с некоторым запаздыванием относительно
окислительного газа. Определенное массовое соотношение компонен-
тов обеспечивается установкой расходной шайбы 31 после первой
ступени насоса горючего.
В камере компоненты смешиваются и воспламеняются. Продукты
сгорания при истечении из камеры отрывают заглушку 37 , уста-
новленную в критическом сечении камеры.
По мере нарастания числа оборотов ТНА растут давления ком-
понентов в магистралях и камере - двигатель выходит на предвари-
тельную ступень работы. Режим предварительной ступени двигателя
обеспечивается соответствующей настройкой регулятора расхода
13
и клапана
В процессе выхода двигателя на предварительную ступень
компоненты топлива подводятся в газогенератор наддува. Номиналь-
ные расходы
окислителя и горючего обеспечиваются проходными се-
чениями жиклеров 28 и 29 , установленных в магистралях под-
вода компонентов.
Для получения требуемых параметров газа газогенератор
наддува имеет двухзонное смешение компонентов. В зону сгорания
через смесительную головку подается весь расход окислителя и
треть расхода горючего. Остальная часть горючего подается в зону
разбавления через специальные отверстия во внутренней стенке,
благодаря чему происходит снижение температуры газа до задачного
значения. При достижении определенного давления в газогенераторе
наддува прорывается мембрана 25 и газ направляется на наддув
бака горючего ракеты. Одновременно в смеситель 21 поступают
окислительный газ из коллектора турбины и для понижения темпера-
туры газа до требуемой из газогенератора в смеситель поступает
жидкий окислитель. Номинальные расходы окислительного газа и
жидкого окислителя обеспечиваются жиклерами 20 и 21 . При
достижении определенного давления в смесителе мембрана 24
прорывается и газ с избытком окислителя поступает на наддув
бака окислителя.
Также в процессе выхода двигателя на предварительную сту-
пень происходит прорыв мембран
и II в трубопроводах
подвода горючего на рулевую
машину и окислителя на струйный
преднасос соответственно.
Через секунды после первой каманды подается
напряжение на пиропатроны 6 ппрочек 12 регулятора расхода
13 и клапана 19. Проходные сечения регулятора расхода и кла-
пана увеличиваются, увеличиваются расходы горючего и окислителя
через газогенератор, что приводит к увеличению оборотов ТНА,
расходов и давлений компонентов топлива, двигатель выходит на.
режим главной ступени работы (номинальный).
При отрыве ракеты от стартового устройства проходит сигнал
Контакт подъема" (КП), по которому включаются в работу система
регулирования кажущейся скорости (РКС), система опорожнения ба-
ков (СОБ), и сигнализатор давления 23 .
Режим главной ступени
При работе на режиме главной ступени двигатель регулируется
системой РКС. При отключении скорости ракеты от программной
системы РКС подает команду на электромеханический привод 14
регулятора расхода.
Расход горючего через газогенератор изменяется, что приво-
дит к изменению оборотов ТНА, расходов и давлений компонентов
топлива и тяги двигателя. Для ограничения величины изменения
тяги двигателя в заданных пределах применено регулирование по
давлению газов в камере с использованием обратной связи, эле-
ментом которой является датчик давления 38 .
В случае отсутствия сигнала от системы РКС регулятор рас-
хода обеспечивает неизменный расход горючего через газогенератор,
поддерживая тем самым заданный режим работы двигателя.
Изменение соотношения компонентов топлива через двигатель
осуществляется дросселем горючего по командам системы СОБ.
Система СОБ обеспечивает одновременное опорожнение баков
ракеты и, следовательно, минимальные остатки компонентов топли-
ва в баках ракеты к моменту останова двигателя. При рассогласо-
вании уровней окислителя и горючего в баках эта система подает
команду на электромеханический привод
35 дросселя.
Проходное сечение дросселя меняется, что приводит к изме-
нению расхода горючего через двигатель и,
в итоге,
к необходи-
мому изменению уровня горючего в баке ракеты.
Останов двигателя
Для уменьшения гидроударов, возникающих в магистралях при—
гателя при закрытии клапанов, останов двигателя производится в
две ступени и за определнное время перед остановом, в случае
работы двигателя на режиме форсирования, система РКС обеспечи-
вает перевод работы двигателя на номинальный режим. По первой
команде на останов подается напряжение на пиропатроны пирокла—
панов 18 и 27 , что приводит к их закрытию и прекращенгпо
расхода горючего в газогенератор и окислителя в газогенератор
наддува.
4-С 03
Через 0,2— ’ секунды после первой команды подается напря-
жение на пиропатроны пироклапанов 16 , 33 и 32 . Пироклапаны
16 закрываются, прекращая доступ окислителя в газогенератор.
Пироклапан 33 закрывается, прекращая доступ горючего в камеру
и одновременно через клапан 32 производится дренирование
горючего из тракта охлаждения камеры с целью уменьшения импульса
последействия.
Двигатель прекращает работу.
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-301
I. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Жидкостный ракетный двигатель РД-301 предназначен для созда-
ния реактивной тяги и управляющих моментов необходимых для сооб-
щения ступени ракеты заданных параметров движения. Двигатель
предназначен для установки на верхних ступенях ракет-носителей
и разгонных блоков.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Двигатель РД-301 - однокамерный жидкостный ракетный двига-
тель с насосной системой подачи топлива выполнен по схеме с
дожиганием восстановительного генераторного газа в камере,
Двигатель снабжен карданный подвесом и узлами подвода, обеспечи-
вающими поворот последнего одновременно в двух взаимно-перпенди-
кулярных полостях на угол 3°15’.
Для привода рулевых машин, осуществляющих качание двигателя,
в схеме двигателя предусмотрен отбор горючего.
Для создания управляющего усилия по крену в качестве рабо-
чего тела сопла, крена используется аммиак высокого давления,
который отбирается из коллектора газогенератора.
3 состав двигателя входит подогреватель гелия, обеспечиваю-
щий наддув бака горючего ступеней газообразным гелием.
Двигатель многократного запуска (количество рабочих включе
ний - 3). 1
Управление агрегатами двигателя производится путем подачи
электрических команд на электропневмоклапаны (ЭПК).
Двигатель разработан в середине 7С-х годов.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Топливо:
окислитель
горючее
Номинальная тяга на
главной ступени, кН
фтор жидкий
аммиак жидкий
(IG тс)
Номинальное абсолютное •
давление газов в камере, МПа
(120 кг/см^)
Номинальное абсолютное
давление газов на срезе соп-
ла , кПа
(0,06 кгс/см^)
Удельный импульс в пус-
тоте, м/с
Номинальное значение
коэффициента соотношения
I
s
ГЕЛИЙ от
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА ДВИГАТЕЛЯ РД-ЗО1
13 I5AK
пе»=епус»с
окислителя
гн лнй
ISA НЛО» IOIB
ГН ЛИЙ
НАДДУ|=А
ГОРЮЧЕЕ
НА УЗЕЛ
КРЕНА
перепуск
горючнго
в как
ПР ОД у |= к А
МАГИСТРА ли
окислит ИЛ $1
1/Ю1 ЛЕТР1=1
ЦИК Л ОГРА» /Н ЛА РА1=ОТ»з1
»-ЗАГЛУШКИ ; 2-»=ЕС1-НЗЕР ;а.= = ,41- КЛАП/\-
11Ы О1=РАТ11ЫЕ : Л! - СИГИЛ! IA ЛИЗАТСР :!з,2!=-
»'/IEMEI3AI II 1ЫЕ УЗЛЫ ;2 - ЗАГЛУШКА . 7.IS .12.
SO.3S — П!IEIBMCK ЛАПА111=1 . G — К AlvlEPA ;S.IG,
11.17 -ОЛЕКТРОП1 1Е1ВЫОКЛАПА1 1Ы 12-РЕ -
ДУКТОР ДА13ЛЕ1111=1 : 14-РАСХОД» 1А=» ШЛИ-
ЕЛ ;Е=.2-= —
.20-ДАТ1 I ИК
ГР»з1
1=АСХОДА
КЛАНА! Из!
- <»»»'» ль-
ДА1В ЛЕ1111?!
>К| 1КЛЕР!=1.- РЕГУЛЯТОРЫ
ПР» 11ВОДЫ
ТЕПЛ00151 ЛЕ» !1 1ИК
33 -ТУ 1=1=1'11 IA
ГОРЮЧЕГО; 3 7-ГАЗОГЕ1 1ЕРАТО1=
0СПРОТ1 Н5ЛЕ1 II I?»
1141 ** * 4 **
OKI ЮЛИТЕ Л 51
✓ « •«« __ I I
IACOC
-ТЕР
ii3 - ПРЕД -
ОКИСЯМ-
массовых расходов компонентов
топлива "з двигателе
2,7
Частота вращения ротора
турбины ТНА, с-1 ' 470
Температура газа перед
турбиной, К 1079
Мощность турбины, кВт 1265
Масса сухая, кг 183
(28000об/мин)
Габариты, мм
максимальная высота
максимальный диаметр
1885
980
4. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ
И СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Двигатель РД-301 является однокамерным двигателем с турбо-
насосным агрегатом, расположенным параллельно оси камеры и
состоит из:
камеры
турбонасосного агрегата;
подогревателя гелия;
системы газогенерации;
системы питания;
пневмосистемы;
узлов общей сборки;
рамы.
Камера 8
предназначена для преобразования компонентов топ-
лива в высокотемпературные продукты сгорания и создания за счет
истечения их через сопло реактивной тяги.
Камера - цилиндрическая, паяносварной конструкции с плоской
форсуночной головкой и профилированным соплом.
В цилиндрической части камеры имеются два пояса завесы, через
которые осуществляется подача аммиака для внутреннего охлаждения
стенки камеры.
В начале цилиндрической части камеры приварены два кронштейна,
на которые устанавливается узел качания (кардан) двигателя. В зак-
ритической части сопла приварено силовое кольцо, на котором уста-
новлены кронштейны крепления турбонасосного
агрегата и датчика
давления.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи окислителя и
горючего в камеру и газогенератор.
В турбонасосный агрегат входят: турбина 33, насос горючего
34 и двухступенчатый насос окислителя 45.
Турбонасосный агрегат крепится в двух точках на камере сгора-
ния. Роль первой опоры выполняет газовая труба, которая приварива-
ется к смесительной головке камеры и к верхней части коллектора
турбины, где размещен подогреватель гелия.
Подогреватель гелия
(теплообменник 32 предназначен для
подогрева гелия, идущего на наддув бака горючего.
Подогреватель конструктивно выполнен в виде спиральной труб-
ки, размещенной внутри коллектора турбины.
Система газогенерации предназначена для получения и подачи
рабочего тела для привода турбины ТНА.
ь систему газогенерации входят: газогенератор 37 , пневмо-
клапан окислителя газогенератора 39 , пневмоклапан горючего
газогенератора 35 , регулятор расхода окислителя 44 .
Газогенератор предназначен для выработки высокотемпературного
газа, используемого в качестве рабочего тела турбины ТНА. После
турбины отработанный газ направляется на дожигание в камеру.
Пневмоьлапан окислителя газогенератора 39 предназначен
для управдения подачей окислителя в газогенератор, перекрытия
магистрали перепуска окислителя и предпусковой продувки при
запуске двигателя.
Пневмоклапан горючего газогенератора 35
предназначен для
у правления подачей горючего в газогенератор, перекрытия магистрали
перепуска горючего при запуске двигателя.
Регулятор расхода окислителя 44 предназначен для изменения
расхода окислителя в газогенератор с целью изменения режима рабо-
ты двигателя и поддержания постоянного расхода, соответствующего
режиму работы двигателя на номинальном режиме.
Система питания двигателя топливом состоит из систем
горючего и системы окислителя.
Система горючего состоит из узла подвода горючего, насоса
горючего, регулятора расхода горючего, пневмоклапана завесы,
трубопроводов.
Узел подвода горючего предназначен для подвода горючего от
питающего трубопровода ракеты к насосу горючего.
Регулятор расхода горючего 29 является исполнительным орга-
ном системы регулирования соотношения компонентов топлива в камере.
При неизменном режиме работы двигателя регулятор поддерживает пос-
тоянным расход горючего.
Пневмоклапан завесы 27 предназначен для управления подачей
горючего в пояса завесы камеры при запуске и установе двигателя.
Система окислителя состоит из узла подвода окислителя, насоса
окислителя, пневмоклапана окислителя камеры, трубопроводов.
Узел подвода окислителя предназначен для подвода окислителя
от питающего трубопровода ракеты к насосу окислителя.
Пневмоклапан окислителя камеры 15 предназначен для управле-
ния подачей окислителя в камеру, перекрытия магистрали перепуска
окислителя и магистрали предпусковой продувки при запуске двигате-
Пневмосистема двигателя предназначена для управления агрега-
тами автоматики и продувки полостей двигателя перед запуском.
Пневмосистема включает в себя:
ЭПК 9 , 10 , II , 17 , 19 , 30 , редуктор 12 , клапа-
ны 12 , 15 , 18 , 23 , ресивер 2 , фильтр 16 , мембранные
узлы 5 , 25 , обратные клапаны 3 , 22 , 41 .
ЭПК 9 предназначен для управления клапаном 7 продувки
уплотнения насоса окислителя.
ЭПК 30 предназначен для управления сильфонным узлом насоса
окислителя.
ЭПК 19 предназначен для управления клапаном горючего газо-
генератора 35 .
ЭПК 17 предназначен для управления клапанами окислителя
камеры 15 и газогенератора 39 .
Подогреватель конструктивно выполнен в виде спиральной труб-
ки, размещенной внутри коллектора турбины.
Система газогенерации предназначена для получения и подачи
рабочего тела для привода турбины ТНА.
В систему газогенерации входят: газогенератор 37 , пневмо-
клапан окислителя газогенератора 39 , пневмоклапан горючего
газогенератора 35 , регулятор расхода окислителя 44 .
Газогенератор предназначен для выработки высокотемпературного
газа, используемого в качестве рабочего тела турбины ТНА. После
турбины отработанный газ направляется на дожигание в камеру.
Пневмоклапан окислителя газогенератора 39 предназначен
для управления подачей окислителя в газогенератор, перекрытия
магистрали перепуска окислителя и предпусковой продувки при
запуске двигателя.
Пневмоклапан горючего газогенератора 35
предназначен для
управления подачей горючего в газогенератор, перекрытия магистрали
перепуска горючего при запуске двигателя.
Регулятор расхода окислителя 44 предназначен для изменения
расхода окислителя в газогенератор с целью изменения режима рабо-
ты двигателя и поддержания постоянного расхода, соответствующего
режиму работы двигателя на номинальном режиме.
Система питания двигателя топливом состоит из системы
горючего и системы окислителя.
Система горючего состоит из узла подвода горючего, насоса
горючего, регулятора расхода горючего,
пневмоклапана завесы,
трубопроводов.
Узел подвода горючего предназначен для подвода горючего от
бопровода ракеты к насосу горючего.
питающего тру
Регулятор расхода горючего 29 является исполнительным орга-
ном системы регулирования соотношения компонентов топлива в камере.
При неизменном режиме работы двигателя регулятор поддерживает пос-
тоянным расход горючего.
Пневмоклапан завесы 27 предназначен для управления подачей
горючего в пояса завесы камеры при запуске и установе двигателя.
Система окислителя состоит из узла подвода окислителя, насоса
окислителя, пневмоклалана окислителя камеры, трубопроводов.
Узел подвода окислителя предназначен для подвода окислителя
от питающего трубопровода ракеты к насосу окислителя.
Пневмоклапан окислителя камеры 15 предназначен для управле-
ния подачей окислителя в камеру, перекрытия магистрали перепуска
окислителя и магистрали предпусковой продувки при запуске двигате-
Пневмосистема двигателя предназначена для управления агрега-
тами автоматики и продувки полостей
двигателя перед запуском.
Пневмосистема включает в себя:
ЭПК 9 , 10 , II , 17 , 19 , 30 , редуктор
ны 1Z , 15 , 18 , 23 , ресивер 2 , фильтр 16 ,
узлы 5 , 25 , обратные клапаны 3 , 22 , 41 .
12 , клала-
мембранные
ЭПК 9 предназначен для управления клапаном 7 продувки
уплотнения насоса окислителя.
ЭПК 30 предназначен для управления сильфонным узлом насоса
окислителя.
ЭПК 19 предназначен для управления клапаном горючего газо-
генератора 35 .
ЭПК 17 предназначен для управления клапанами окислителя
камеры 15 и газогенератора 39 .
19 предназначен для управления клапаном 23 продувки
полостей
окислителя смесительных головок
камеры и газогенератора.
II предназначен для управления пневмоклапаном завесы
Редуктор 12 предназначен для понижения давления гелия, исполь
зуемого для продувки смесительных головок камеры и газогенератора.
Клапан 13 предназначен для подачи гелия высокого давления к
редуктору 12 и прекращения вакуумирования магистрали продувки сме-
сительных головок камеры и газогенератора.
Клапан 23 предназначен для подачи редуцированного гелия на.
продувку полости окислителя смесительной головки камеры и газогене-
ратора (через жиклер клапана).
ния магистрата перепуска окислителя в бак.
Клапан 38 предназначен для вакуумирования магистрали перепус-
ка горючего в бак и дренажной полости насоса горючего.
Клапан 7 предназначен для подачи гелия на продувку уплотнения
насоса окислителя.
Ресивер 2 с жиклером
предназначен для создания гаранти-
рованной величины давления гелия по определенному закону в полости
сильфонного уплотнения насоса окислителя при его закрытии.
Фильтр 16 предназначен для
предотвращения попадания
в смесительные головки камеры и газогенератора инородных механичес-
ких частиц при их продувке гелием.
Мембранные узлы
25 предназначены для предотвращения
попадания паров коглпонентов в пневмосистему двигателя перед первым
запуском двигателя.
Обратные клапаны 24 , 41 предназначены для предотвращения
попадания коглпонентов топлива в пневмосистему.
Обратный клапан 3 предназначен для предотвращения стравли-
вания гелия из сильфонного уплотнения насоса окислителя при прек-
ращении подачи гелия от баллонов ракеты.
Узлы общей сборки
Реле давления 4 предназначено для выдачи сигнала о нормаль-
ной величине давления в полости сильфонного уплотнения насоса
окислителя.
Датчик давления 20 является элементом обратной связи сис-
темы РКС.
Рама предназначена для крепления двигателя к ракете. Рама со-
бирается совместно с узлом качания и с помощью кронштейнов устанав-
ливается на приварные опоры камеры.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
За 15 сек. до открытия подбаковых клапанов окислителя и го-
рючего через жиклер и номинально-открытый ЭПК от баллонов ракеты
подается гелий в полость сильфонного уплотнения насоса окислителя.
Сильфонное уплотнение насоса окислителя закрывается. При достиже-
нии в полости сильфонного уплотнения
давления срабатывает реле давления
насоса окислителя заданного
По его сигналу подача
гелия прекращается.
оа 15 ... Il с сек до первой команды на запуск двигателя откры-
ваются подбаковые клапаны баков окислителя и горючего. Окислитель
из пускового бачка под давлением наддува заполняет узел подвода
окислителя, насосы первой и второй ступени, магистрали до.клапанов
окислителя на камере и газогенераторе и по магистрали перепуска
передавливается в бак окислителя, захолаживая тем самым конструкцию
двигателя.
Горючее из пускового бачка под давлением наддува заполняет
узел подвода горючего, насос, магистраль до клапана завесы камеры
и далее через тракт охлаждения камеры подходит к клапану горючего
газогенератора, от которого по магистрали перепуска передавливается
в бак горючего, захолаживая таким образом конструкцию двигателя.
За 1 сек до первой команды на запуск двигателя подается напря-
жение на ЭПК 9 ,
При срабатывании ЭПК 9 открывается клапан 7 и гелий из
баллонов ракеты прорывает мембрану в мембранном узле 5 и посту-
пает на продувку уплотнения насоса окислителя.
При срабатывании ЭПК
10 клапан
13 открывается, пропуская
гели:! из баллонов изделия к редуктору
12 . На выходе из редуктора
гелий прорывает мембрану в мембранном узле 25
и направляется на
продувку полостей окислителя смесительных головок камеры и газо
генератора. При этом продувка камеры осуществляется малым рас-
ходом (через жиклер в клапане 23 ).
Одновременно клапан 18 перекрывает трубопровод вакуумирова-
ния магистрали продувки смесительных головок.
При срабатывании ЭПК II
открывается клапан завесы 27
камеры.
Запуск двигателя
4
По первой команде на запуск двигателя подается напряжение на
ЭПК 19 . При срабатывании ЭПК открывается клапан горючего 35
газогенератора и горючее поступает в газогенератор.
Одновременно в клапане 35 перекрывается магистраль перепус-
ка горючего в бак и открывается клапан 23 , что приводит к увели-
чению расхода гелия на продувку смесительной головки камеры
("интенсивная продувка").
Через 0,2 сек после первой команды подается напряжение на
ЭПК 17 , 30 .
При срабатывании ЭПК 30 последний закрывается и происходит
стравливание через него гелия из полости сильфонного уплотнения
насоса окислителя. Сильфонное уплотнение насоса окислителя откры-
взвтся.
При срабатывании ЭПК 17 открываются клапан окислителя 15
камеры и клапан окислителя 39 газогенератора. Одновременно в
этих кляпянях перекрываются магистрали перепуска окислителя в бак.
Окислитель начинает поступать в газогенератор и камеру.
Через I сек после первой команды на запуск двигателя обесто-
чивается ЭПК 10 . Давление гелия стравливается из управляющей
полости клапана 13 . Клапан закрывается и тем самым прекращается
расход гелия на продувку смесительных головок камеры и газогенера
тора. Одновременно начинается вакуумирование магистрали продувки.
После воспламенения компонентов топлива в газогенераторе
начинается раскрутка турбонасосного агрегата, возрастают напоры
насосов и расходы горючего и окислителя через двигатель.
jpn достижении определенных оборотов ТНА двигатель выходит
на номинальный режим, который определяется настройкой двигателя
(подбором расходной шайбы окислителя 14 и настройкой регулятора
расхода окислителя 44 и регулятора расхода горючего 29 i.
Через некоторое время выходит на номинальный режим работы подогре-
ватель гелия.
номинальном режиме
при работе двигателя на номинальном режиме в случае отсутст-
вия сигнала от системы РКС регулятор расхода окислителя обеспечи-
вает неизменный расход окислителя через газогенератор, поддерживяя
тем самым заданный режим работы двигателя. .
При отклонении скорости ракеты от программной система РКС
подает команду на привод 46
который перенастраивает регулятор
расхода окислителя на новый расход окислителя через газогенератор.
При этом изменяется располагаемая мощность турбины, обороты
ТНА, расходы компонентов топлива через камеру и, следовательно,
тяга двигателя. Для ограничения величины изменения тяги двигателя
в заданных пределах применено регулирование по давлению газов в
камере с использованиегл обратной связи, элементом которой является
датчик давления 20 .
Регулирование соотношения расходов компонентов топлива через
двигатель осуществляется следующим образом: от системы регулирова-
ния соотношения расходов компонентов топлива подается команда на
привод 31 , который перенастраивает регулятор расхода горючего
29 на новый расход горючего, обеспечивая этим требуемое соотно-
шение расходов компонентов топлива через двигатель.
Останов двигателя
Останов двигателя производится в следующей последовательности.
За I сек. до команды "Останов двигателя" подается напряжение
на ЭПК 9 . При срабатывании ЭПК открывается клапан 7 и начина-
ется продувка уплотнения насоса окислителя.
По команде "Останов двигателя" одновременно обеспечивается
ЭПК 17 и подается напряжение на ЭПК 10
При срабатывании ЭПК 17 гелий стравливается из управляющих
полостей клапанов 15 , 39 , последние закрываются, расход окис-
лителя в камеру и газогенератор прекращается и одновременно откры-
ваются перепуски окислителя в бак.
При срабатывании ЭПК 10 открывается клапан 13 с одновре-
менным перекрытием магистрали вакуумирования. Начинается продувка
Через I сек. после команды "Останов двигателя" обесточивается
ЭПК II . При срабатывании ЭПК закрывается клапан 27 , расход
горючего в пояса завес камеры прекращается. Через 3 сек. после
команды "Останов двигателя" обесточивается ЭПК 19 . При срабаты-
вании ЭПК закрываются клапаны 35 , 23 , расход горючего в газо-
генератор прекращается и одновременно открывается перепуск горюче-
го в бак. Продувка смесительной головки камеры с закрытием клапана
23 переводится на режим "вялой" продувки (через жиклер в клапа-
не). Задержка закрытия клапана горючего газогенератора производит-
ся с целью проливки газового тракта аммиаком для исключения оплав-
ления элементов газогенератора из-за попадания на них свободного
гатора.
Через S сек. после команды "Останов двигателя". Гелий из
баллонов ракеты поступает в сильфонное уплотнение окислителя.
Последнее закрывается.
Через II сек. после команды "Останов двигателя" обесточивается
ЭПК 9 . Прекращается продувка уплотнения насоса окислителя.
Через 21 сек. после команды "Останов двигателя" обесточивается
ЭПК 10 . При срабатывании ЭПК закрывается клапан 13 с о.дновре-
£
иным открытием магистрали вакуумирования.
Продувка гелием смеси-
тельных головок камеры и газогенератора прекращается.
Двигатель прекращает работу.
При последнем останове двигателя все топливные клапаны закры-
ваются по команде "Останов двигателя". Сильфонное уплотнение насо-
са окислителя закрывается через 2 секунды, а продувка уплотнения
насоса окислителя прекращается через 5 сек. после команды
"Останов двигателя".
Продувка смесительных головок камеры и газогенератора не
производится.
НАДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-510
I. НАЗНАЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Жидкостный ракетный двигатель РД-510 предназначен для созда-
ния реактивной тяги и управляющих моментов необходимых для обеспе-
чения мягкой посадки и взлета с Луны космического корабля.
2. ОБЩЕ СВЕДЕНИЯ
Двигатель РД-510 однокамерный, многорежимный с многократным
запуском, жидкостный ракетный двигатель с насосной системой пода-
чи топлива, выполнен по схеме с дожиганием продуктов парогазоге-
нерацпи в камере двигателя.
Конструкция двигателя обеспечивает его подвижное закрепление
на объекте, дающее возможность качания двигателя в двух вертикаль-
ных плоскостях на угол + 13° от нейтрального положения.
Для осуществления качания двигатель снабжен карданным узлом
качания, шарниром и трехсильфонными узлами подвода окислителя и
горючего.
3 конструкции двигателя предусмотрен теплообменник для по-
дсгрева гелия, использующегося для наддува топливных баков объек-
Управление
агрегатами двигателя производится путем подали
электрических команд на соответствующие атрегаты двигателл.
Двигатель разработан в середине 7С-х годов.
3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Топливо:
окислитель горючее Тяга двигателя в пустоте: номинальная, кН Ilf максимальная, кН 15г минимальная, кН 19 Абсолютное давление газов в камере: номинальное, МПа 14 максимальное, МПа 2С минимальное, МПа 2, Номинальное абсолютное давление газов на срезе сопла, кПа 5, Удельный импульс в пус- тоте : номинальный, м/с 3< режимы максимальный, м/с 3< минимальный, гл/с 2! перекись водорода концентрации 98 + 0,5% углеводородное горючее РГ-1 5,8 (12 тс) 7 (16 тс) ,6 (2 тс) ,72 (150 кгс/см2) ,1 (2С5 кгс/см2) 55 (26 кгс/см2) 88 (0,06 кгс/см ) ’80 ( 329,5 —' ’80 (329,8 320 (286,7 К-г,.ГК FL 1
3* Г."
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА
ДВИГАТЕЛЯ
РД-510
ЦИКЛОГРАММА РАКОТЫ
1~*ИЛКТР|Э-ЭЛ«ХТРОПРИКОД , 3-ДРОССИЛ1В| А- ЗАГЛУШКА |М -ПА-
МИРА i •—РАСХОДНАЯ ШАЙКА । 7-КЛАПАН ГОРЮЧЕГО j
>т
-ПМРОКЛА
ПАН ГЕЛИЯ । • -ОБРАТНЫЙ КЛАПАН f IO-ШАРОВ АЛЛОЙ । II- ЭЛЕКТРО-
ЛНЕВМОК ЛАПАН । 13 - АРОССИ ЛЬ ГА21ОГН1Н1РАТОРА t 13 - ЭЛЕКТРОПРМ -
• ОД т К - ПНЕВМОКЛАПАН । № -ТУРКИНА i Ifl - ГАЛОГИНЯРАТОР । 17 -
ПРИ А НАС ОС ГОРЮЧЕГО । >О-ПРИ АН АСО С ОКИСЛИТЛЛЯ t ! - НАСОС
ОКИСЛИТЕЛЯ I 30 - ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ НАСОС ГОРЮ’ШГО
Номинальное значение
коэффициента соотношения
массовых расходов компонен-
тов топлива в камеие
Частота
турбины
вращения ротора
с~х
(240GC об/мин)
Температура газа перед
турбиной, К
Мощность
Масса сухая, кг
мм
максиматьная высота
максимальных диаметр
2050
1285
4. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ
И СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Конструктивно двигатель представляет собой единый блок, в
котором камера двигателя, газогенератор, турбина ТНА и почти все
агрегаты и узлы соединены друг с другом с помощью сварки.
Двигатель состоит из следующих агрегатов и систем:
каглеры;
турбонасосного агрегата;
газогенератора;
теплообменника;
системы питания топливом;
пнешосистемы;
карданного узла, качания.
Катлера 5 .двигателя предназначена для преобразования компо-
нентов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и создания
за счет истечения их через сопло реактивной тяги
Камера цилиндрическая, паяно-сварной конструкции с плоской
смесительной головкой и профилированным соплом.
Охлаждение камеры производится горючим.
На цилиндрической части камеры имеются два пояса завесы, через
которые осуществляется ввод горючего для внутреннего охлаждения
стенки камеры.
На закритической части камеры двигателя на расстоянии 300 тим
от критического сечения имеется кольцевой силовой пояс с двумя
диаметрально расположенными
цапфами под карданный узел качания.
Турбонасосный агрегат предназначен для подачи горючего в ка-
меру
и окислителя
в газогенератор и камеру.
Номинальное значение
коэффициента соотношения
массовых расходов компонен-
тов топлива в камере
Частота вращения ротора
турбины ТНА, с-1
Температура газа перец
турбиной, К
Мощность турбины, кВт
Масса сухая, кг
Габариты, мм
максимальная высота
максимальный диаметр
6,27
(24000 об/мин)
1232
1800
213
2050
1285
4. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ
И СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Конструктивно двигатель представляет собой единый блок, в
котором камера двигателя, газогенератор, турбина ТНА и почти все
агрегаты и узлы соединены друг с другом с помощью сварки.
Двигатель состоит из следующих агрегатов и систем:
камеры;
турбонасосного агрегата;
газогенератора;
теплообменника;
системы питания топливом;
пнеял ©системы;
карданного узла, качания.
Камера 5 .двигателя предназначена для преобразования компо-
нентов топлива в высокотемпературные продукты сгорания и создания
за счет истечения их через сопло реактивной тяги.
Камера цилиндрическая, паяно-сварной конструкции с плоской
смесительной головкой и профилированным соплом.
Охлаждение камеры производится горючим.
На цилиндрической части камеры имеются два пояса завесы, через
которые осуществляется ввод горючего для внутреннего охлаждения
стенки камеры.
На закритической части камеры двигателя на расстоянии 300 ~мм
от критического сечения имеется кольцевой силовой пояс с двумя
диаметрально расположенными цапфами под карданный узел качания.
Тугбонасосный агрегат предназначен для подачи горючего в ка
меру и окислителя в газогенератор и камеру.
сос горючего, насос окислителя.
Турбонасосный агрегат устанавливается на камере двигателя на
газоводе. Стыковка производится с помощью сварки.
Газогенератор предазначен для выработки из перикиси водорода
под воздействие?;! твердого катализатора высокотемпературного паро-
газа (смесь паров воды п газообразного кислорода),заданных парамет-
ров, используемого в качестве рабочего тела турбины.
патрубку статора турбины.
Теплообменник предназначен для подогрева гелия
использующего-
ся для наддува топливных баков объекта. Теплообменник представляет
собой трубку,
имеющую форму спирали и расположенную внутри выхлоп-
ного коллектора турбины.
Система
питания двигателя топливом состоит из системы горюче-
го и системы окислителя.
Система горючего состоит из узла подвода горючего, насоса
горючего, дросселя горючего, струйного преднасоса, клапана горюче-
го камеры, трубопроводов.
Узел подводя, горючего предназначен для обеспечения подвода
горючего к двигателю от питающей магистрали объекта при любом положе-
нии качаемого в карданном шарнире двигателя.
В состав узла подвода горючего входят два
сильфонных узла,
изгибающихся в двух плоскостях и один сильфонный узел, изгибающейся
в одной плоскости.
Струйный прецнасос 17 предназначен для повышения давления
горючего на входе в насос с целью обеспечения его бескавитацион-
ной работы.
Дроссель горючего 3 предназначен для обеспечения настройки
двигателя на. номинальное соотношение компонентов путем изменения
гидравлического сопротивления магистрали горючего.
Клапан горючего 7 предназначен .для управления подачей горю-
чего в камеру.
Система окислителя состоит из узла подвода окислителя, насоса
окислителя, струйного преднасоса, клапана окислителя, дросселя
окислителя, трубопроводов.
Узел подвода окислителя предназначен для обеспечения подвода
окислителя к двигателю от питающей магистрали объекта при любом
положении качаемого в карданном шарнире двигателя. В состав узла
подвода окислителя входят два сильфонных узла, изгибающихся в
двух плоскостях и один сильфонный узел, изгибающийся в одной
плоскости.
Струйный преднасос
и
предназначен для повышеия
давления
окислителя на входе в насос окислителя с целью обеспечения его
бескавитационной работы.
Клапан окислителя 14 предназначен для управления подачей
окислителя в газогенератор.
Дроссель окислителя 12 предназначен для изменения расхода
окислителя в газогенератор путем перепуска его на выход из турби-
ны с целью изменения тяги двигателя.
Пневмосистема двигателя предназначена для обеспечения много-
кратного запуска и останова двигателя с помощью пневмоуправлчемо-
го клапана. В целях повышения надежности в схеме двигателя пре-
дусмотрен дополнительный дублирующий подвод гелия от бортовой
системы объекта.
Пневмосистема включает в себя:
четыре баллона 10 сжатого гелия;
электропневмоклапан
четыре пироклапана 8 ;
фильтр
Баллоны 10 предназначены для хранения запаса гелия, необхо-
димого для управления ЭПК II .
ЭПК II предназначен для управления клапаном окислителя 14 .
Пироклапан 8 предназначен для герметизации баллона с гелием
в процессе хранения.
Фильтр предназначен для очистки гелия от механических загояз-
— -U
нений при заправке баллонов Ю .
Карданный узел обеспечивает подвижное крепление двигателя на
объекте, давая возможность отклонять ось .двигателя от нейтрального
положения на -*-13°
в .двух взаимноперпендикулярных вертикальных
плоскостях, проходящих через центр шарнира.
Основным силовым элементом карданного узла качания является
гателя м силовом рамс*
карданная рамка. Рамка карданного узла сочленяется с камерой дви-
роликовых сферических подшипников, цапф
камеры и соответствующего крепежа.
5. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
Запуск двигателя
По команде "Пуск" подается напряжение на пиропатрон одного
из пироклапанов 8 и одновременно на электропневмоклапан II ,
управляющий клапаном 14 . Пироклапан открывается, гелий из
баллона 10 поступает в управляющую полость клапана 14 . Клапан
открывается. Окислитель под давлением наддува бака, а в условиях
перегрузок и гравитации еще и столба жидкости, подается в газогене-
ратор 16 и начинает разлагаться.
Образующиеся продукты разложения окислителя поступают в турби-
ну, и ТНА начинает набирать обороты. Увеличение оборотов ротора
ТНА сопровождается увеличением давления и расхода окислителя на
входе в газогенератор и, следовательно, увеличением расхода паро-
газа и мощности турбины; обороты ТНА возрастают и достигают номи-
нальной величины. Парогаз пройдя через турбину, газовод и смеси-
тельную головку камеры поступает в камеру.
При достижении определенного давления на выходе из насоса
горючего открывается клапан 7 . Горючее, пройдя через двухступен-
чатый насос, охлаждающий тракт камеры и смесительную головку ка-
меры, также поступает в камеру двигателя и там воспламеняется с
парогазом. С ростом оборотов турбонасосного агрегата растут дав-
ления и расходы компонентов топлива, двигатель выходит на номи-
нальный режим, который обеспечивается соответствующей настройкой
дросселя горючего 3 и дросселя окислителя 12 .
Работа двигателя на номинальном режиме
при работе двигателя на номинальном режиме в случае отсут-
ствия сигнала от системы РКС дроссель окислителя обеспечивает
неизменный расход окислителя через газогенератор, поддерживая тем
самым заданны:! режим работы двигателя
Регулирование тяги осуществляется следующим образом. Команда
от системы управления изделием воздействует на привод 13 дроссе-
ля окислителя 12 . Дроссель перенастраивается приводом на новый
расход окислителя через магистраль перепуска. При этом изменяется
расход окислителя через газогенератор и, следовательно, расход
продуктов разложения окислителя через турбину, что приводит к
Ло?.5епен^п0 мощности турбонасосного агрегата и, в конечном счете,
тяги двигателя.
Останов двигателя
по команде на останов двигателя снимается напряжение с
ЭыК 11 . Э11К закрывается, при этом гелий сбрасывается из управ-
ляющей полости клапана 14 . Клапан закрывается. Прекращается
расход окислителя в газогенератор,обороты ТНА, а вместе с тем
давление на выходе из насоса горючего падаит, клапан горючего
7 закрывается. Окислитель из насоса через обратны! клапан вы-
дувается гелием в бак изделия. Оставшаяся в магистралях часть
окислителя и горючего испаряется под влиянием вакуугла.
двыгатель
прекращает работу.
Работа двигателя
на номинальном режиме
При работе двигателя на номинальном режиме в случае отсут-
ствия сигнал от системы РКС дроссель окислителя обеспечивает
неизменный расход окислителя через газогенератор, поддерживая тем
сапгм заданный режим работы двигателя.
Регулирование тяги осуществляется следующим образом. Команда
от системы управления изделием воздействует на привод 13 .дроссе-
ля оллслителя 12 . Дроссель перенастраивается приводом на новый
расход окислителя через магистраль перепуска. При этом изменяется
расход окислителя через газогенератор и, следовательно, расход
—ро—укхов раоЛО^.ендя окислителя через турбину, что приводит к
изменению мощности турбонасосного агрегата и, в конечном счете,‘
изменению
тяги двигателя.
Останов двигателя
До команде на останов двигателя снимается напряжение с
ЭПК 11 . ЭПК закрывается, при этом гелий сбрасывается из управ-
ляющей полости клапана 14 . Клапан закрывается. Прекращается
расход окислителя в газогенератор,обороты ТНА,
и давление на выходе из насоса горючего падают
а вместе с тем
клапан горючего
7 закрывается. Окислитель из насоса через обратный клапан вы-
дувается гелием в
бак изделия.
Оставшаяся в магистралях часть
окислителя и горючего испаряется под влиянием вакуума.
и в игатель
прекращает
работу.
ШЕРА СГОРАНИЯ Д 180-000 (РД-119)
Камера Д 180-000 работает по схеме газ-жидкость на несамо-
воспламеняющихся компонентах топлива кислород + НДМГ
воспламе-
нение пиротехническое.
Основные геометрические параметры:
= 210 мм;
=93,3 мм;
=941 мм;
- расстояние от внутреннего днища до
критического сече-
ния оди мм;
- сопло, спрофилированное по методу характеристик, имеет
угол полураствора на срезе 6 градусов 40 минут.
Основные параметры:
- тяга 10,62 Т;
- номинальное давление в камере сгорания 80,5 кг/см;
- суммарный расход 29,73 кг/с;
- соотношение компонентов топлива Кт = 1,49;
- расход горючего через пояс завес 2,1 кг/с;
Кайера представляет собой паяно-сварную конструкцию и
состоит из смесительной головки и нижней части, которая в
свою очередь состоит из средней части, первой и второй сек-
ций сопла.
Форсуночная головка состоит из внутреннего (поз. I),
среднего (поз. 2), наружного (поз. 3 днищ и фланца (поз. 5)
для монтажа пироклапана окислителя. Внутреннее днище скрепле-
но со средним днищем форсунками и штифтами (поз. 6) при помо-
ги пайки твердым медно—серебряным припоем.
Форсунки окислителя (поз. 7) и горючего (поз. 8) выполнены
однокомпонентными, центробежными с тангенциальными отверстиями.
В центральной части форсуночной головки расположение форсунок
шахматное
по мере приближения к периферии шахматное расположе-
ние постепенно искажается и на периферии переходит в круговое.
На периферии форсуночной головки для создания внутреннего охлаж-
дения стенки цилиндра (поз. 9)
установлены форсунки горючего и
окислителя с измененными по сравнению с основными форсунками
расходами, обеспечивающие уменьшение по сравнению с ядром соот-
ношения компонентов в пристеночном слое. Форсунки (поз. 10)
выполнены в виде силовых штырей, скрепляющих наружное с внут-
ренним и средним днищами
Средняя часть камеры сгорания, включающая в себя цилиндри-
ческий участок камеры, докритическую и начальный участок закри-
тической части сопла, состоит из наружных рубашек (поз. II),
колец (поз. 12), внутренних стенок (поз. 13), гофрированной
проставки, а также двухщелевого пояса завесы (поз. 14) с систе-
мой тангенциальных отверстий, находящегося на конце цилиндри-
ческой части каглеры.
Первая секция сопла состоит из внутренней стенки (поз. 15)
и наружной рубашки (поз. 16), соединенных гофрированной прос-
тавкой при помощи диффузионной пайки.
Вторая секция сопла состоит из кольца коллектора (поз. 17),
колец (поз. 18), гофрированной проставки (поз. 19), рубашки
(поз. 20) и стенки (поз. 21). К кольцу коллектора приварен кол-
лектор со штуцером подвода горючего (поз. 22), попадая через
который в полости с гофрированными проставками горючее охлажда-
ет камеру.
КАМЕРА СГОРАНИЯ
ДНО ООО
КАМЕРА СГОРАНИЯ
Д 180 000
I
КА.ЕРА СГОРАНИЙ
Д172-ССС (РД-214)
Калвера сгорания цилиндрического типа с плоской форсуночной
головкой, работающая на самовоспламеняющихся компонентах топлива
снабжена однокомпонеятнши форсунками со шнековыми
завихрителями (480 - окислителя; 313 - горючего).
Основные параметры:
- номинальное давление в камере сгорания 44,5 кГ/см^;
- соотношение компонентов топлива К
- суммарный расход 69,25 кг/с;
Основные геометрические параметры:
- Дцкл =480 мм;
- Акр =175,9 мм;
- Двых. сеч. =573,5 мм;
- расстояние от внутреннего днища до критического сечения
Сопло
камеры сгорания
- профилированное.
Камера сгорания состоит из двух основных частей: форсуночной
головки и нижней части
Соединение деталей и узлов камеры сгора-
ния осуществляется путем пайки и сварки.
Форсуночная головка. I
Форсуночная головка состоит из силового кольца, (поз. 7),
внутреннего (поз. 5), среднего (поз. 3) и наружного (поз. 4)
днищ и патрубка с фланцем (поз. I), образующих полости горючего
и окислителя. Среднее и внутреннее днища связаны между собой I
форсунками окислителя (поз. 6). Кроме того среднее днище соеди- 1
нено с наружным днищем кольцевой обечайкой (поз. 2). г
Внутреннее днище охлаждается горючим, поступающим из зару-
башечного пространства, камеры сгорания в полость, о^равованчую |
внутренним и средним днищами, через отверстия, выполненные в коль-
це.
Подвод окислителя осуществляется через фланец. Для прохода
окислителя к форсункам в обечайке имеются отверстия.
Расположение однокомпонентных форсунок горючего и окислителя
сотовое, но в отличие от обычной схемы, здесь геометрическая форма
(правильны:! шестиугольник) нарушена. Благодаря этому искажению
(увеличивающемуся по мере удаления от центра к периферии), перифе-
рийные форсунки располагаются равномерно по окружности.
В соответствии с принятой схемой трехъярусного смешения часть
форсунок горючего и окислителя имеет углы распыла 30...50 град.,
другая часть форсунок имеет углы распыла 90...120 град, и централь-
ное отверстие в завихрителе. Расходы через форсунки, тлеющие малые
и большие углы распыла., одинаковы.
На периферии головки для создания завесы установлены форсунки
горючего с углом распыла 90 град, и уменьшенный по сравнению с
остальными форсунками горючего расходом.
Для фиксации требуемого зазора между внутренним и средним
днищем предусмотрена установка втулок (поз. 16).
КАМЕРА СГОРАНИЯ
Д172 - ООО
|''K»l=IA=i-№J Э clOAJIxILfLfOJI - Si
V=IO-LMHILTLrC»l ОПЧИОИ - «*1
\01Г1х1±0 15151 IliZIdJLAIIEI - I I
VMHHIXO - Ol
VOVnVEIAd ISVI'DICAeIVI I - Hl ’G
VMEIVXOCMU I5VIII l\rOC)clHcKI>OJ - £l*G
ОПЧШЮ1 НЮЕЮЫНЗ - L
l5LfzlJJ'll?i>l'l»'5 4/>ll IAOeICO -
bill'll ПТ SIHH IHrfclXAl IEI -
xIYIIHITm ZICIIJKAeIVII -
Е1ТП1Я IW Hllll IWZIcIO -
\OIMVI-.3I=IO I5V=IHIH=ILK»I -
>IO£IAd±VU - t
(» t>* ft Ы IU
ООО-Ш V
KMHVdOJO Vd3WV>l
КАМЕРА СГОРАНИЯ TI4C-000 (РД-219)
Камера сгорания цилиндрического типа с
плоской форсуночной
головкой, работающая на самовоспламеняющихся компонентах топлива
АК 27Л+НДМГ, снабжена однокомпонентными форсунками со шнековыми
завихрителями
(480—окислителя; 313—горючего).
Основные параметры:
- тяга 45 т;
- номинальное давление в камере сгорания 75 кГ/см^;
- соотношение компонентов топлива /С =2,63;
гЛ 7 7
- суммарный расход 15С,8 кг/с;
Основные геометрические параметры:
Д к = 480 мм;
Дкр = 205,8 мм;
Д8М = Ю45 мм;
- расстояние от внутреннего днища до критического сечения
610 мм;
Сопло камеры сгорания - профилированное.
Камера сгорания состоит из двух основных частей: форсуночной
головки и нижней части. Соединение деталей и узлов камеры сгорания
осуществляется путем палки и сварки.
Форсуночная головка.
Форсуночная головка состоит из силового кольца (поз. I),
внутреннего (поз. 2), среднего (поз. 3) и наружного (поз. 4) днищ
и патрубка с фланцем (поз. 5)
образующих полости горючего и окис-
лителя. Среднее и внутреннее днища связаны между собой форсунками
окислителя (поз. 6). Кроме того среднее днище соединено с наружным
днищем кольцевой обечайкой (поз. 7).
Внутреннее днище охлаждается горючим, поступающим из заруба—
щечного пространства камеры сгорания в полость, образованную
внутренним и средним днищами, через отверстия, выполненные в кольце.
Подвод окислителя осуществляется через фланец. Для прохода
окислителя к форсункам в обечайке имеются отверстия.
Расположение однокомпонентных форсунок горючего и окислителя
сотовое, но в отличие от обычной схемы, здесь геометрическая форма
(правильный шестиугольник) нарушена. Благодаря этому искажению
(увеличивающемуся по мере удаления от центра к периферии), перифе-
рийные форсунки располагаются равномерно по окружности.
В соответствии с принятой схемой трехъярусного смешения часть
форсунок горючего и окислителя имеет углы распыла 30...5G град.,
другая часть форсунок имеет углы распыла 9C...I2G град, и централь-
ное отверстие в завихрителе. Расходы через форсунки, имеющие малые
большие углы распыла, одинаковы.
На периферии головки для создания завесы установлены форсунки
горючего с углом распыла 90 град и уменьшенным по сравнению с ос-
тальными форсунками горючего расходом.
Для фиксации требуемого зазора между внутренним и средним
днищем предусмотрена установка втулок (поз. 8).
Нижняя часть камеры сгорания.
Нижняя часть камеры сгорания состоит из двух узлов: средней
части и закритической части сопла.
Средняя часть камеры сгорания, включая в себя цилиндрический
участок камеры и докритическую часть сопла, состоит из наружной
рубашки (поз. 9) и стенки (поз. IC). Скрепление наружной рубашки
КАМЕРА СГОРАНИЯ
ТИО ООО
ПАТРУБОК
НАРУЖНАЯ
КОЛЬЦЕВАЯ ОВЕ—
РУБАШКА
ЧАЙКА
ГОФРИ РОНАННА я
3- НАРУЖНОЕ ДНИ
ПРОСТАВКА
ЩЕ
СТЕ И К
<4 - ВНУТРЕННЕЕ
КОЛЬЦО КОЛЛЕК -
ДНИЩЕ
ТОРА
S-СРЕДНЕЕ ДНИЩЕ
е-силовое кольцо
ПАТРУВКОМ
7-КОЛЬЦО
ЛИТЕЛЯ
ВНУТРЕННЯЯ
СТЕНКА
13- ФОРСУНКА окис
ГО-
та - коллектор с
14-ВТУЛКА
и внутренней стенки
осуществляется через гофрированные проставки
(поз. 1х). Образованные гофрами каналы служат для прохода охлаж-
дающей жидкости.
Закритическая часть сопла состоит из внутренней стенки
(поз. 12) и наружной рубашки (поз. 13), состоящей из двух секций,
между которыми приваривается кольцо коллектора (поз. 14). Связь
между наружной рубашкой и внутренней стенкой осуществляется через
гофрированные проставки (поз. 15). Образованные гофрами каналы
служат для прохода охлаждающей жидкости.
На закритической части сопла выполнен коллектор с патрубком
(поз.
13), через который осуществляется подвод горючего.
KjUiEPa СГОРАНИЯ M 100-000 (РД-253)
-pa M .00 000 работает по схеме газ-жидкость на самовос-
пламеняющихся компонентах топлива АТ + НДОГ.
Основные геометрические параметры:
Dk = 430 мм;
Вкр = 279,7 мм;
расстояние от внутреннего днища до критического сече-
ния 450 мм;
сопло, спрофилированное по методу характеристик, имеет
угол полураспада на срезе 8
Основные параметры:
- тяга 150 т;
- номинальное давление
- суммарный расход 528
градусов 50 минут.
в камере сгорания 150 кГ/см ,
кг/с;
- соотношение компонентов топлива К т = 2,67;
- расход горючего через пояс завес 13,2 кг/с;
- перепад на форсунках горючего при номинальном
р
расходе 10,1 кг/см ;
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию и сос-
тоит из смесительной головки (поз. 2) и нижней части (поз. 8) с
двумя поясами завес (поз. 7).
Смесительная головка имеет:
- 162 двухкомпонентные пневматические форсунки (поз. 4);
- 7 двухкомпонентных форсунок с центробежной закруткой
горючего (поз. 5), расположенных в центре смесительной головки;
- 204 однокомпонентных пннтробежных форсунок горючего
(поз.
Пояс завес выполнен двухщелевым. Каждая щель имеет 108 тан-
генсальных отверстий.
Окислитель, проходя через два патрубка (поз. I) на смеси-
тельной головке и выравнивающую решетку (поз. 3), поступает в
форсуночную полость.
Охлаждение камеры осуществляется горючим, которое через пат-
рубок (поз. 9), расположенный за критическим сечением, поступает
в коллектор с последующей разводкой: 54% по охлаждающим канавкам
и гофрам (поз. II) к срезу сопла. Со среза сопла горючее через
трубопровод (поз. 12) перебрасывается в коллектор (перед крити-
ческим сечением), за которым происходит слияние обоих потоков
горючего.
На все внутренние стенки камеры за исключением титановой
надставки (поз. 10) нанесено покрытие из двуокиси циркония для
уменьшения теплового потока в стенку.
На' наружную поверхность а выравнивающей решетки и внутрен-
него днища (поз. 6) нанесено покрытие из пористого хрома для
защиты от воздействия газообразного окислителя.
71
КАМЕРА СГОРАНИЯ
м100 -000
РЖШГТКА
ВАКАМ А«;
4 - »Ц^СУ1 ХА ПК8МДТИ
ЧЕСКАЯ i
В - ФОРСУКА
одноком-
пог
-ТТН А Я
UEHTPOW!*-
НАЯ
в - ДНИЦЕ ВНУТРЯННСТ I
7- ПОЯС 1АЖСЫ1
о - ►ЖЖМЯЯ МАСТЬ :
S - ПАТРУВСЖ
Ю - НАДСТАВКА
II- ПРОСТ А1ЖА roaw’J^’o -
ВА1Е1АЯ I
1 а - трувопроичд
и - OKlPCyVMA ДПУХКОМ-
щу|-В>>-ПТ1АЯ LtKMTPOfMIMHAW
КАМЕРА СГОРАНИЯ ПОС-ООО (PI-301)
Камера сгорания ПОО—ООО работает по схеме кид w п г.ть—гя я
на самовоспламеняющихся компонентах топлива:
фтор + генератор-
ный газ ( ~ 80% аммиака).
Основные параметры:
- тяга, тс
- давление в камере, кгс/см^
- давление в выходном сечении сопла, кгс/см^
- суммарный массовый расход, кг/с
- соотношение компонентов топлива
- расход горючего через пояса завесы,
(процент от суммарного расхода топлива), %
- перепад давления на форсунках окислителя и
горючего, кгс/см^
10
120
0,059
24,82
2,957
3
10
Основные геометрические параметры:
- внутренний диаметр цилиндрической части, мм 175
- диаметр критического сечения, мм 72
- диаметр выходного сечения сопла, мм 756
- расстояние от внутреннего днища до 1-го пояса
завесы, мм
- расстояние от критического сечения до 2-го
пояса завесы
Конструктивно КС состоит из смесительной головки и корпуса,
при стыковке которых образуется I-ый пояс завесы 7.
В форсуночную полость окислитель поступает через боковой
патрубок 17.
Генераторный газ в форсуночную полость поступает
чеоез
«А.
патрубок по центру
смесительной головки I. Для более равномерного
распределения газа
через форсунки установлена выравнивающая
решетка 19.
Через боковой патрубок 16 поступает аммиак в тракт охлаж-
дения камеры сгорания и через патрубок 13 подается в газогенера-
тор двигателя.
Смесительная головка представляет собой паяно-сварную
конструкцию с однокомпонентными форсунками горючего 3 и окисли-
теля 15.
Корпус представляет собой паяно-сварную конструкцию, вклю-
чающую в себя тонкостенную стальную оболочку 9 и бронзовую
внутреннюю стенку 8, II.
Охлаждение корпуса в хвостовой части осуществляется с
помощью гофрированных проставок 12 .
КАМЕРА СГОРАНИЯ
Г 100-000
пклиикь
• n - JUBdUir CRnjUHUH;
• О- РГЛШГГМЛ ЯЫРЛЛ1МНЛ>ОЩЛЯ;
КАМЕРА СГОРАНИЯ
Г *00-000
1 - ЛАТРУИОК подвода го -
Р»О-
Э - Л1НИЩЕ НАРУЖНСЖ !
3 - ФОРСУНКА
ГОРЮ*
т
<» - ШТИФТ:
Я - ИЭРГГУС:
в - JXKOtflF КТХМ31
710 - ПОЯС
ЗЯМЕ
Q.1I - СТЕПИА ПИУТЕЧЗАК1Я
Я - СТТКИКА НАРУЖНАЯ:
I Я - ГТХт’ИГ’Ов А1МАЯ СТШКА
13- КОЛЛЕКТОР;
1-а-иивищп ВНУТР»'Н1Н’!
13- «ПОРСУ1ПСА ОКИСЛИТ ГЦТЯ:
IB- латрулок пют-:пу
17- ПАТРУПОМ ГКШЛОДА ОКИС-
ПИГНЛЯ1
1О - XU MUIR СРПДИЯП:
IQ - Р1ТШПТМА ВЫР/МЭ1МПЛЮЩЛЯ:
Лолера предаазначена для преобразования ко.мпонентов топлива
лсолоте^шературные продукты сгорания и создания за счет исте-
чения их через сопло реактивной тяги.
Камера работает по схеме газ-дидкость,
на высокотемператур-
ном окне
С% кислорода) и керосине.
- массовый
- массовый
- массовое
в ;выходном сечении
расход окислите
сопла, кгс/см^
соотношение компонентов топлива
- внутренних диале тр цилиндрической части
% i
- диаметр критического сечения, мм кдкр )
- дияметр выходного сечения сопла, мм (Двьи.с)
1995
- длина камеры, мм
3602
- масса камеры, кг
л ♦ _ 9
Камера представляет собой паяно—сварную конструкцию.
Камера цилиндрического типа с плоской смесительной головкой и
профилированным соплом, имеющим скругление на входе в закрпти—
ческую часть.
Камера состоит из двух основных частей.
смесительной головки и
корпуса камеры.
к
♦
75
Смесительная головка состоит из газовода I, решетки 2,
среднего 4 и внутреннего 5 днйщ, форсунок основных 3 и высту-
пающих 18. , ’
Смесительная головка имеет две полости: полость горючего,
образованную внутренним 5 и средним 4 цнищамп, • газовую полость
образованную средним днищем 4 и газоводом I.
Решетка 2 обеспечивает равномерность распределения окислитель
кого газа по форсункам.
Подвод компонентов топлива в камеру производится через
двухкомпонентные форсунки 3 и 18, расположенные по концентричес-
ки окружностям. Выступающие форсунки 18 образуют антдпульсоцдон-
ные перегородки.
Форсунки 3 имеют конусное продолжение, выполненное во
внутреннем днище 5, благодаря чему обеспечивается более надежное
его охлаждение и стабилизация процесса смешения компонентов за
счет исключения завихрений и обратных токов продуктов сгорания.
Окислительный газ в форсунки 3 поступает по центральному
отверстию, а горючее через 12 тангенциальных отверстий подается
J4.
в зазор между коргц-сом втулкой форсунки.
Конструкция форсунок, их расположение в смесительной голов-
ке и распределение расходов компонентов через них .обеспечивают
получение заданного удельного импульса и устойчивость рабочего
процесса.
В форсунки 18 окислительный -газ также поступает до централь-
ному отверстию, а горючее через 6 радиальных отверстий подводится
в спиральные каналы, выполненные между корпусом и втулкой высту-
павдей части форсунки.
лаыера предназначена для преобразования компонентов топлива
в высокотемпературные продукты сгорания и создания за счет исте-
чения ill через сопло ре’актпвной тяги.
Камера работает по схеме газ-ыидкость,
на высокотемператур-
Основные параметры:
90% кислорода) и керосине.
- тяга в пустоте, тс
- давление в камере, кгс/сйГ
- давление в ;выходном сечении сопла, кгс/сь
- массовый расход окислителя, кг/с
- массовый расход горючего, кг/с
- массовое соотношение компонентов топлива
Основные геометрические параметры:
- внутренний диаметр цилиндрической части,, мм
к >
- диаметр критического сечения, мм ( Дкр )
л
— ДИЗМвТр ВЫХОДНОГО СбЧСНИЯ сопла, ММ (Дйь;х.г)
- длина камеры, мм ( ь* )
- масса камеры, кг
1995
3602
Камера представляет собой паяно-сварную.конструкцию.
Камера цилиндрического типа с плоской смесительной
головкой и
профилированным соплом,
имеющим скругление на входе в закрпти—
ческую часть.
Камера состоит из двух основных частей:
смесительной головки и
корпуса камеры.
Смесительная головка состоит из газовода I, ресетки 2,
среднего 4 и внутреннего 5 днищ, форсунок основных 3 и высту-
пающих 18. , ’
Смесительная головка имеет две полости: полость горючего,
образованную внутренним 5 и средним 4 днищами, и газовую полость
образованную
средним днищем 4 и газоводом I.
Решетка 2 обеспечивает равномерность, распределения окислитель
него газа по форсункам.
Подвод компонентов топлива в камеру производится через
двухкомпонентные форсунки 3 и 18, расположенные по концентричес-
ким окружностям. Выступающие форсунки 18 образуют антппульсоцдон-
нпе перегородки.
Форсунки 3 имеют конусное продолжение, выполненное во
У
внутреннем днище 5, благодаря чему обеспечивается более надежное
его охлаждение и стабилизация процесса смешения компонентов за
счет исключения завихрений и обратных токов продуктов сгорания.
Окислительный газ в форсунки 3 поступает по центральному
отверстию, а горючее через 12 тангенциальных отверс
в зазор между корпусом втулкой форсунки.
ГП
подается
Конструкция форсунок
их расположение в смесительной голов-
ке и распределение расходов компонентов через них .обеспечивают
*
получение заданного удельного импульса и устойчивость рабочего
процесса.
В форсунки 18
окислительный -газ также поступает по централь-
ному отверстию, а горючее через 6 радиальных отверстий подводится
в спиральные каналы, выполненные между корпусом и втулкой высту-
пающей части форсунки.
jxar.iepa предназначена для преобразов
акия компонентов топлива
в высокотеглпературные продукты сгорания и создания за счет исте-
чения in: через сопло реактивной тяги.
Камера работает по схеме газ-кидкость, на высокотемператур-
,ном окдслите.паном газе ( 9С/ кислорода) и керосине.
Основные параметры:’
- тяга в пустоте, тс 85
- давление в камере, кгс/с&г 166
- давление в ;внходном сечении сопла, кгс/сьг 0,133
- массовый расход окислителя, кг/с 175,4
- массовый расход горючего, кг/с 67,46
- массовое соотношение компонентов топлива 2,6
Основные геометрические параметры:
- внутренний диаметр цилиндрической части, мм
( П к -) 1 . 320
- диаметр критического сечения, мм (Дкр ) 183,5
— диаметр выходного сечения сопла, мм (Двьи.с) 1995
- длина камеры, мм ( ) 3602
- масса камеры, кг " 448
/
Камера представляет собой паяно-сварную--конструкцию.
Камера цилиндрического типа с плоской смесительной головкой и
профилированным соплом,
имеющим скругление на входе в закрпти
ческую часть.
Камера состоит из двух основных частей:
смесительной головки и
корпуса камеры.
▼
75
4
Смесительная головка состоит из газовода I, репетки 2,
среднего 4 и внутреннего 5 днищ, форсунок основных 3 и высту-
пающпх 18. . '
Смесительная головка имеет две полости: полость горючего,
образованную внутренним 5 и средним 4 днищами, и газовую полость
образованную средним днищем 4 и газоводом I.
Решетка 2 обеспечивает равномерность распределения окислитель
кого газа по форсункам.
Подвод компонентов топлива в камеру производится через
двухкомпонентные форсунки 3 и 18, расположенные по концентричес-
ким окружностям. Выступающие форсунки 18 образуют антипульсодлов-
ные перегородки.
Форсунки 3 имеют конусное продолжение, выполненное во
внутреннем днище 5, благодаря чему обеспечивается более надежное
его охлаждение и стабилизация процесса смешения компонентов за
счет исключения завихрений и обратных токов продуктов сгорания.
Окислительный газ в форсунки 3 поступает по центральному
• <
отверстию, а горючее через 12 тангенциальных отверстий подается
л<
в зазор между корпусомИзтулкой форсунки.
к
Конструкция форсунок, их расположение в смесительной голов-
ке и распределение расходов компонентов через них .обеспечивают
получение заданного удельного импульса и устойчивость рабочего
процесса.
В форсунки 18 окислительный -газ также поступает
по централь-
ному отверстию, а горючее через 6 радиальных отверстий подводится
в спиральные каналы, выполненные между корпусом и втулкой высту-
пающей части форсунки.
111ГГУГГ|г
ГОЛОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ
00.1723 01000100. 00 0
□ид
С X ОЛА ОХЛ А ЖДЕНИЯ
— СТЯНКА КАМЕРЫ НДЖУЖ-
UTja- СТЕНКА СОПЛА
РЕНИЯЯ1
ФОРСУНКИ
ВЫСТУПАЮЩАЯ
ОСНОВЫ А
3 - ФОРСУНКА ОСНОВНАЯ (
4-ДНИЩЖ СРЕДНЕЕ:
-ДНИЩЕ ВНУТРЕННЕ»:
В - *ОРСУНК А ПУСКОВАЯ:
ОРСУЮСА
<30
СХЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
В - ФОРСУНКА ПУСКОВАЯ
7. И-ПОЯС ЗМЗЕСЫ.
О - СТННКА КАМЕРЫ
В НУТ-
НАЯ!
КОЛЛИ КТОР
- СТ И ЕЖ А СОПЛА
ренняя.
НАИ!
ОРСУХСА ВЫСТУПАЮ
1
ООО
ФОРСУНКИ
ВЫСТУПАЮЩАЯ
ЮЩАЯ;
3 - ФОРСУИ<А ОСНОВНАЯ:
В-ДНИЩЕ ВНУТРЕННЕЙ:
1ЭНУТ -
НАРУЖ-
НАРУ Ж
Ю
•Дкя подвода. пускового горючего в камеру используются 4
авяораспо до денных пусковых форсунки (штийта) 6,
впаяных в
наружную и внутреннюю стенки смесителя.
дековое горючее к форсунка?.! 6 поступает из коллектора,
выполненного в кольце смесителя.
< Форсунки 3 и 18 с внутренним и средним днищами соединены
1ля обеспечения качественной пайки в
выполнены винтовые канавки.
- азовод и решетка выполнены из жаропрочного никелевого
сплава, внутреннее днище и форсунки 18 изготовлены из бронзы;
фирсунки'З и остальные детали смесительной головки выполнены
из сталей. Соединение смесительной головки с корпусом камеры
осуще ст вляе тся
сваркой наружных стенок и кроме
этого - через
соединительное кольцо обеспечивающее кольцевую полость для
перепуска горючего из средней части камеры в головку и
первый
пояс 7 завесы.
Корпус каглеры состоит из средней и нижней частей.
от стыка со смесительной головкой до стыка с нижней частью
I
включая 2-й и 3—2 поясов завес. -•
Никняя часть камеры состоит из секций определяемых места-
первого стыка
и третьей
<-»
ми стыковки
секции — от стыка со средней частью до
с • расширяющейся частью сопла, вставки 14
- второй
секции;
ружной 9,
участки камеры состоят из внутренней 8
14,
13,
16 и на-
17 стенок. Стенки соединяются между собой посред-
ством пайки по вершинам ребер,
выфрезерованных на наружной
Образованные ребрами каналы служат для протока горючего,
охлаждающего внутренние стенки камеры. Для повышения эффективно
охлаждения каналы на участке средней части и первой секции
выполнены спиральными, а на участке первой секции в районе
критического сечения сопла на их дне имеется* искусственная
*
шероховатость.
Детали наружной стенки средней части и первой секции изго-
тавливаются из стали, а детали внутренней стенки - из бронзы.
Соединение наружной и внутренней стенок осуществляется пя"~кой
через медно-серебряное покрытие.
Все детали второй и третьей
секший изготовлены из
титано-
вого сплава.
Пайка узлов из титанового сплава осуществляется через
покрытие медь-никель-медь.
Соединение средней и нижней части осуществляется сваркой
наружных стенок этих узлов в районе третьего.пояса завесы II.
Соединение первой и второй ’.секций из-за невозможности
непосредственной сварки разнородных материалов, из-которых
они изготовлены, осуществляется через вставку, наружная стен-
ка 14 которой выполнена из стали и приданного к ней титанового
кольца. Внутренняя стенка 13 выполнена из бронзы, которая в
районе стыка 1-й и 2-й секций соединяется с переходным титано-
вым кольцом’ пайкой.
Соединение второй и третьей секций производится сваркой.
Охлаждение камеры смешачное-наружное и внутреннее.
Наружное охлаждение регенеративное, осуществляется путем
протока основной части горючего по тракту охлаждения камеры.
Горючее для наружного охлаждения поступает в коллектор 12
и через отверстия в нем в тракт охлаждения первой секции,
второ5
i третт
неоъдл. но тракту охлаждения, горючее собирается в коллекторе
15 к по двум трубопроводам направляется через открытый клапан
горючего камеры и далее по двум трубопроводом к коллектору IC.
Из коллектора 10 горючее поступает в тракт охлаждения среднa-'f
части и затем в полость смесительной головки.
ьнутренее охлаждение осуществляется тремя поясами завес 7,
В первый пояс завесы горючее подается
It
отверстия
выполненные
из тоакта охлаждения,
в цилиндрической
стенке внутреннего днища смесительной головки.
третий пояса завесы горючее поступает
автономно от клапана’ заве-
сы через спиральные каналы и кольцевые щели во внутренней стенке.
Общий расход горючего на внутренее охлаждение составляет
2,5д от всего расхода горючего через камеру.
Камера работает на несамовоспламеняющихся компонентах
топлива.
Воспламенение компонентов в камере в начальный период
запуска обеспечивается подачей пускового горючего через 4 пуско-
вые фогсунки 6. При работе двигателя на режиме тракт подачи
пускового горючего проливается основным горючим.
Окислитель поступает в смесительную головку из турбины в
виде окислительного газа,
горючее - из тракта охлаждения камеры.
вставки, второй и
ретьей секций
П~.о.Щл. по 1 рак ту охлаждения, горючее собирается в коллекторе
5 и по двум трубопроводам направляется через открытый клапан
орючсго Кси-лары и далее по двум трубопроводом к коллектору 10.
Из коллектора
хи горючее поступает в
тракт охлаждения средней
части и затем в полость смесительной головки.
Внутренее охлаждение осуществляется тремя поясами завес 7,
В первый пояс завесы горючее подается из тракта охлаждения,
через тангенциальные отверстия выполненные в цилиндрической
стенке внутреннего днища смесительной
головки, до
ВТОРОЙ и
третий пояса завесы горючее поступает
автономно от клапана’ заве-
сы через сшгра^ные каналы и кольцевые щели во внутренней стенке.
V •
Общий расход горючего на внутренее охлаждение составляет
2,5;<? от всего расхода горючего через камеру.
Камера работает на несамовоспламеняющихся компонентах
топлива.
Воспламенение компонентов в камере в начальный период
запуска обеспечивается подачей пускового горючего через 4 пуско-
вые форсунки 6. При работе двигателя на режиме тракт подачи
пускового горючего проливается основный горючим.
Окислитель поступает в смесительную головку из турбины в
виде окислительного газа,
горючее - из тракта
озыаждения камеры.
(РД-17С)
Камера pad стает по
ном окислительном газе
схеме газ-жидкость на высокотемператур-
9С% кислорода) и керосине.
- тяга на земле, тс
- дав.пение в камере, кгс/см^
— давление во входном сечении сопла, кгс/см^
— массовое соотношение компонентов -топлива
Основные геометрические параметры:
- внутренний диаметр цилиндрической части, мм
185
250
0,6
2,6
380 •
- диаметр критического сечения сопла, мм (Дки) 235.5
♦ *
- дпаыетр выходного сечения сопла, мм (Диш ) 1430
Камера состоит из двух основных узлов смесительной
(форсуночной) головки I и корпуса.
Описание смесительной головки приводится в самостоятель-
ном разделе.
Корпус состоит из средней части 3, включающей цилиндри-
ческий участок до коллектора 4, и нижней части, начинающейся
с коллектора 5
и включающей сужающуюся и расширяющуюся части
сопла.
Все части корпуса состоят из внутренней 9 и наружной 8
стенок, соединяющихся между собой посредством пайки по верши-
нам ребер, выфрезерованных на наружном поверхности внутренних
стенок. Образованные ребрами каналы служат для протока горюче-
го, охлаждающего внутренние стенки корпуса.
для исключения местных перегревов на части цилиндрического
участка камеры и на участке сопла с критическим сечением каналы
выполнены спиральными.
На средней части камеры выполнены 3 пояса завес, для обес-
печения внутреннего охлаждения камеры.
Первый пояс
завесы выполнен на стыке смесительной головки
и цилиндрической части камеры. Данный стык выполнен сваркой
наружных стенок непосредственно и через соединительное кольцо 2,
которое с наружной стенкой образует кольцевой канат, для пере-
пуска охлаждающей’ жидкости из средней части камеры к форсуноч-
ной головке и в первый пояс завесь
отверстий.
Второй и третий пояса завес выполнены в 'виде кольцевых
’ щелей в районе
ми 4 и 5.
стыка средней и нижней частей
между коллектора-
Щель второго пояса завесы выполнена прорезью во внутренней
стенке средней части, щель третьего пояса завесы выполнена в
стыке наружных стенок средней и нижней частей камеры. Во вто-
рой и третий пояса завесы горючее подается автономно.
На наружной стенке камеры имеется ряд кольцевых коллекто-
ров, связанных между собой перепускными трубопроводами, обеспе-
чивающие оптимальную схему наружного охлаждения камеры.
Для охлаждения камеры горючее подается в коллектор 5 и
коллектор второго и третьего пояса завесы. Из коллектора о
одна большая часть горючего подается для охлаждения участка с
критическим сечением до коллектора 6, другая часть горючего по
трубопроводам 7 подается для охлаждения остальной части сопла
Для изготовления
калеры применяются нержавеющие стали и
специальные бронзы
КАМЕРА СГОРАНИЯ
00.0520 0100 0000 00 0
КАМЕРА СГОРАНИЯ
00 0620 0100 0000 00 о
I - ГОЛОВКА *OF-
1CC.CICC.CC
Сыеслельдод головка предназначена для ввода компонентов
гоплда® з огневое пространство камеры л первоначального их
дэремепиванил между собой.
чесательная головка состоит из фланца 2 с выравнивающей
и смесителя. Смеситель состоит из корпуса 4,
сред-
решеткой I
дняц, основных 5 и выступающих 8 форсу-
нок и ну сковы:: форсунок 7.
Смеситель представляет собой паяно-сварную конструкцию.
Внутреннее днище 6, форсунки 5, S и 7 соединены с соответствуто-
помощл палки,
а среднее днище
с корпусом
- газовую полость образованную фланцем 2 с выравнивающей
решеткой i и средним днищем 3;
юлость горючего, образованную средним 3 и внутренним 6
днищами и корпусом смесителя.
Полость горючего предназначена для подвода горючего к
форсункам;
Одновременно горючее
охлаждает внутреннее днище.
Тазовая полость предназначена для подвода окислительного
газа
к рорсункам.
На входе в полость
установлена выравнивающая решетка I.
Ввод компонентов топлива в камеру производится через основ-
5 и выступающие форсунки 7. Форсунки располагаются
е форсунки о
ондеатрическлм окружностям.
Форсу
дзугскомпонентные, струйно-центробежные. Окисли
ступает в форсунку через жиклер и долее через
..„w n-a-’orv я тпючее - через отверстия в
SA
наружной стенке карпуса форсунки.
Для обеспечения воспламенения компонентов топлива -при ее
пуске, в камеру сгорания подается жидкое пусковое горючее.
Оно поступает в камеру через четыре пусковые форсунки 7.
После пуска через них в камеру пос
основное
Для изготовления смесительной головки применяются простые
и высокопрочные нержавеющие стали.
I
tn
ОО
ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ
00. 0520 0100 0100.00.0
ОСНОВНАЯ. О-ДНИЩЕ ВНУТРЕННЕЕ! 7“ФОРСУНКА
ПУСКОВАЯ; a - clKiPCYWA 1ЭЫСТУПАКЛЦАЯ;
KAIvIEPA СГОРАНИЯ ЗУ 530.Э.722-0050
Экспериментальная камера для отработки конструкции
элементов,
использующих абляционный принцип охлаждения, работает по схеме
газ-жидкость на несамовоспламеняющихся
компонентах топлива (про-
дукт 099 + 80% (по массе) спиртоводяная смесь). Пусковое горючее -
бутил.
Основные геометрические параметры;
Гк
D кр
В Bbl X
= 135 мм;
= 66,9 мм;
= 146 мм;
- расстояние от критического сечения до пояса завесы 180 мм;
- расстояние от внутреннего днища до пояса завесы 32 мм;
- сопло, спрофилированное по методу характеристик, имеет угол
полураствора на срезе 10 град.
Основные параметры:
- тяга 1500 кГ;
- номинальное давление в камере сгорания 30 кГ/см2;
- соотношение компонентов топлива - 1,24;
- суммарный расход топлива 6,345 кг/с;
- расход через пояс завесы 0,635 кг/с;
- перепад
р
10 кГ/см";
на форсунках окислителя при номинальном расходе
- перепад на форсунках горючего при номинальном расходе
5 кГ/см2;
- расход пускового горючего 0,02 ...0,03 кг/с.
Констоуктивно камера состоит из смесительной головки (поз. I)
и корпуса (поз. 2), при стыковке которых (соединение сваркой) обра*~
зуется пояс завесы.
В форсуночную полость окислитель поступает через патрубок
(поз. 3) по центру смесительной головки, горючего - через боковой
,6
патрубок (поз. 4). Подвод горючегоцтояс завесы осуществляется
через боковой штуцер (поз. 5) и далее по цилиндрической оребренной
поверхности медного внутреннего днища (поз. 6). Подача пускового
горючего в автономную пусковую форсунку (поз. 7) осуществляется
через боковой штуцер (поз. 8).
Смесительная головка представляет собой паяно-сварную кон-
струкцию и имеет 13 двухкомпонентных форсунок ядра (1-ю->-12; поз.9)
и 24 двухкомпонентные форсунки периферии (поз. 10). Форсунки пери-
ферии имеют меньший диаметр, чем
, и
форсунок"^ядра, что повышает
равномерность пристеночного слоя.
Все форсунки выполнены с внешним центробежным контуром горю-
чего и внутренним центробежным контуром окислителя. Смешение
компонентов осуществляется на конических зенковках внутреннего
днища.
Корпус представляет собой клеено-сварную конструкцию, вклю-
чающую в себя металлическую тонкостенную наружную оболочку (поз.II
и 2 внутренние стенки из стекло- или углепластика (поз. 12), а
также вкладыш (поз. 13) из материала (вольфрамовый каркас
пропитанный медью). Соединение наружной оболочки с внутренними
стенками - клеевое (герметик типа "Виксинт"). Соединение внутрен-
них стенок между собой и с вкладышем также клеевое (клей типа
ГИПК-129).
КАМЕРА СГОРАНИЯ
530.3.722 - 0050
V>l£JCLfC_l
ClK>£K»ICA1J
ViTCcIWCL! :121Г1А1Л1- SI
v>ii-iaccio<i>
I5VSIOICAL! -
tl
hiczieive: rxscu si с.пи«
-Ci=IC_l VTrosnroiJ с121ПАХП1- Cl
CALfcK»!- S
IIMIEI.LC HN'M IzIcIXAI Icl - G
misnrvLf >ia -
V?H-.CLfa=IC HVI DKAciVI I - Э
*lYni/|llTT
VcliTIS
V>ll-I.AOclO<l> “
IH'lcEI<l>l4=ei!J
C_IHI-.CfclC_l
YrWCEirroiJ >ICSIAcLLVU — S
ISLfri-LI'lLfOMiia
>K?=IAcLLVU - I
i=vi i=i!-f- ei
isu.g<-io_i
fl3M-l-EI=LLAI-IEI — S
0S00- ZZL C 0£S
KHHVdOJO V<dBV\IV>l
68
ШЕРА СГОРАНИЯ ЭУ 535.
Э.722-4050
Камера, работающая на
самовоспламеняющихся компонентах топ-
-жидкость,
ной головки (поз. I) и корпуса (поз. 2),
(коническая прокладка (поз. 3); болтовое
состоит из смеситель-
при стыковке которых
соединение) образуется
пояс завесы.
Основные геометрические
параметры:
г.
к
U и?
=65,С мм;
=3G,8 мм;
=99,I мм;
- расстояние от критического сечения до пояса завесы 150 miv
- расстояние от внутреннего днища до пояса завесы 50 мл;
сопло, спрофилированное по методу характеристик, имеет угол
полураствора на срезе 17 град.
Основные параметры:
- тяга 4С0 кГ;
- номинальное давление в камере сгорания 30 кГ/см2;
- соотношение компонентов топлива ^=5;
- суммарный расход 1,379 кг/с;
- расход через пояс завесы 0,138 кг/с;
время пребывания 1,01 -мс;
— перепад на форсунках окислителя при номинальном расходе
6 кГ/с*г; о
- перепад на форсунка:: горючего при номинальном расходе
5,75 кГ/см2'.
Окислитель поступает в форсуночную полость через патоубок
(поз. 4) по центру смесительной головки; подвод горючего осудеств
ляется через штуцер (поз. 5) и далее по цилиндрической оребренной
поверхности медного внутреннего днища (поз. 6) с разводкой: 1/3 в
пояс завесы и 2/3 в форсуночную полость. Заданное распределение
горючего обеспечивается 6-ю жиклерами (поз. 7).
Смесительная головка представляет собой паяно—сварную конст-
рукцию и имеет 7 двухкомпонентных форсунок (1+6; поз. 8) с внешним
центробежным контуром горючего и внутренним струйно—центробежным
контуром окислителя.
На плоской поверхности среднего днища (поз. 9), прилегающей
к внутреннему днищу, выполнены канавки для подводя горючего к
центральной форсунке.
Неохлаждаемый корпус изготовлен из ниобиевого сплава,
несением комплексного защитного боросилицидного покрытия.
с на-
КАМЕРА СГОРАНИЯ
535 Э 722-4050
'***ЧГ^*М*
КАМЕРА СГОРАНИЯ
535 3 722-4050
1 - ПАГРУ15ОК
ПОДВОДА
S-ШТУЦЕР
ПОДВОДА
К1'ЮЛИТ1ЕЛЯ
ГО1=»О’ НЕГО
ЕЕ - CUOPOVI IKA
7 - смесители i/\*i
ГС5 ЛОВКА
'll II'IIUH
S - KOI 11'1' ПЕОН А?1
ПРОКЛАДКА
!5 - 131 1У TPIEIII ИЕН ДГ1ИЩ1Е
Модельная камера ’Ж.
Э.722-10С0
создана для экспериментальной
установки ЭЦ-360,
имитирующей двигатель
Ос. С5~и. ol/ОО. сОСи. ОС. О, с целью
отработки и регулировки процессов
взаимодействия потоков горячего
газа из связки камер в двигателе
(между собой
со
стартовым столом и при
догорании струй).
Камера работает по схеме
газ—жидкость на несамовоспламеняю-
щихся компонентах топлива (керосин + газообразный кислород).
Масштаб моделирования
1:10.
пусковое горючее - бутил.
геометрические параметры:
- внутренний диаметр цилиндрической
части, мм
- диаметр критического сечения, ,мм
- диаметр выходного сечения сопла, мм
- длина камеры
- расстояние от критического сечения до 2-го
пояса завес, мм
80
- сопло спрофилированное по методу характеристик,
имеет угол полураствора на срезе, град
Основные параметры
- тяга, кг
- давление в камере , кгс/см~
- суммарный расход топлива, кг/с
— расход через пояса завес, кг/с
— перепад на форсунках окислителя, кгс/си
— массовое соотношение компонентов топлива
1850
2С0
6,36
0,19
13,5
2,38
- перепад на форсунках
горючего,
- распоп пускового горючего , кг/с
Конструктивно камера состоит из смесительной Головин и
корпуса,
при стыковке которых (соединение сваркой)
образуется
1-ый пояс завесы.
В форсуночную полость окислитель поступает через патрубок
(поз. 3) по центру смесительной головки, горючее - через боковой
патрубок (лоз. 5). Подвод горючего в I-ый пояс завесы осуществля-
ется из форсуночной полости через жлклпруксще отверстия.
Подвод горючего во 2-ой пояс завес осуществляется через
боковые штуцеры (лоз. 14 л поз. 15).
Подача пускового горючего осуществляется в автономную пус-
ковую форсунку (поз.
7) через боковой
штуцер
Смесительная головка представляет собой паяно-сварную конст-
рукцию и имеет 37 двухкомпонентных форсунок (1+6+I2+I8; поз. 2).
Все форсунки выполнены с внешним центробежным контуром горю-
чего и внутренним струйным контуром окислителя. Смещение компонен
тов происходит внутри форсунки.
Корпус' представляет собой паяно-сварную конструкт®, вклю-
чающую в себя тонкостенные стальные наружные оболочки (поз. 13
и 17) и бронзовую внутреннюю стенку (поз. 12 и 18).
Охлаждение корпуса осуществляется горючим при его проходце-
ь
нии по оребренному зарубашечному тракту внутренней стенки, а
также с помощью двух поясов завес.
КАМЕРА СГОРАНИЯ
МКЭ722-1000
КАМЕРА СГОРАНИЯ
МКЭ722 - 1000
1 -ДЕФЛЕКТОР
- ФОРСУНКА
* —
- ДНИЩЕ НАРУЖНОЕ
г! - ДНИЩЕ СРЕДНЕЕ
•5 - КОРПУС
•= - ПАТРУБОК
7 - ЖИКЛЕР
£• -ВТУЛКА
5.1^5.15 - ШТУЦЕР
10.11.1!S -КОЛЬЦО
СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ
15г.1П—СТЕНКА
НУТРЕН'
няя
1Л.lz -СТЕНКА
НАРУЖНАЯ
ТЕШЮОВЕННИК ОО. 0520.0840.0000.00.0
(РД-170)
Теплообменник предназначен для подогрева гелия, идущего
на наддув бака окислителя, окислительным газогенераторным
газом - теплоносителем.
Основные параметры:
I. Номинальные параметры гелия:
- расход 0,4 кг/с;
- температура на входе минус 200 град. С;
- абсолютное давление на входе 20 кгс/см ;
- перепад давления 5 кгс/см ,•
- температура на выходе 290 град. С.
Номинальные параметры генераторного газа:
- расход 20 кг/с;
- температура на входе 360°С;
- абсолютное давление на входе 280 кгс/ом2;
- перепад давления 10 кгс/см .
Теплообменник представляет собой паяно-сварную конструк-
цию длиной 5IC мм, диаметром 270 мм и массой 74 кг.
Гелий через патрубок (поз* I) попэдает в коллектор А
откуда через ряд отверстий ПЪТ проходит в первый ряд тепло-
обменных канавок, из которых поступает на выход через ряд
отверстий
коллектор "И" и патрубок (поз. 2).
Генераторный газ через фланец (поз. 3) поступает в два
ряда вихревых теплообменных канавок и далее через фланец
(поз. 4) на выход.
Теплообменник имеет в своей конструкции вихревые теплооб-
менные тракты по линии теплоносителя, применение которых поз-
волило уменьшить размеры и массу в сравнении с конструкцией
ранее применявшегося теплообменника, имеющего тракты, образо-
ванные гладкими каналами. Кроме того из конструкции были
исключены застойные зоны, являвшиеся накопителяии возможных
загрязнений.
Вихревой тракт образуется винтовыми ребрами, выполненными
во взаимнопротивоположных направлениях на внешней поверхности
внутренней стенки и на внутренней поверхности наружной стенки.
Эти каналы при пересечении образуют ячейки, в которых взяч-лр-
деиствие отдельных движущихся под утлом к друг другу струек
компонента приводит к образованию в каждом канале вращательно-
поступательного движения компонента. Использование такой вихре-
вой системы приводит к интенсификации теплопередачи при незначи-
тельном росте гидросопротивления.
Применение вихревых трактов по линии гелия затруднено с
точки зрения обеспечения прочности.
1 - СХЭЛ A HEU ОТВОДА
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
2 - ПАТРУБОК ОТВОДА
ГЕЛИЯ
о- ФЛАНЕЦ ПОДВОДА
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
А - ПАТРУБОК ПОДВОДА
ГЕЛИЯ
ГАЗОГЕНЕРАТОР Д 381-000 (РД-1
Газогенератор Д 381-000, предназначенный для создания рабо-
чего тела - газа, необходимого для привода турбины TIU как при
номинальном режиме, так и при запуске.
Основные параметры:
- температура газа на выходе 1020 К;
- расход НДМГ 0,95 кг/с;
Работа на номинально,м режиме
обеспечивается газообразными
продуктами разложения НДМГ, а при
запуске - пороховыми газами от
сгорания пороховой шапки. Исходя из двоякого назначения, конструк-
цию газогенератора можно разделить на: конструкцию собственно
Генератора и пороховой заряд.
Конструкция собственно генератора
Газогенератор представляет собой паяно-сварную конструкцию,
состоящую из наружной силовой рубашки, образованной крышкой (поз.2)
и корпусом (поз. I), внутри которой помещается вставка (поз. 3).
К крышке приварены переходник
(поз. 4), соединяющий газогенератор
со статором ТНА, и ниппель (поз. 7), служащий для подачи НДМГ в
газогенератор. К корпусу приварен запальник (поз.16).
Вставка состоит из распылителя (поз.
9), в которой
впаяны
шнековые центробежные форсунки (поз. 8). На одном конце
распыли-
теля приварена заглушка (поз. 13), а на другом припаяно днище
(поз. 5) с втулкой и стаканы (поз. II), в полость мевду которыми
помещается угольная засыпка (поз. 12). Наружный и внутренний ста-
каны имеют отверстия, служащие для прохода газа при работе газо-
генератора.
Пороховой заряд
Пороховой заряд состоит из пороховой шашки (поз. ID), допол-
нительного воспламенителя (поз. 14) и запальника (поз. 15).
Особенности сборки
Для герметизации внутренней полости газогенератора (что неос
ходимо для надежного запуска газогенератора в пустоте и изоляции
для порохового заряда от окружающей средь: в период хранения), а
также для создания первоначального подпора пороховым газам (что
необходимо для надежного воспламенения порохового заряда) на пут
газов устанавливается разрывная мембрана (поз. 6).
Принцип работы
При подаче напряжения на клеммы (поз. 17) воспламеняется
запальник, который в свою очередь поджигает воспламенитель, зажи-
гающий шашку. Газы от сгорания шашки проходят через уголь, на-
гревая последний, рвут мембрану и попадают в турбину.
Примерно за 0,2 секунды до конца горения шашки к распыли-
телю подается НДМГ, который через форсунки попадает в полость,
где раньше находилась шаш^ка, а затем на уголь. При этом начина-
ется самопроизвольное разложение НД«1Г с образованием большого
количества газа и выделением тепла, в свою очередь подогревающей
уголь. Полученный газ, имеющий температуру 750 град. С, проходит
в турбину.
1DD
гАЗОГЕНЕРАТОР
Д 381-000
Газогенератор Т 300-000,
предназначенный для создания
рабочего тела - восстановительного газа, необходимого для при
вода турбины ТНА, работает по схеме жидкость-жидкость на само
воспламеняющихся компонентах топлива АК-2714+-НДМГ.
Основные параметры:
- температура газа на выходе 1100 К;
- суммарный расход 5,5 кг/с;
- соотношение компонентов топлива Кт= 0,18.
Газогенератор представляет собой соединяемые сваркой плос-
кую форсуночную головку (поз. I) и неохлаждаемую цилиндрическую
стенку (поз. 2).
Форсуночная головка состоит из внутреннего (поз.З), сред-
него (поз. 4) и наружного (поз. 5) днищ, образующих полости
окислителя и горючего. Днища соединены между собой при помощи
сварки. Кроме того, внутреннее и среднее днища связаны форсун-
ками горючего и штифтами (поз. 6). Соединение форсунок горючего
(поз. 7), окислителя (поз. 8) и штифтов с днищами осуществляет-
ся путем пайки. Все детали форсуночной головки выполняются из
нержавеющих сталей.
Внутреннее днище Форсуночной головки охлаждается окисли-
телем, поступающим через ниппель (поз. 9).
Горючее поступает через ниппель (поз. 10).
Впрыск окислителя и горючего в полость камеры газогенера-
тора осуществляется однокомпонентными центробежными форсунками
окислителя (19 шт.) и горючего (54 шт.) со шнековыми завихри-
телями.
Расположение форсунок "сотовое",
причем в узлах "соты" уста-
навливаются форсунки горючего.
Для обеспечения устойчивости работы фронт горения в газо-
генераторе несколько растянут по длине. Это достигается путем
введения струйного распыла, части горючего через центральные
отверстия завихрителей форсунок.
На периферии головки установлены форсунки горючего, обес-
печивающие пониженную температуру газа у стенки.
ООО-OOE 1
d °-LVd Э Н Э _j О Е V_J
ГАЗОГЕНЕРАТОР
Т300-000
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ
ФОРСУНОК
1-НИППЕЛЬ; 2
НАРУЖНОЕ ДНИЩЕ ФОРСУНОЧНАЯ ГОЛОВКА;4-ФОРСУНКА ГОРЮЧЕГО; 5 - НИППЕЛЬ;
ШТИФТ; 7-СРЕДНЕЕ ДНИЩЕ ; 3 - ФОРСУНКА ОКИСЛИТЕЛЯ:
ВНУТРЕННЕЕ ДНИЩЕ ; 1О - ЦИЛИНДРИ-
ЧЕСКАЯ СТЕНКА.
Газогенератор М 300-000, предназначенный дня создания рабо-
чего тела - газа, необходимого для привода турбины ТНА и наддува
бака окислителя, работает по схеме жидкость-жидкость на самовос-
пламеняющихся компонентах топлива АТ + Н1МГ
Основные параметры:
номинальное давление в газогенераторе
240 кГ/см2;
- температура газа на выходе 780 К;
- суммарный расход 404 кг/с;
- соотношение компонентов топлива = 21,5;
- соотношение компонентов топлива у смесительной головки
- расход окислителя через пояс разбавления 136 кг/с;
- перепад на форсунках окислителя при номинальном расхо-
де 20 кГ/см2;
- перепад на форсунках горючего при номинальном расходе
20 кГ/см2.
Двухзонный газогенератор представляет собой паяно-сварную
конструкцию, состоящую из смесительной головки (поз. I) и рубашки
(поз. 2) с поясом разбавления.
На смесительной головке расположено 138 струйно-центробежных
и 1о0 центробежных форсунок окислителя, а также 85 центробежных
форсунок горючего.
Схема расположения форсунок - сотовая.
Пояс разбавления содержит тридцать два распылителя (поз. 3),
расположенных в два ряда в шахматном порядке. В распылителях име-
ются отверстия, которые обеспечивают получение необходимого поля
температур на выходе. Для обеспечения вибропрочности распылителей
второго от смесительной головки ряда к ним приварена пилиндричес—
кая обечайка (поз. 4).
На периферийную часть внутреннего днища (поз. 5) (со сторо-
ны огневой полости), на внутренние поверхности нижней части, а
также на обечайку нанесено покрытие из двуокиси циркония с
подслоем нихрома для защиты от теплового и эрозионного воздействи
горячих газов. На огневую поверхность внутреннего днища наносится
покрытие из хрома.
Окислитель поступает через два боковых фланца (поз. 6) с
дальнейшей разводкой: 70% по охлаждающим канавкам в форсуночную
полость и 30% по охлаждающим канавкам через распылители во внут-
реннюю полость газогенератора на встречу потоку.
Горючее в форсуночную полость подается через фланец (поз. 7)
по центру смесительной головки.
ГАЗОГЕНЕРАТОР
М 300-000
ГАЗОГЕНЕРАТОР
М 300-000
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ФОРСУНОК
О о®®О®ФО®®0ГС>
°° ®®О©@О@©О®®°о
о ®®O®©O@@G©@G®®o4
° ®g©@g©©g©©o@@o®
о o®©G©@O@©G@@0®®o to
о®®G@©G@®G©@G@©G®®о
о®G©©G@©G©©G@@G®©G®O
iо ©©G©®G©©G®©G©0G©® q
a®G@®G©©G©©G@©G@©G®о
to to © ©G ©© G-G© G ©@ G® © GG®to c
<^@G@©G@@O©©O©©G©@G® °
@©O©@G©@O©®G©@G@®
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ
РАСПЫЛИТЕЛЕЙ
ООО ф"
1 - ФЛАНЕЦ
НУТРЕННЕЕ ДНИЩЕ
3 * СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА
<4 - РУБАШКА
5 - БОКОВОЙ ФЛАНЕЦ
6 - ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ОБЕЧАЙКА
7 - РАСПЫЛИТЕЛЬ
Газогенератор М 320-000, предназначенный для выработки
восстановительного газа, используемого для наддува бака горю
чего, работает по схеме жидкость— жидкость на самовоспламеня-
ющихся компонентах топлива АТ+НДМГ.
Основные геометрические параметры:
- расстояние
40 мм;
10 мм;
от критического сечения до центральной фор-
сунки 120 мм;
Основные параметры
- суммарный расход 1,008 кг/с;
- соотношение компонентов топлива К = С,065;
- соотношение компонентов топлива у смесительной головки
- номинальное давление в газогенераторе 70 кг/см ;
- расход горючего через пояс впрыска (4 наклонные отверс-
тия в районе базового сечения) 0,663 кг/с;
- переттятт на форсунке окислителя при номинальном расходе
52 кг/сыт ;
- перепад на форсунках горючего при номинальном расходе
24 кг/сж ;
- температура газа у смесительной головки 1190 К,
- температура газа на выходе 523 К.
Газогенератор состоит из смесительной головки (поз. I)
и корпуса (поз. 2). Смесительная головка представляет собой
паяно-сварную конструкцию и имеет 7 однокомпонентных центро-
бежных шнековых форсунок (поз. 3; 1+6).
Окислитель поступает через штуцер (поз. 4) по центру
смесительной головки только в центральную форсунку. Горючее
через боковой штуцер (поз. 5) поступает на периферию смеситель-
ной головки с разводкой в форсуночную полость и по цилиндри-
ческой оребренной поверхности в пояс впрыска. Заданное распре-
деление горючего обеспечивается подбором диаметров отверстий
впрыска.
Впрыск НЖГ у базового сечения дал возможность исключить
саморазложение избыточного горючего, т.к. время
прибывания
избыточного горючего в зоне высоких давлений крайне мало.
til
N)
ГАЗОГЕНЕРАТОР
iu
ГАЗОГЕНЕРАТОР Г 300-000 (РД-301)
Газогенератор Г 300 000, предназначенный для создания рабочего
тела - восстановительного газа, необходимого для привода турбины
ТНА, работает по схеме жидкость—жидкость на самовоспламеняющихся
компонентах топлива фтор + аммиак.
Основные параметры.
- температура газа на выходе, °C
- давление газа, кгс/сг.г
830
230
- суммарный массовый расход топлива, кг/с 9,06
- соотношение компонентов топлива
0,22
газогенератор представляет собой соединяемые сваркой
форсун очную головку I и. корпус.
Форсуночная головка состоит из
наружного 2 и внутреннего 4
днищ и корпуса. 3, образующих полости окислителя и горючего.
Внутреннее днище и внутренняя стенка 6 газогенератора охлаждаются
горючим, поступающим в газогенератор через патрубок коллектора 8.
Окислитель поступает в газогенератор через патрубок по
центру форсуночной головки.
Впрыск окислителя и горючего в полость камеры газогенератор
осуществляется однокомпонентными струйными форсунками ~
На гаходе к газогенератора усташаден турбодаатор S для
выравнивания поля температур г генераторном газе.
110
-ФОРСУНОЧНАЯ ГОЛОВКА.к
-ДНИЩЕ НАРУЖНОЕ
КОРПУС, - ДНИЩЕ
НУТРЕННЕЕ. 5-КОЛЬЦО СОЕ
S - СТЕНКА ВНУТРЕННЯЯ z- СТЕНКА
ДИНИТЕЛЬНОЕ , S
НАРУЖНАЯ. В - КОЛЛЕКТОР. 3 -ТУРБОЛИЗАТОР
1О-ФЛАНЕЦ, 11,12
-ФОРСУНКИ.
(Рд-120)
.coco.-ос. о
для преобразования поступающих
В Н^_ О ОК—С.хИхЭЛЯ ^ЖИДКОГО кислорода) И ГООЮЧЭГО
(керосина) в
-хро-^^КхЫ хазогенерацди с избытком окислителя, используемые для
привода турбонасосного агрегата и бустерного насосного агоегат
окислителя двигателя.
Основные
- давление
- массовый
в газогенеоатоое.
— -L У
кгс/см2
гаслод окислителя, кг/с
- массовый
расход
горючего, кг/о
- массовое
соотношение
компонентов
т оилпва
462
- температура продуктов сгорания, °C
Газогенератор выполнен по однозонной схеме и представляет
собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из смесительной
головки, проставки и рубашки.
Смесительная головка плоская, состоит из наружного и сред-
него днищ, сваренных между собой через промежуточное кольцо, и
внутреннего днища, припаяного к промежуточному кольну по верши-
нам ребер, выфрезерованных на его наружной поверхности. Наруж-
ное и среднее днища с промежуточным кольцом образуют полость
горючего смесительной головки газогенератора. *
Полость окислителя смесительной головки образована средним,
внутренним днищем и промежуточный кольцом, в цилилд^ическол
части которого выполнены 22 равнорасположенных окна, обеспечи-
вающих- поступление окислителя в полос±ь головки.
Во внутреннем п среднем днища:
с помощью пайки установлено
37 двухкошюнентлых форсунок, расположенных по концентрическим
окружностям. Каждая форсунка состоит из корпуса и втулки, соедп
ненных сваркой
В корпусе форсунки имеются четыре
т анг е нцп аль не
для подвода горючего, а во втулке - восемь тангенциальных отвес
СТ ИЯ
для подвода окислителя во
в ну
тпеннюю полость
«Ь.
форсунки. Кроме этого, на втулке
имеется 12
наружных межребернн?
каналов для сдздания струйного каскада подачи
окислителя в огне
вое пространство газогенератора.
Форсунки первого (от центра) ояда (6 шт.) имеют расход окис-
! < иж е
лптеля на 5^, а форсунки третьего ряда (13 шт.) на 5д выше, чем
центральная и 12 форсунок второго ряда. Такое соотношение рас-
ходов окислителя через форсунки выбрано в целях создания более
равномерного температурного поля продуктов сгорания и обеспечи-
вается различными глубиной межреберных каналов и диаметрамитан-
генциальных отверстий форсунок окислителя.
Цилиндрическая стенка газогенератора выполнена охлаждаемой
состоящей из внутренней и наружной стенок. Соединение стенок
осуществляется пайкой-по вершинам ребер, выфрезерованных На
наружной поверхности внутренней стенки. В наружной стенке в
соединительном кольце имеются 58 равномерно расположенных
отверстий, обеспечивающих поступление части окислителя в тракт
охлаждения стенки.
Полость.окислителя с внешней стороны ограничена сферичес-
кой оболочкой, к которой приварены два патрубка подвода окисли-
теля и силовое кольцо для соединения с газоводом.
из
гАЗОГЕНЕРАТОР
00 1723. 0300. 0000. 00. 0
детали наружного силового контура газогенератора и наружная
стенка внутреннего цилиндра выполнены пз высокопрочной стали,
внутреннее
смесительной головки и внутренняя стенка
внутреннего цилиндра - из бронзы, форсунки из медноникелевого
Пайка форсунок с днищами и цилиндрических стенок производит-
*
ся серебряным припоем.
При работе газогенератора окислитель подается по двум
Л
патрубкам в полость образованную сферической оболочкой и далее
к форсунка:.!, горючее — через штуцер на наружном днище.
Воспламенение компонентов топлива в газогенераторе в на-
чальный момент запуска обеспечивается подачей пускового горю-
чего из трубопровода запуска, установленного в магистрали
горючего газогенератора.
1W
эо-вяератюр предназначен для получения высокотемператур-
ного окислительного газа, используемого в качестве рабочего
тела турбины.
Основные параметры:
- давление продуктов сгорания в газогенераторе,
кг с/с. .г
4
- температура продуктор сгорания, °C
- массовое соотношение компонентов
газогенератор’выполнен по одзозонной
следе и представляет
собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из смесительной
(форсуночной) головки л корпуса.
ч
Смесительная головка предназначена для ввода компонентов
топлива в огневое пространство и первоначального
перемешивания
продуктов сгорания.
* ♦ - %
1 Смесительная головиа состоит из корпуса 2, внутреннего
(огневого) гчттта 4, фланца подвода горючего I и двухкомпонент
нъгс Фоостнок 8. Соединение смесительной головки с корпусом
газогенератора фланцевое с двумя герметизирующими прокладками о.
Между корпусом 2 и внутренним днищем 4 расположена полость
* окислителя. Поступление окислителя в
полость осуществляется
чегез 24 окна, выполненных в-корпусе
2. Между корпусом 2 и фланцегл I
сположена полость горючего.
Сдасительная головка содержит двухкомпонентные форсунки 8,
-0 ШоСти концентрические окружностям. Форсунки
лнены коаксиальными
форсунки горючего и
с центральнш расположением центробеж-
наружным расположением двухкаскаднол
струйно-центробежной форсунки окислителя.
Центробежный каскад
форсунки окислителя формируется подводом компонента через тан-
*
генцнаиьные отверстия, струйной каскад - формируется подводом
компонента через каналы, образованные оребренной поверхностью
форсунки и внутренним днищем 4.
Корпус 7 газогенератора состоит из наружной сферической
оболочки, являющейся силовой и охватывающей цилиндрическую и
сужающую части камеры сгорания, подводящего патрубка 5, внутрен-
ней цилиндрической
части и замыкающей
конической частп. Кольце-
вая полость между сферической оболочкой и цилиндрической частью
камеры сгорания служит подводом окислителя к смесительной голов-
Цилиндрическая часть камеры и залыкающая коническая часть
корпуса имеют внутреннюю охлаждаемую стенку.
Охлаждение калеры и газового тракта осуществляется кисло-
родом, поступающим в каналы, образованные наружной и внутренней
оребренной стенками камеры. Выход кислорода из тракта охлаждения
-камеры осуществляется в поток газа в месте стыковки газогенера-
тора со статором турбины.
Для изготовления газогенератора применяются высокопрочные
нержавеющие стали и сплавы и бронза.
-
Q.
О
Ш
Ш
О
<
Г)
см
LD
ГАЗОГЕНЕРАТОР
00.0520. 0303.0000.00.0
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТУРБОНАСОСНОГО
АГРЕГАТА ДВИГАТЕЛЯ РД-107
Турбонасосный агрегат двигателя РД—107 состоит из насосов
окислителя 33 и горючего 26, турбины 46 и двух вспомогательных
насосов перекиси водорода 82
и жидкого азота 4.
Насосы окислителя и горючего подают компоненты топлива в
камеру сгорания,
насос перекиси
водорода служит для подачи пере-
киси водорода в газогенератор, насос жидкого азота - для подачи
азота в испаритель.
Все насосы турбонасосного агрегата одноступенчатые, центро-
бежного типа, с односторонним подводом компонента к центробежно-
му колесу (кроме насоса окислителя, имеющего двусторонний вход).
Насосы окислителя.и горючего имеют осевые ступени перед центро-
бежным колесом.
Турбина - осевая, высокоперепадная, двухступенчатая, актив-
ного типа с консольным
расположением ротора.
В турбонасосном агрегате насос окислителя и насос горючего
расположены соосно; каждый из них имеет свой вал.
Турбина 46 имеет общий вал с насосом окислителя, ротор тур
бины расположен на валу консольно. Передача крутя
ш
(его момента
турбины на вал насоса горючего осуществляется рессорой 32. Вспо-
могательные насосы приводятся во вращение от вала насоса горючего
через мультипликатор 75.
Соединение насоса окислителя с насосом горючего и турбиной
и 67, позволяющие сохранить
осуществляется через шпонки 43
соосность сопрягаемых узлов при температурных деформации
деталей агрегата.
Турбонасосный агрегат крепится на раме двигателя в трех
точках: двух цапфах на корпусе насоса окислителя, на которых
установлены сферические подшипники, и проушин на корпусе насо-
са горючего, допускающей продольное перемещение турбонасосного
агрегата относительно рамы. Такая конструкция опор позволяет
избежать дополнительных нагрузок на агрегат- при возможных
деформациях рамы.
Насос окислителя 33 состоит из корпуса, крышки, центробеж-
ной крыльчатки, шнеков, вала, подшипников и узлов уплотнений
по
Корпус 38 и крышка 30 отлиты из алюминиевого сплава.
Основные рабочие полости насоса - патрубок всасывания, улитка
и диффузор - образованы внутренними поверхностями корпуса и
крь
ill
ки. Патрубок всасывания обеспечивает двусторонний равномерный и
плавный подвод жидкости к шнекам и рабочему колесу.
Патрубок имеет разделительное ребро, являющееся ребром жест-
кости. Спиральная улитка корпуса подкреплена снаружи патрубком
всасывания, который в виде арки охватывает улитку в самом нагру-
женном месте.
Стык корпуса насоса с крышкой в полости высокого давления
уплотнен алюминиевым кольцом 37, расположенным в клиновидном
гнезде. Наружный стык в полости низкого давления уплотнен плос -
кой прокладкой 31.
Рабочее колесо 39 - двустороннее,
закрытого типа. Лопатки
колеса выполнены пространственными, двоякой кривизны. Симметри-
чная . конструкция двустороннего колеса с расположением уплотн:
тельных буртов на равных диаметрах и симметричное расположение
It
неков 34 и 41 позволяют практически уравновесить осевое усилие
на роторе. Неуравновешенная составляющая осевой силы восприни-
мается подшипником 60.
аа -ихут*
40-СОПЛОВОЙ АППАРАТ;
в»- всхггт
-КРОНШТЕЙН: ВАВВ-МАНЖЕТА ФТОРОПЛАСТОВАЯ.
ва-ЛОПАТ КА НАПРАВЛЯЮЩАЯ: S3 -УЗЕЛ ИСПАРИТЕЛЯ;
ГШСж. ВО-КОЛЬЦО; 71-ОТРАЖАТЕЛЬ; ТВ-ЬСУ
тур>ВОНАСОС1-Иэ1Й АГРЕГАТ
Д600-100
i КОЛЕСО-
Тур,БОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
«С9-ТРУ&А РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ 4в-ТУРВМНЛ 47-ВОВЫШКА АО-СОПЛОВОЙ АППАРАТ.
тт лгт по —тем т л «а-моргтус уллот^вхт
4В *и»<т ВО-РОТОР В»-вОЛТ ВЯ- ЛОПАТКА НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЯЗ-УЯЯЛ ИСПАРИТЕЛЯ: ВВ’ ДИАФРАГМ A: SB - МРОНШТЕИН ВДав-МАНЖЖТА «'ТОРОПЯ АСТОЯАС*.
Г^УЖИНМДИ ва ГГУГЖА aJ-ГДИКА: ВО-КОЛВЦО; ТРОТААЖАПЛЬ: 7W -МУЛГИПЛИСАТОР ( ОЯ-НАСОС ПЖРВСМСМ BQOOKXAAt ©«-РАСТРУ»
Полости высокого и низкого давления
нениями лабиринтного типа. Лабиринты 36
насоса разделены уплот-
установлены в
корпусе и крышке насоса. Зазор между лабиринтами и уплотнитель-
ными буртами рабочего колеса выбран минимально возможным с точки
зрения безопасной работы.
Выбранные пары материалов обеспечивают надежную, без возго-
рания, работу уплотнения в случае незначительного касания буртов-
колеса о лабиринтные кольца.
Шнеки 34 и 41 двухлопастные, с лопатками, имеющими винтовую
поверхность.
По наружному диаметру шнеков в корпусе и крышке установле-
ны втулк:
4
42; выполненные из того же материала, что и лаби-
ринтные кольца. Наличие втулок позволяет уменьшить зазор, а
следовательно, и величину перетекания компонента по наружному
диаметру шнека и обеспечить безопасность в работе.
Соединение рабочего колеса и шнеков с валом насоса шлице-
40
вое. ВалУнасоса опирается на два радиально-упорных шарикоподшип-
ника 60 и 64, работающих в среде жидкого кислорода. Подшипник
60, воспринимающий осевое усилие от насоса и турбины, закреплен
в корпусе
торцам внутренней и наружной обойм. Под-
шипник 64 не закреплен по обоймам в осевом направлении и допус
кает взаимное перемещение корпуса и вала.
В корпусе и крышке по;
JIH
: устанавливаются с зазором по
наружным обоймам. В рабочих условиях при температуре жидкого
кислорода зазор выбирается и обеспечивается плотная посадка
вследствие различных коэффициентов линейного расширения материа-
лов корпуса, крышки и подшипников.
Охлаждение и смазка подшипников обеспечивается протоком
жидкого кислорода, подаваемого из полости высокого давления
по сверлениям в корпусе
крышке. Необходимый для надежной
работы подшипников расход компонента обеспечивается определен-
ным диаметром жиклирующего отверстия в сверлении.
Пакет деталей на валу насоса окислителя затягивается гай-
причем осевой зазор между
втулкой 62 и шнеком выдерживается в определенных пределах.
Постановка пружинных шайб и регламентация зазора позволяют
получить более равномерную затяжку пакета,
состоящего ие пяти
деталей, с большим суммарным осевым размером.
Уплотнения насоса по валу представляют
собой пакет после-
довательно установленных чугунных колец и фторопластовых манжет.
Чугунные кольца 59 и 65 разрезные, сегменты колец стянуты
пружинами.
Чугунные кольца по торцам и внутреннему диаметру и посадоч-
ные места под кольца по валу обрабатываются с высокой точностью
и чистотой поверхности
Пакет чугунных колец при малых радиаль-
ных зазорах между кольцами и валом и осевых - по торцам колец -
позволил свести до минимума утечку компонента по валу, Просачи-
вающийся по зазорам компонент отводится через дренажные каналы.
Фторопластовые манжеты 58 и 66 предназначены для обеспече-
ния герметичности по валу во время стоянки турбонасосного агре-
гата при залитом жидким кислородом насосе.
Для уменьшения теплообмена с наружной средой корпус насоса
окислителя закрыт кожухом, изготовленным из стекловолокна.
Турбина состоит из следующих основных узлов: ротора, ста-
тора, направляющего аппарата, узла испарителя азота и деталей,
обеспечивающих уплотнение полости низкого давления.
Ротор турбины 50 однодисковый, с двумя венцами рабочих
лопаток. Крепление лопаток к диску ротора замкового типа, ло-
натки удерживаются в кольцевых
ножки елочной формы Установия б0Да MCKa посредством
формы. Установка лопаток в пазы производится через
вырезы в ободе диска. После уотановм лопаток закршаюто[
специальными замками, имеющими трапециевидную форму, исключаю-
щую возможность выпадения лопат™ пли
ок под действием центробежных
сил.
Крепление ротора к фланцу вала нас.оса окислителя осуществ
ляется с помощью винтов 49. Крутящий момент ротора передается
на вал через штифты, запресованные в отверстия фланцев вала и
диска ротора. В диске ротора имеются три отверстия для выравни
вания давлений по обе стороны диска с целью уменьшения осевого
усилия на роторе.
Основным силовым элементом статора является сопловой аппа
рат 48, представляющий собой неразрезное кольцо, по окружности
которого равномерно расположены сопловые отверстия. Расширяю-
щаяся часть сопел выполнена конической.
Подвод газа к соплам осуществляется по двум патрубкам и
распределительной трубе 45,
приваренной к сопловому аппарату.
Сварная конструкция статора обеспечивает полную герметичность
полости высокого давления.
Полость низкого давления со стороны насоса окислителя огра-
ничена диафрагмой 55, приваренной к сопловому аппарату и корпусу
уплотнения 44.
Направляющий аппарат турбины состоит из четырех сегментов
направляющих лопаток 52. Лопатки, имеющие ножки Т-образной формы,
вставляются в продольные пазы сегментов и фиксируются от переме-
щения штифтами
на концах сегментов.
Сегменты с направляющими ло-
патками крепятся к статору болтами 51.
К статору турбины болтами крепится узел испарителя 53. Место
стыка испарителя со статором уплотнено прокладкой 54. Газ из вых-
лопного коллектора отводится через два выхлопных патрубка.
Для уплотнения полости турбины по валу установлены два чу-
гунных разрезных кольца 57: одно - в корпусе уплотнения насоса
окислителя, другое - в корпусе уплотнения турбины. Кольца разде-
лены между собой дренажной полостью газа.
Для крепления корпуса турбины к корпусу насоса окислителя
статор турбины имеет четыре бобышки 47, приваренные на кронштей-
нах 56 к трубе статора и сопловому аппарату. Соединение корпуса
турбины и корпуса насоса осуществляется шпильками через радиаль-
ные шпонки 43.
Для теплоизоляции трубы статора, подводящей парогаз, пос-
ледняя закрыта кожухом, объем между которыми заполнен стекловолок-
ном.
Насос горючего 26, в отличие от насоса окислителя, выполнен
с односторонним подводом компонента к осевому и центробежному ра-
бочему колесу.
Рабочее колесо 24 закрытого типа, с лопатками двоякой кривиз
ны. Для разгрузки вала насоса от осевого усилия уплотнительные
бурты колеса расположены на разных диаметрах; кроме того, несу-
щий диск имеет разгрузочные отверстия, выравнивающие давления с
обеих сторон. Неуравновешенная составляющая осевой силы воспри-
нимается подшипником 69. В качестве осевой ступени насоса горю-
чего имеет осевое рабочее колесо 27.
Разделение полостей высокого и низкого давления в насосе
осуществляется с помощью
ных под буртами рабочего
лабиринтных колец 22 и 25, установлен-
колеса. Уплотнение стыка корпуса и крыш-
ки насоса производится с
помощью резинового шнура 22.
Крутящий момент с вала насоса к осевому и центробежному
колесу передается, так же как и в насосе окислителя через шлицы
прямоугольного сечения.
Подшипники 62 и 73, на которые опирается вал 70 насоса, ра-
диально-упорные, шариковые, работают в среде консистен^й смазки,
стойкой к горючему. Посадка подшипников в корпусе и на валу плот-
ная. Подшипник 73 не „
«в закреплен по обоймам
Уплотнение полостей насоса
резиновых уплотнений манжетного
в осевом направлении.
по валу осуществляется системой
типа. Манжетные уплотнения обес-
печивают полную гермы гачн« ть на вму при компон0иом
насосе. При работе аасооа возможен некоторый износ манжет по
внутреннему диаметру; в этом случае прооачива”щияУ
нент отводится через дренажные каналы.
дренаже устанавливаются по две мая—.
геты 72 и отражатель 71 со стороны высокого давления компонента
Отрахателг: п ди.тает давление перед манжетами.
Манжеты 19 и 21,
28 и 29 предотвращают вытекание смазки из
полостей подшипников и проникновение компонента в
полости подшип-
ников из дренажных полостей. Для предохранения рабочей поверхности
манжеты от попадания на нее пыли со стороны насоса окислителя
установлено уплотнительное резиновое кольцо 68, которое работает
по конической поверхности галки и при износе сохраняет герметич-
ность за счет упругости.
На консоли вала расположена ведущая шестерня 18 мультипли-
катора. Крышка насоса 20 имеет фланец для крепления корпуса муль-
типликатора. Наружная поверхность крышки вместе с корпусом муль-
типликатора образует внутреннюю
полость мультипликатора.
Насос переписи водорода 83, как и насос горючего, имеет
односторонний подвод компонента к рабочему
колесу. Он состоит из
корпуса 79, крышки 81, рабочего колеса 78
вала 77, подшипников
17 и 83 и узлов уплотнений.
Литые корпус и крышка насоса перекиси
водорода, так же как
и в насосах окислителя и горючего, образуют полости высокого и
низкого давления. Диффузор и входная часть патрубка всасывания
выполнены в виде отдельных деталей и ввертываются в корпус и
крышку на резьбе.
Соединения патрубка всасывания и диффузора с подводящими и
гауигч Pi о 1,0да трубопровода
ми также резьбовое с
ниппельным уплотнением вследствие малых диаметральных размеров
патрубка и диффузора. Стык корпуса и крышки уплотнен кольцевым
шнуром, изготовленным из резины, стойкой к перекиси водорода.
Рабочее колесо 78 закрытого типа, имеет лопатки цилиндричес-
кой формы и соединяется с валом посредством двух шпонок 80. В
несущем диске рабочего колеса имеются разгрузочные отверстия.
Кольца лабиринтного уплотнения 76, разделяющие полости вы-
сокого и низкого давлений, устанавливаются в корпусе и крышке на
прессовой посадке и фиксируются от перемещения в шести местах по
окружности путем вдавливания материала корпуса и крышки в пазы,
имеющиеся на лабиринтах.
Вал 77 насоса опирается на два радиально-упорных шириковых
подшипника. Подшипник 17, расположенный в корпусе насоса, имеет
плотную посадку по валу, закреплен по торцам обойм и воспринимает
неуравновешенное осевое усилие рабочего колеса. Смазка подшипника
осуществляется путем барботажного разбрызгивания жидкой смазки,
залитой в полость мультипликатора. Подшипник 83 в крышке насоса
не закреплен в осевом направлении, имеет скользящую посадку на
валу и работает в консистемной смазке.
Уплотнение полости насоса по валу осуществляется системой
манжетных уплотнений и дренажей. Манжеты изготавливаются из ре-
зины, стойкой к перекиси водорода.
На консольной части вала расположена ведомая шестерня 74
мульпликатера.
Корпус насоса перекиси водорода крепится к корпусу мультипли-
катора шпильками. В корпусе мультипликатора имеется расточка для
точного центрирования насоса перекиси водорода и выдерживания
межцентрового расстояния зубчатой передачи. На конце вала имеются
две лыски для привода датчика оборотов, который крепится к фланцу
крышки насоса на четырех винтах.
Насос жидкого азота 4 имеет односторонний подвод компонента
к рабочему колесу.
Уплотнение полостей няоппа
о валу осуществляется системой
резиновых уплотнений манжетного типа м5и
ипа. Манжетные уплотнения обес-
печивают полную герметичность на валу при залитом компонентом
насосе. При работе насоса возможен некоторый износ манжет по
внутреннему диаметру; в этом случае поосачирЯЮЩИЙС^
J ирисачива по валу компо-
нент отводится через дренажные каналы.
для уменьшения утечкп в дренаже устанавливаются по две май
жеты 72 и отражатель 71 со стороны высокого давления компонента
Отражатель пощзяает давление перед манжетами.
Манжеты 19 и 21, 28 и 29 предотвращают вытекание смазки из
полостей подшипников и проникновение компонента в полости подшип-
ников из дренажных полостей. Для предохранения рабочей поверхности
манжеты от попадания на нее пыли со стороны насоса окислителя
установлено уплотнительное резиновое кольцо 68, которое работает
по конической поверхности гайки и при износе сохраняет герметич-
ность за счет упругости.
На консоли вала расположена ведущая шестерня 18 мультипли-
катора. Крышка насоса 20 имеет фланец для крепления корпуса муль-
типликатора. Наружная поверхность крышки вместе с корпусом муль-
типликатора образует внутреннюю полость мультипликатора.
Насос переписи водорода 83, как и насос горючего, имеет
односторонний подвод компонента к рабочему колесу. Он состоит из
корпуса 79, крышки 81, рабочего колеса 78, вала 77, подшипников
17 и 83 и узлов уплотнений.
Литые корпус и крышка насоса перекиси водорода, так же как
и в насосах окислителя и горючего, образуют полости высокого и
низкого давления. Диффузор и входная часть патрубка всасывания
выполнены в виде отдельных деталей и ввертываются в корпус и
крышку на резьбе.
Соединения патрубка всасывания и диффузора с подводящими и
ниппельным уплотнением вследствие малых диаметральных размеров
патрубка и диффузора. Стык корпуса и крышки уплотнен кольцевым
шнуром, изготовленным из резины, стойкой к перекиси водорода.
Рабочее колесо 78 закрытого типа, имеет лопатки цилиндричес-
кой формы и соединяется с валом посредством двух, шпонок 80. В
несущем диске рабочего колеса имеются разгрузочные отверстия.
Кольца лабиринтного уплотнения 76, разделяющие полости вы-
сокого и низкого давлений, устанавливаются в корпусе и крышке на
прессовой посадке и фиксируются от перемещения в шести местах по
окружности путем вдавливания материала корпуса и крышки в пазы,
имеющиеся на лабиринтах.
Вал 77 насоса опирается на два радиально-упорных ширпковых
подшипника. Подшипник 17, расположенный в корпусе насоса, имеет
плотную посадку по валу, закреплен по торцам обойм и воспринимает
неуравновешенное осевое усилие рабочего колеса. Смазка подшипника
осуществляется путем барботажного разбрызгивания жидкой смазки,
залитой в полость мультипликатора. Подшипник 83 в крышке насоса
нё закреплен в осевом направлении, имеет скользящую посадку на
валу и работает в консистемной смазке.
Уплотнение полости насоса по валу осуществляется системой
манжетных уплотнений и дренажей. Манжеты изготавливаются из ре-
зины, стойкой к перекиси водорода.
На консольной части вала расположена ведомая шестерня 74
мульпликатора.
Корпус насоса перекиси водорода крепится к корпусу мультипли-
катора шпильками. В корпусе мультипликатора имеется расточка для
точного центрирования насоса перекиси водорода и выдерживания
межцентрового расстояния зубчатой передачи. На
конце вала имеются
две лыски для привода датчика оборотов, который крепится к фланцу
крышки насоса на четырех винтах.
Насос жидкого азота 4 имеет односторонний подвод компонента
В отличие от нагом попатш,. „„
рекиси водорода в насосе жидкого азота
ПОДШИПНИКИ I И 12 ЮЭЙОТлтпф тз тттл<пm 1*-^г*
протоке компонента аналогично под-
шипникам насоса окислителя Ппттттяттитлт/™
• одшипники устанавливаются в корпусе
и крышку с зазором,
но в рабочих условиях, при температуре жидкого
азота, обеспечивается плотная посадка подшипников за счет различ-
ных коэффициентов линейного расширения материалов обойм подшипни-
ков и корпуса или крышки. Кольца лабиринтных уплоинений 2 фикси-
руются в корпусе и крышке стопорными кольцами.
Система уплотнений насоса по валу состоит из чугунных раз-
резных колец 7, дренажной полости и кожанного манжетного уплотне-
ния 9, обеспечивающего герметичность до работы и при работе насоса.
Насос крепится к корпусу мультипликатора 16 через стальную
проставку 10 с промежуточными текстолитовыми деталями Р и II, бла-
годаря которым уменьшается теплообмен между насосом и корпусом
мультипликатора. Крутящий момент к валу насоса жидкого азота пе-
редается от шестерни 14 мультипликатора через рессору 13.
Мультипликатор 75, повышающий число оборотов валов вспомо-
гательных насосов, состоит из корпуса, расположенного на крышке
насоса горючего, и зубчатой передачи. Уплотнение полости мультип-
ликатора по стыкам с крышкой насоса горючего и с корпусами насо-
сов перекиси водорода
и жидкого азота осуществляется с помощью
плоских про клало к из мягкого алюминия. Специальная форма гнезда
под прокладки обеспечивает надежную герметичность полости.
Зубчатая передача состоит из ведущей шестерни, расположен-
ной консольно на валу насоса горючего, и ведомых: насоса перекиси
водорода и жидкого азота. Шестерня изготовлена как одно целое с
валом мультипликатора, который опирается на шариковые подшипники
5 и 12, установленные соответственно в крышке насоса горючего и
в корпусе мультипликатора.
В полость мультипликатора заливается специальная жидкая
смазка в таком количестве, при котором обеспечивается интенсив-
ное разбрызгивание смазки внутри мультипликатора зубьями веду-
щей шестерни. Смазка имеет очень низкое дявление упругих паров
и допускает работу при малых абсолютных давлениях окружающей
среды. Уплотнение полости мультипликатора по валу насоса горю-
чего и по валу-шестерне со стороны насоса жидкого азота осуще-
ствляется резиновыми манжетами.
В центральной части корпуса мультипликатора имеется отверс-
тие для вывода хвостовика вала насоса горючего. Хвостовик слу-
жит для проворачивания вала турбонасосного агрегата. Для облег-
чения подвода ключа к хвостовику на корпус устанавливается нап-
равляющий цилиндр 84 с раструбом на конце.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТУРБОНАСОСНОГО
АГРЕГАТА ДВИГАТЕЛЯ РД-219
Т 240-000
Турбонасосный агрегат двигателя ртт
в д^шсиеля гД-21о состоит из насосов
окислителя 16 и горючего 30 и турбины 7.
Насосы^ окислителя и горючего подают компоненты топлива в
камеру сгорания и газогенератор.
Оба насоса турбонасосного агрегата одноступенчатые, шнеко-'
центробежного типа, с двусторонним подводом компонента к рабочетду
колесу, для повышения антикавитационных качеств на входе в рабо-
чие колеса насосов окислителя и горючего установлены шнеки.
Турбина - осевая, высокоперепадная, двухступенчатая, актив-
ного типа. Рабочим телом турбины являются продукты сгорания
основных компонентов топлива в газогенераторе.
Как наиболее рациональная применена схема турбонасосного
агрегата, в которой насосы и турбина расположены соосно, насос
окислителя и насос горючего имеют раздельные валы, турбина
имеет общий вал с насосом окислителя. Крутящий момент от турбины
на вал насоса горючего передается рессорой 25 с эвольвентным
зацеплением.
Корпус насоса окислителя и корпус насоса горючего образуют
жесткую основу для размещения опор под шарикоподшипники валов
и для крепления ТНА на двигателе. Соединение корпусов между
собой — фланцевое с центровкой по посадочному пояску.
Корпус турбины при консольном расположении ротора мало
нагружен, что дает возможность выполнить выхлопной коллектор в
виде легкой тонкостенной оболочки и существенно уменьшит* вес
ТНА. Для соединения корпуса турбины с корпусом насоса окислите-
ля служат специальные кронштейны. Соединение осуществляется
через радиальные шпонки 48, обеспечила тарте соосность сопрягаемых
агрегатов при температурных деформациях, возникятагих из-за
разности рабочих температур.
Турбина состоит из следующих основных узлов: ротора 2,
соплового аппарата 8, выхлопного коллектора I и узла уплотнения
полости турбины по валу.
Ротор турбины - однодисковый, с двумя венцами рабочих лопа-
ток 4 и 6, установлен на консоли вала 12 и крепится к фланцу
вала пятью винтами 5. Соединение лопаток с диском ротора - зам-
ковое, елочного типа. Лопатки вставляются в обод диска через два
паза (первой и второй ступени), которые затем закрываются спе-
циальными вкладышами 3. Трапециевидная форма вкладышей исклю-
чает возможность их выпадения под действием центробежных сил.
Чтобы исключить возникновение значительной разницы давлений
по обе стороны диска и связанное с этим увеличение осевого уси-
лия, диск имеет три разгрузочных отверстия.
Сопловой аппарат 8 является основным силовым элементом
статора турбины. Он представляет собой кольцо, по окружности
которого равномерно расположены сопловые отверстия круглого
сечения с конической расширяющейся частью. Газ поступает из
газогенератора в патрубок 9 и по газорапределительной трубе 49
подводится к соплам. Сварная конструкция статора обеспечивает
полную герметичность полости высокого давления. Полость низкого
давления статора ограничена со стороны насоса окислителя диаф-
рагмой 54, приваренной к сопловому аппарату и к корпусу уплот-
нения. По валу полость низкого давления уплотняется двумя раз-
резными чугунными кольцами 51 и 52, одно из которых установлено
в корпусе уплотнения турбины, другое - в корпусе уплотнения
насоса окислителя. Кольца разделены между собой дренажной
полостью.
126
ТУРБОНАСОСНЫЙ агрегат
Т 240-000
1-КОЛХЖКТОР ВЫХЛОПНОЙ;
2—РАВОЧ
Е КОЛЕСО ТУГтЯН; 3-ВКЛАДЫШ;4,в-РАВОЧИЕ ЛОПАТКИ: 9-ВИНТ; 7 -ТУРВИНА; О -СОПЛОВОЙ АГЛАРАТ
♦
»
а-ПАТРУВОК: >0.23,29,30
- ПОДШРМНИК: Н. 2’ ” УПЛОТЬ
-ME СИЛЬФОННОЕ; 12,32 - ВАЛ;
13.20,27.315-11»
<: 14. IEL 20,33 - КОЛЬЦО У ПЛОТЬМТНЛЬНСЖ:
«31 - РАВС2НЕЕ
колесо
НАСОСА:
ндссх
ОКИСЛИТЕЛЯ:
17.2 Q-КОРПУС:
Ш.34-КРЫШКА: 22. 24.38.37
.30.42.43,44.47.90—МАНЖЕТНОЕ УПЛОТЪ
♦Е:
25-RECC:aW: Ж5-ИАСОС
Г:?Р»0^=ГО: -Г₽<ЖЛАХМ<А 4в.4в-КОЛЬЦО: АО-ШПО1 ЖА;40-ТРУПА
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ; S132 - КОЛЬЦО
РАЗ-
РЕЗНОЕ: Т8 - ЛОПАТКА НАПРАВЛЯЮЩАЯ: 94- ДИАОэРАГМА.
^^71'11 X;-pf >/)!•/< Щ IHU-IIIU 11ЬИ11^1ЛП/1М1ИЛ1»МП i
аппарат турбины смтоит п
направл™ лопаток 53. Лопатки соединена между собой и о дон-
цем. кодерам Управляй аппарат ире№оя r
сварки, выхлопной коллектор турбина выполнен штамповкой и свар-
кой из тонколистового жаропрочного сплава. Отработавший газ
отводится из турбины по двум патрубкам. Патрубки имеют перемен-
ное по длине сечение:
от эллипса до круга на выходе. Необходимую
жесткость патрубкам придают внутренние ребра.
Насос окислителя состоит из корпуса
крышки, рабочего колеса,
шнеков, вала
подшипников и узлов уплотнений по валу.
Корпус 17 насоса и крышка 19 - отливки
сложной формы из
алюминиевого сплава. Внутренние поверхности корпуса и крышки
образуют основные рабочие полости насоса: патрубок всасывания,
улитку и диффузор. Патрубок всасывания обеспечивает двусторонний
и плавный подвод жидкости к шнекам и рабочему колесу. Ребро
в патрубке, разделяющее поток жидкости на две части
является
ребром жидко с ти. Спиральная улитка корпуса снаружи подкреплена
патрубком всасывания, который в виде арки охватывает улитку в
самом нагруженном месте. Стыки корпуса и крышки в полостях низ-
кого и высокого давления уплотнены кольцами 45 и 46, расположен-
ными в клиновидных гнездах, образованных выточками в корпусе и
крышке
. Кольцо 45 выполнено из алюминиевого сплава
кольцо
46 - из фторопласта-4,
Рабочее колесо 15 - закрытого типа, с двусторонним входом.
Лопатки рабочего колеса выполнены пространственными (двоякой
кривизны). Полости высокого и низкого давления насоса разделены
уплотнительными кольцами 14 и 18 плавающего типа, установленными
над буртами рабочего колеса. Диаметральный зазор между плавающими
кольцами и
уплотнительным буртами рабочего колеса выбран ипш-
мально возможным для
обеспечения безопасной работы. Подбор мате-
риала плавающих колец произведен на основании исследования трения
различных пар материалов в среде окислителя. Выбранные пары обес-
печивают надежную, без возгорания, работу уплотнения и в случае
незначительного касания буртов рабочего колеса о плавающие кольца.
Расположение плавающих колец на равных диаметрах уплотни-
тельных буртов рабочего колеса при симметричной ее конструкции,
а также симметричное расположение шнеков 13 и 20 позволяют прак-
тически уравновесить осевое усилие в насосе, Неуравновешенная
составляющая осевой силы воспринимается подшипником 10.
Шнеки 13 и 20 - трехлопастные; лопатки шнеков имеют винтовую
поверхность. Обладая более высокими антикавитационными качествами,
чем рабочее колесо, шнеки позволяют обеспечить бескявитатшсиную
работу насоса при более низких давлениях на входе. Соединение
рабочего колеса и шнеков с валом насоса - шлицевое.
Вал опирается на два радиальных шарикоподшипника 10 и 23,
которые работают в среде консистентной смазки,
стойкой к окисл
телю. Подшипник 10, воспринимающий осевой усилие от насоса и тур-
бины, закреплен в корпусе и на валу по торцам внутренней и наруж-
ной обойм. Подшипник 23 не закреплен в осевом направлении по
обоймам, вследствии чего допускает взаимное перемещение корпуса -
крышки насоса и вала. Посадка подшипников на валу плотная.
Уплотнение полости насоса по валу осуществляется системой
торцовых и манжетных уплотнений. Торцевые сильфонные уплотнения
II и 21 обеспечивают полную герметичность полостей насоса по
валу при залитом компонентом насосе во время стоянки турбонасос-
ного
агрегата. При работе насоса возможен некоторый износ фторо-
пластовых колец сильфонных уплотнений по торцу. Просочившийся в
этом случае компонент отводится по дренажных каналам. Для сниже-
ния давления перед торцевыми уплотнениями и облегчения условий их
работы установлены отражатели, выполненные за одно целое со шне-
ками 13 и 20. Манжетные
уплотнения 22 и 24 , 47 и 50 предотвра-
щают вытекание смазки из ппплпфол
лостен подшипников, заполненных смаз-
кой на 2/3 их объема
а также проникновение компонента
ных полостей в полости подшипников.
из дренаж-
Насос горючего 30 по конструкции и технологии изготовления
подобен насосу окислителя. Корпус 29 и крышка 34 насоса являются
отливками из алюминиевого сплава. Рабочие полости насоса - патру-
бок всасывания, улитка и диффузор - образованы внутренними поверх
ностями корпуса и крышки. Стыки корпуса и крышки в зонах высокого
и низкого давления уплотнены кольцевыми резиновыми прокладками
40 и 41 круглого сечения. Гнезда под прокладки имеют клиновидную
форму.
Рабочее колесо 31 - закрытого типа с пространственными лопат
ками двоякой
кривизны, тлеет двусторонний вход.
В качестве осевых ступеней в насосе горючего, так же как и
в насосе окислителя, применены трехлопастные шнеки 27 и 35.
Соединение шнеков и рабочего колеса с валом 32 - шлицевое.
Полости высокого и низкого давления насоса разделены уплот-
нительными кольцами плавающего типа 28 и 33, которые, так же
как и в насосе окислителя, располагаются над уплотнительными
буртами рабочего колеса равного диаметра. Двусторонняя симметрия
рабочих элементов насоса (патрубка всасывания, рабочего колеса,
симметрично расположенных шнеков, позволяет свести до минималь-
ного значения осевое усилие,
Неуравновешенная осевая сила
подшипники вала.
валу по внутренней и наружной обой-
закреплен в корпусе и на
Вал 32 насоса опирается на радиальные шарикоподшипники 26 и
39, посадка подшипников на валу - плотная. Подшипник 39 в осевом
направлении не закреплен и допускает взаимное перемещение кор-
нуса - крышки и вала вдоль оси
Уплотнение полостей насоса по валу осуществляется системой
манжетных уплотнений и дренажей. При залитом компонентом насосе
во время стоянки ТНА сдвоенные манжетные уплотнения 36 и 42 обес-
печивают полную герметичность полостей насоса по валу. При работе
насоса возможен некоторый износ манжет по диаметру; в этом слу-
чае просочившийся компонент отводится по дренажным каналам.
Манжетные уплотнения 37 и 38, 43-и 44 предотвращают вытекание
смазки из полостей подшипников, заполненных смазкой на 2/3 объема,
а также проникновение компонента в полости подшипников из дренаж-
ных полостей.
ОШСАН/LE
?:oHCTpyiqrm турбонасосного
агрегата
ДВИГАТЕЛЯ
РД-253
М 200-000
хурбонасосный агрегат двигателя ЦД43 состоит из насосов
окислителя 14, — ~~ L ‘ T 13 нас0С0Е
горючего 32 и турбины 5.
Насос окислителя и вторая ступень (малооас-
хсдзая генераторная) насоса горючего подают топово в газот нера-
тор. а первая ступень насоса горючего подает горючее в Дувру
сгорания. Выполнены насосы шнекоцентробежными с двустороннем под-
водом компонента к рабочему колесу (кроме второй ступени насоса
горючего, имеющей односторонний подвод).
применение двухступенчатого насоса горючего с малорасходной
генераторной ’ или подкачивающей второй ступенью целесообразно
ДлЯ дви^ахеля с точки зрения снижения затрат энергии на привод ТНА.
для привода насосов используется осевая, одноступенчадая тур-
бина, на продуктах газогенерацпи основных компонентов топлива, с
избытком окислителя.
Давление за турбиной определяется давлением в камере сгорания
и потерями давления по газовому тракту от турбины до камеры, сго-
рания.
В турбонасосном агрегате насос окислителя и насос горючего
расположены соосно, каждый из них имеет свой вал.
Турбина имеет общий вад с насосом окислителя, ротор турбины
расположен по валу консольно. Передача крутящего момента турбины
на вал насоса горючего осуществляется рессорой 48 с эвольеентными
шлицами, обеспеичвающую надежную работу при возможных смещениях
и перекосах осей валов.
Соединение насоса окислителя с насосом горючего и турбиной
осуществляется посредством фланцевых разъемов, образуя единый
жесткий корпус турбонасосного агрегата. На двигателе турбонасосный
агрегат крепится на патрубках отводящих газ из турбины в камеру
сгорания.
Насос окислителя состоит из корпуса 15, крышки 16, рабочего
колеса 16, шнеков 12, 19, вала 52, подшипников II, 22, узла авто-
матической разгрузки вала и узлов уплотнений по валу.
Основные рабочие полости насоса - патрубок всасывания, улитка
и диффузор - образованы внутренними поверхностями литых алюминие-
вых корпуса 15 и крышки 18. Патрубок всасывания обеспечивает дву-
сторонний равномерный и плавный подвод жидкости к шнекам и рабоче-
му колесу.
Патрубок имеет разделительное ребро, являющееся ребром жест-
кости. Спиральная улитка корпуса подкреплена снаружи патрубком
всасывания, который в виде арки охватывает улитку в самом нагружен-
ном месте.
Стык корпуса с крышкой в полости высокого давления уплотнен
резиновым кольцом 51, расположенным в клиновидном гнезде. Наружный;
стык в полости низкого давления уплотнен также резиновым кольцом 49
Рабочее колесо 16 - двустороннее, закрытого типа. Лопатки ко-
леса выполнены пространственными, двоякой кривизны. Симметричная
конструкция двустороннего колеса с расположением уплотнительных
буртов на равных диаметрах,симметричное расположение шнеков 12 и 19
позволяют практически уравновесить осевое усилие на валу от насоса.
Неуравновешенная составляющая осевой силы от турбины разгружается
диском 56 автоматического разгружающего устройства. На конической
поверхности диска 56 установлено уплотнительное кольцо 57 плаваю-
щего типа. В полость автоматического устройства, образованную по-
верхность диска и втулкой 53 с уплотнительным кольцом 54 плавающе-
го типа подводится окислитель высокого давления по специальному
сверлению. В работе ТНА, при изменении действующего осевого усилия
на роторе, диск 56 перемещается вместе с валом, что приводит к
увеличению или уменьшению зазора между коническим буртом уравнове-
шивающего диска и конической поверхностью плавающего кольца. Изме-
нение зазора приводит к изменению давления в разгрузочной полости
и, следовательно, разгружающего усилия.
Полости высокого и низкого давления насоса разделены уплотни-
тельными кольцами 13 и 17 плавающего типа, установленными на хро-
мированных буртах рабочего колеса. Уплотнительные кольца изготавли-
ваются из бронзы. Выбор уплотнений плавающего типа обусловлен тем,
что они позволяют обеспечить минимальную утечку окислителя из по-
лости высокого давления, а выбор трущейся пары материалов - взонео
опасностью при трении в среде окислителя.
М 200-ОСЮ
X
М 200-000
«ВиЗ
f
Шнеки 12 и 19 двухлопатные
поверхность.
с лопатками, имеющими винтовую
единение рабочего колеса и шнеков с валом насоса шлицевое,
насоса опирается на два радиально-упорных шарикоподшипника
11 и . одшлпник II, воспринимающий осевое усилие от насоса и
турбины, работает в протоке окислителя подводимого в- полость ав-
томатического устройства для разгрузки ротора от осевых усилий.
Подшипник 22 не закреплен по наружной обойме и допускает е осевом
направлении взаимное перемещение в корпусе. Работает указанный
шарикоподшипник в среде консистентной смазки, стойкой к окислителе
Уплотнение полости насоса по валу со стороны насоса горючего
осуществляется отражателем 20 и системой резиновых уплотнений ман-
жетного типа. Манжетные уплотнения обеспечивают полную герметич-
ность на валу при залитом компонент/ом насосе. При работе насоса
возможен некоторый износ манжет по внутреннему диаметру; в этом
случае просачивающимся по валу компонент отводится через дренах
ные каналы
уменьшения утечки в дренаж устанавливаются по две манже-
ты 50 и отражатель 20 со стороны высокого давления компонента
отражатель понижает давление перед манжетами.
манжеты 21 и 23 предотвращают вытекание смазки из полости
подшипника и проникновение компонента в полость подшипника из дре-
Уплотнительное устройство,
разделяющее по
валу полости насоса
и турбины между собой, предназначено для предотвращения попадания
газа в полость насоса во время работы ТНА и предотвращения проте-
чек окислителя в полость турбины при залитом насосе перед запуском
Уплотнительное устройство состоит из гидрозатвора с двумя
уплотнительными кольцами 58 и 59 плавающего типа, установленными
на хромированной поверхности вала. Уплотнительные кольца выполнены
из бронзы.
Уплотнительное устройство работает следующим образом. Окис-
литель высокого давления, превышающим давление газа в турбине,
поступает по специальным сверлениям в корпусе насоса и статоре
турбины е полость гидро затвора между уплотнительными кольцагли 58
и 59. Часть окислителя поступает по диаметральному зазору между
плавающим кольцом 59 и валом в полость турбины. Другая - поступает
в полость низкого давления насоса по зазору между плавающим коль-
цом 58 и валом, а далее по сверлениям в корпусе насоса.
В проточке, выполненной в коллекторе турбины, установлено
резиновое кольцо 8, обеспечивающее надежное уплотнение по валу
во время заливки насоса окислителем перед запуском. В момент за-
пуска и раскрутки вала насоса указанное резиновое кольцо рвется
и выбрасывается перепадом давления в полость турбины.
Уплотнение по стыку коллектора турбины и корпуса насоса осу-
ществляется резиновым кольцом 55, расположенным в клиновидном
гнезде.
Турбина состоит из следующих основных узлов: рабочего колеса,
статора с сопловым аппаратом и коллектора.
Рабочее колесо турбины 6 - цельнолитое из жаропрочного спла-
ва. Крепление рабочего колеса к валу фланцевое, крутящий момент
передается через штифты 61.
Статор турбины представляет собой сварную конструкцию из жа-
ропрочного сплава. Наружная стенка статора I соединена при помощи
сварки через силовые ребра 2 с обтекателем 3, образуя подвод газа
из газогенератора к сопловому аппарату 4. Сопловой аппарат выпол-
няется из литейного жаропрочного сплава и соединяется по наружному
и нижнему бандажу сваркой с входной частью. Для уменьшения нагруз-
ки на лопатки соплового аппарата от давления он помещен во внутрен-
нюю полость коллектора и не имеет непосредственной связи с наружной
стенкой, что позволило обеспечить воздействие на него только раз-
ницы. давлений газа на входе и на выходе из соплового аппарата.
На наружной стенке статора выполнен кольцевой бурт для под-
стыковки коллектора при помощи сварки.
Коллектор также представляет собой сварную конструкцию из
жаропрочного сплава. Наружная стенка коллектора состоит из штампо-
ванной сферической оболочки 7, крышки 10 с дифлектором 9 и коль-
ца 62, обеспечивающего соединение со статором. Полость образован-
ная между сферической оболочкой соединена с двумя газоводами при
помощи фланцев 60, вваренных в сферическую стенку.
С целью обеспечения минимальных потерь давления газа после
.уменьшения.
ротора и>подвода тепла в окислитель -;.ц к крышке 10 прива-
рен дифлектор, состоящий из двух тонколистовых оболочек. В крышке
со стороны насоса выполнены резьбовые отверстия для стыковки с
насосом.
Насос горючего состоит из корпуса, трех крышек, рабочих колес
первой и _торой ступеней, шнеков, вала, шарикоподшипников, автомати-
ческого устройства для разгрузки вала от осевых усилий и узла уп-
лотнения по валу.
Корпус 33 и крышки 27
40, 41 отлиты из алюминиевого сплава.
Основные рабочие полости насоса - патрубок всасывания, улитки
первой и второй ступеней
и дисосрузоры первой и второй ступеней, а
также вход во вторую ступень - образованы внутренними поверхностя-
ми корпуса и крышками 27 и 40. Патрубок всасывания обеспечивает
двусторонний равномерный и плавный подвод жидкости к шнекам и рабо-
чему колесу первой ступени. Патрубок имеет разделительное ребро,
являющееся ребром жесткости. Спиральная улитка корпуса
пени подкреплена снаружи патрубком всасывания, который
пеовои
-Ль
в виде
сту-
арки
охватывает улитку в самом нагруженном тлеете. Из
пени выполнен отбор части окислителя на вход ео
посредством специального литейного канала.
ули тки
вторую
первой сту-
ступень
Стык корпуса насоса с крышкой 27 в полости высокого давления
уплотнен резиновым кольцом 31, расположенным в клиновидном гнезде.
Рабочее колесо 34 - двустороннее, закрытого типа. Лопатки ко-
леса выполнены пространственными, двоякой кривизны. Симметричная
конструктгля двухстороннего колеса с расположением уплотнительных
буртов на равных диаметрах и симметричное расположение шнеков 29
и 36 позволяют практически уравновесить осевое усилие на рабочем
колесе первой ступени.
Рабочее колесо 38 - одностороннее, закрытого типа.
Полости высокого и низкого давления насоса разделены уплотне-
ниями плавающего типа 30, 35 и 37, 39, установленными на хромиро-
ванных буртах рабочих колес 34 и Зо соответственно. Уплотнительные
кольца изготавливаются из бронзы. Выбор уплотнений плавающего типа
обусловлен тем, что они позволяют, обеспечить минимальную утечку
горючего из полости высокого давления, а выбор трущейся пары мате-
риалов - взрывоопасностью в среде горючего.
Крутящий момент с вала насоса к шнекам и рабочему колесу пер-
вой ступени передается таюсе как и в насосе окислителя через шлица
прямоугольного сечения, а к рабочему колесу второй ступени через
шпонки 44.
Подшипники 47 и 43, на которые опирается нал, работают в
протоке горючего. Подшипник 47 охлаждается протоком горючего со
входа и по сверлениям в корпусе снова на вход.
Подшипник 43 охлаждается протоком горючего,
полости высокого давления насоса через зазор меж
поступающим из
плавающим коль-
цогл 39 и рабочим колесом. Указанный расход, пройдя шарикоподшипник,
поступает ео входной патрубок насоса через переменный зазор в авто-
мате разгрузке и специальные каналы в крышках 40, 41 и корпусе.
Для уменьшения осевого усилия, воспринимаемого шарикоподшип-
ником 43, уплотнения на буртах крыльчатки второй ступени располо-
жены на разных диаметрах, кроме того, применено устройство для ав-
томатической разгрузки, которое содержит переменный торцевой зазор,
образованный между торцевой поверхностью вала и крышкой 41. В рабо-
те ТНА, при изменении действующего осевого усилия на валу насоса,
вал перемещается, что приводит к увеличению или уменьшению торцо-
вого зазора. Изменение зазора приводит к изменению давления горю-
чего в полости, где установлен подшипник и, следовательно, разгру-
жающего усилия.
Для проверки перемещения вала в осевом направлении при сборке
насоса в крышке 41 выполнено гнездо, в которое ввернута пробка 42.
Соединение крышки 27 насоса с корпусом фланцевое. Надежное
уплотнение стыка, работающего под высоким давлением горючего, дос-
тигается двумя резиновыми кольцами, полость между которыми соедине-
на с полостью низкого давления в насосе.
Уплотнение полости насоса по валу со стороны насоса окислителя
осуществляется системой манжетных уплотнений и дренажа. Манжетные
уплотнения обеспечивают полную герметичность по валу при залитом
компонентном насосе. При работе насоса возможен некоторый износ
манжет по внутреннему диаметру; в этом случае просачивающийся по
валу компонент отводится через дренажные каналы.
для уменьшения утечки в дренаж устанавливаются по две манже-
ты 25 и отражатель 26 со стороны высокого давления компонента. От-
ражатель понижает давление перед манжетами.
Манжетные уплотнения 24 предотвращают проникновение из дренаж-
ной полости компонента и паров в полость между насосом окислителя
и горючего.
измерения частоты вращения вала ТНА в корпусе насоса
предусмотрено гнездо для установки датчика индукционного типа
На рисунке в гнездо установлена пробка 45. В качестве сигналь
ного элемента для датчика используются магнит опрев оды 46, ус-
тановленные на валу.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА
ДВИГАТЕЛЯ РД-301
Г 220-200
Турбонасосный агрегат двигателя ЦД14 состоит из шнеко-
центробежных насосов окислителя 32, горючего 13 и турбины 6.
Насос горючего и вторая ступень насоса окислителя (мало-
расходная генераторная) подают топливо в газогенератор, а
первая ступень насоса окислителя подает окислитель в камеру
сгорания. Выполнены насосы шнекоцентробежными и односторонним
подводом компонента к рабочему колесу.
Применение двухступенчатого насоса окислителя с малорасход-
ной генераторной или подкачивающей второй ступенью целесообраз-
но для двигателя с точки зрения снижения затрат энергии на привод
ТНА.
Для привода насосов используется низкоперепадная, односту-
пенчатая осевая турбина, работающая на продуктах сгорания
горючего с окислителем.
Для обеспечения лучшего подвода газа к сопловому аппарату
турбина выполнена парциальной.
В турбонасосном агрегате насос окислителя и насос горючего
расположены соосно; каждый из них имеет свой вал.
Турбина имеет общий вал с насосом горючего, ротор турбины
расположен на валу консольно. Передача крутящего момента тур-
бины на вал насоса окислителя осуществляется рессорой 20.
Насос окислителя соединяется с насосом горючего по корпусу
при помощи радиальных шпонок 51, позволяющие сохранить соосность
сопрягаемых узлов при температурных деформациях деталей агрегатов
и уменьшить теплоподвод к насосу окислителя от насоса горючего.
Турбонасосный агрегат крепится на двигателе по газоводу и
при помощи проушины 44 на корпусе насоса окислителя, допускаю-
щей продольное перемещение турбонасосного агрегата относительно
сопла двигателя.
Турбина состоит из следующих основных узлов: статора,
выхлопного коллектора и рабочего колеса.
Статор представляет собой сварной узел, в который входят
корпус и подводящий коллектор.
Корпус статора выполнен в виде оболочки 67 сферической
формы, в которую вварен входной патрубок 8, переходящий в под-
водящий коллектор. К сферической оболочке со стороны насоса
приварена силовая стенка насоса II, снаружи которой выполнен
фланец для соединения статора с корпусом насоса горючего.
Детали корпуса изготавливаются из жаропрочного сплава.
Подводящий коллектор статора состоит из сектора трубы 2
в виде тора с вваренным сопловым лопаточным аппаратом 7.
Коллектор служит для подвода газа высокого давления к сопловому
аппарату. Сопловой аппарат изготавливается из жаропрочного
литейного сплава. Подводящий коллектор помещен во внутреннюю
полость корпуса статора и приварен к входному патрубку, а
свободный конец коллектора заварен сферическим колпачком. На
коллекторе и сферической оболочке корпуса по длине дуги сопло-
вого аппарата имеются сопрягаемые между собой уступы. Уступы
препятствуют перемещению подводящего коллектора в осевом
направлении от действия газовых сил и допускают одновременно
свободу перемещения его в радиальном направлении при темпера-
турных деформациях.
Выполненная таким образом конструкция статора позволяет
более равномерно распределить и уменьшить температурные напря-
жения в элементах конструкции. При этом стенки подводящего
коллектора воспринимают только разницу давлений газа на входе
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
Г 220-200
2 - ШТИФТ;
-PAI5O4FIE
ТУРБИНЫ:
а - ВИНТ;
!=.S7 -OISOHO’IKA
CcDIEPII1 ll£CKA=l:
колиса
А« 1 АРА i
•—ТРУ 15 А: Ю
OGA
- I IA
НА
-ШНИ1
JXI4CIC
ПЛАВАЮЩИЙ;
IIA
проушрн ia: ав
-МАНМаГГА; •
SI - КЛАПАН;
на выходе из турбины, что позволило уменьшить толщину стенок.
Выхлопной коллектор представляет собой сферическую оболоч-
У Для соединения с газоводом двигателя на коллекторе имеется
патрубок I, приваренный к оболочке. С другой стороны сферической
оболочки приварено кольцо, при помощи которого обеспечивается
выполнение замыкающего сварного шва между коллектором и статором.
Указанный сварной шов выполняется электронно-лучевой сваркой для
уменьшения деформаций, которые влияют на радиальный зазор между
ротором и дифлектором.68.
Дифлектор представляет собой сварную конструкцию и предназ-
начен для повышения коэффициента полезного действия турбины за
счет уменьшения вращающегося объема газа в коллекторе. На внут-
ренней цилиндрической поверхности дифлектора над ротором выпол-
нены кольцевые проточки, образующие с наружной поверхностью
колеса бесконтактное уплотнение гребешкового типа.
Рабочее колесо 3 турбины представляют собой диск с лопатками
к наружной поверхности которых припаян бандаж. Лопатки выполняют-
ся эрозионным способом.
Рабочее колесо турбины присоединяется к валу при помощи
штифтов 2 и винтов 4. Штифты служат для передачи крутящего мо-
мента от рабочего колеса к валу.
Насос горючего состоит из следующих основных узлов и деталей:
корпуса, рабочего колеса, шнека, вала, двух шарикоподшипников,
узлов уплотнений по валу и буртом рабочего колеса, клапана.
Корпус 17 насоса отлит из алюминиевого сплава. Б нем зацело
выполнены улитка с выходным диффузором, входной патрубок и фла
ней для соединения с статором турбины. Уплотнение стыка,
работающего под высоким давлением горючего, достигается резиновым
кольцом 12 круглого сечения, расположенным в клиновидном гнезде.
В полости входного патрубка выполнены ребра, обеспечиваю-
щие подвод потока горючего в шнек по оси без закрутки.
Со стороны насоса окислителя на корпусе имеются три спе-
циальных кронштейна для соединения с насосом окислителя.
Рабочее колесо 14 имеет паяную конструкцию. Оно изготавли-
вается из алюминиевого сплава. Рабочее колесо состоит из несу-
щего и покрывного дисков. В несущем диске выполнены лопатки и
имеются разгрузочные отверстия.
Несущий и покрывной диски имеют
уплотнительные бурты, рабочие поверхности которых хромируются.
Разделение полостей высокого и низкого давления насоса
осуществляется узлами уплотнения с плавающими уплотнительными
кольцами 58 и 59, установленными на бурты крыльчатки. Плавающие
уплотнительные кольца изготавливаются из алюминиевого сплава
и покрываются твердым анодным покрытием. Рабочие торцы колец
работают по уплотнительным поверхностям колец 57 и 60 из стали,
закрепленные в силовой стенке насоса II и корпусе соответственно
Разгрузка подшипников от осевых сил обеспечивается разгру-
зочной площадью диска рабочего колеса, полученной разнесением
его буртов на разные диаметры.
Шнек 15 выполняется из алюминиевого сплава. Соединение
рабочего колеса и шнека с валом осуществляется по прямоугольным
шлицам.
Вал 16 имеет внутренние
лицы для крепления с рессорой и
фланец для крепления с рабочим колесом турбины. Материал
вала - сталь.
Подшипники 10 и 56 работают в протоке горючего. Подшипник
10, закрепленный в силовой стенке II и воспринимающий осевые
усилия, установлен в полость высокого давления уплотнительного
расхода горючего, поступающего в гидрозатвор.
Второй подшипник 56
’ свободно установленный
в корпусе
насоса, находится а подсети низко™ да8лен„я входного патрубиа.
о специальному отверстию в корпусе горючее из пазухи выоокого
давления насоса постлгпярф v
У11 подшипнику и протекает через него
на вход в насос.
Уплотнительное устройство, разделяющее по валу полости
насоса и турбины между собой, предназначено для предотвращения
попадания газа в полость насоса во время работы ТНА и предотвра-
щения протечек горючего в полость турбины в интервалах мезеду
пусками двигателя.
Уплотнительное устройство состоит из гидрозатвора с двумя
плавающими уплотнительными кольцами 63 и 66, установленными
на валу, и манжет 64 и 65, встроенных в гидрозатвор.
Уплотнительное кольцо 65 гидрозатвора, расположенное со
стороны турбины, изготавливается из стали, а уплотнительное
кольцо 64, расположенное со стороны насоса выполнено из алюми-
ниевого сплава и имеет покрытие - твердое анодирование.
Уплотнительное устройство работает следующим образом.
Горючее по сверлению в силовой стенке насоса поступает в
полость гидрозатвора с давлением, превышающим давление газа
в турбине. Часть горючего, отжимая ус манжеты 65 поступает
по диаметральному зазору между плавающим кольцом 66 и валом
в полость турбины. Другая часть горючего, отжимая ус манжеты
64, поступает в полость низкого давления насоса по зазору между
плавающим кольцом 63 и втулкой 62. Третья часть горючего по
сверлениям в вале поступает по валу на охлаждение втулки
разделительного диска 21, по наружной поверхности которой
работают уплотнительные кромки манжет 52, 5и, 64.
Отбор горючего в гидрозатвор производится из пазухи высо
кого давления насоса. На входе отбора встроен клапан 61,
обеспечивающий герметичность между пусками при залитом насосе,
горючим. Открытие клапана происходит при начале работы двига-
теля, возникающим перепадом давления между полостью пазухи
насоса и полостью, в которой установлена пружина клапана и
соединена со входом в насос сверлением. Манжета 65 обеспечи-
вает надежную защиту от прорыва газа в полость насоса в момент
запуска и останова ТНА. Манжета 64 обеспечивает герметичность
насоса по валу в паузах между пусками двигателя при залитом
насосе горючим.
Концевое уплотнение по валу, со стороны насоса горючего
состоит из четырех резиновьх манжет 52, 53, 54, 55 с дренажом
перед манжетой 55. Работа манжет сопровождается интенсивным
тепловыделением в зоне трения уплотнительньх кромок манжет.
Для исключения повышенного износа манжет из-за значительного
нагрева введено принудительное охлаждение внутренней стенки
медной втулки разделительного диска, по которой работают
манжеты.
Манжета 52 обеспечивает надежную герметичность насоса
по валу в паузах между пусками ТНА при залитом насосе горючим,
а во время работы ус манжеты отжимается частью расхода горючего
идущего на охлаждение втулки разделительного диска 21.
Разделительный медный диск разделяет пространство между
корпусами насосов горючего и окислителя на два отдельных
объема со стороны каждого из насосов. Поэтому возможные при
работе ТНА незначительные утечки горючего и окислителя, про-
шедшие через уплотнения валов, не входят в непосредственный
контакт, а удаляются в окружающую среду через кольцевые зазоры
между корпусами насосов и стенками разделительного диска.
Насос окислителя двухступенчатый’ шнекоцентробежный состоит
из корпуса 31, входного патрубка 45, крышки 38, корпуса уплот-
нения 24, вала 28 на двух шарикоподшипниках 27 и 34, рабочих
колес первой 33 и второй 35 ступеней, шнекаГЭ, концевого узла
уплотнения.
По условиям компоновки на двигателе насос окислителя
имеет боковой подводящий патрубок 45. Входной патрубок - литой,
изготавливается из алюминия. В полости патрубка выполнены ребра,
обеспечивающие подвод потока окислителя в шнек по оси без
закрутки.
Корпус 31 насоса - штампованный, изготавливается из алюми-
ниевого сплава. С целью повышения надежности и снижения веса
в
корпусе размещаются первая и вторая ступени.
При этом полости
каждой ступени отделяются стенкой выполненной зацело с корпу-
сом. В корпусе выполнены улитки первой и второй ступеней насоса
часть окислителя отводится по трубопроводу 39 на вход во вторую
ступень насоса. Трубопровод соединен с крышкой 38, обеспечиваю-
щей осевой подвод окислителя в рабочее колесо второй ступени.
Крышка 39 выполняется из алюминиевого сплава механической
обработкой.
Соединение корпуса, входного патрубка и крышки между
собой производится посредством фланцевых соединений с приме-
нением шпилек и гаек. Герметичность стыков указанных соедине-
ний обеспечивается применением уплотнительньх колец 36, 37 и
42, 43 из алюминия, между кольцами выполнены проточки, соеди-
ненные сверлениями с полостями низкого давления.
Рабочее колесо 33 первой ступени выполняется из алюми-
ниевого сплава, литьем с лопатками двоякой кривизны. На наруж-
ной стороне несущего диска колеса выполнены ребра, обеспечиваю-
щис разгрузку валя насоса от осевых
сил и разделяющие полости
высокого и низкого давления насоса.
Рабочее колесо 35 второй ступени, расположенное консоль-
но на валу, имеет лопатки цилиндрического профиля. Покрывной
диск рабочего колеса соединен с несущим диском при помощи
пайки. Для разгрузки вала насоса от осевого усилия уплотни-
тельные бурты колеса расположены на разных диаметрах. Неурав-
новешенная составляющая осевой силы воспринимается шарикопод-
шипником 27.
Разделение полостей высокого и низкого давления в насосе
осуществляется с помощью уплотнительных колец плавающего
типа 30 по первой ступени и 40, 41 по второй ступени. Кроме
того по тыльной стороне крыльчатки первой ступени выполнены
ребра, работающие аналогично импеллеру открытого типа. Уплот-
нительные кольца установлены на хромированных буртах рабочих
колес и выполнены из бронзового сплава.
Шнек29-двухзаходный, выполнен из алюминиевого сплава.
Рабочее колесо первой ступени и шнек монтируется на
валу с помощью прямоугольного шлицевого соединения, а крыль-
чатка второй ступени - с помощью шпоночного соединения.
Вал 28 установлен на двух шарикоподшипниках 27 и 34.
Охлаждение и смазка шарикоподщипников обеспечивается протоком
окислителя. Подшипник 27, закрепленный во входном патрубке
и воспринимающий осевые усилия, охлаждается расходом, подво-
димым по специальному сверлению из полости высокого давления
насоса. Указанный расход, протекая
поступает на вход в насос.
Второй подшипник 34, свободно
через шарикоподшипник
установленный в корпусе
насоса, охлаждается расходом окислителя поступающим через
диаметральный зазор между плавающим кольцом 41 и буртом
крыльчатки 35 второй ступени.
нения 24,
вала 23 на двух шарикоподшипниках 27 и 34, рабочих
колес первой 33 и второй 35 ступеней, шнекаДконцевого узла
уплотнения.
По условиям компоновки на двигателе насос окислителя
имеет боковой подводящий патрубок 45. Входной патрубок - литой,
изготавливается из алюминия. В полости патрубка выполнены ребра,
обеспечивающие подвод потока окислителя в шнек по оси без
закрутки.
Корпус 31 насоса - штампованный, изготавливается из алюми-
ниевого сплава. С целью повышения надежности и снижения веса
в корпусе размещаются первая и вторая ступени. При этом полости
каждой ступени отделяются стенкой выполненной зацело с корпу-
сом. В корпусе выполнены улитки первой и второй ступеней насоса
с в входными диффузорами. Из диффузора первой ступени насоса
часть окислителя отводится по трубопроводу 39 на вход во вторую
ступень насоса. Трубопровод соединен с крышкой 38, обеспечиваю-
щей осевой подвод окислителя в рабочее колесо второй ступени.
Крышка 39 выполняется из алюминиевого сплава механической
обработкой.
Соединение корпуса, входного патрубка и крышки между
собой производится посредством фланцевых соединений с приме-
нением шпилек и гаек. Герметичность стыков указанных соедине-
ний обеспечивается применением уплотнительных колец 36, 37 и
42, 43 из алюминия, между кольцами выполнены проточки, соеди-
ненные сверлениями с полостями низкого давления.
Рабочее колесо 33 первой ступени выполняется из алюми-
ниевого сплава, литьем с лопатками двоякой кривизны. На наруж-
ной стороне несущего диска колеса выполнены ребра, обеспечиваю-
щие разгрузку вала насоса от осевых сил и разделяющие полости
высокого и низкого давления насоса.
Рабочее колесо 35 второй ступени, расположенное консоль-
но на валу, имеет лопатки цилиндрического профиля. Покрывной
диск рабочего колеса соединен с несущим диском при помощи
пайки. Для разгрузки вала насоса от осевого усилия уплотни-
тельные бурты колеса расположены на разных диаметрах. Неурав-
новешенная составляющая осевой силы воспринимается шарикопод-
шипником 27.
Разделение полостей высокого и низкого давления в насосе
осуществляется с помощью уплотнительных колец плавающего
типа 30 по первой ступени и 40, 41 по второй ступени. Кроме
того по тыльной стороне крыльчатки первой ступени выполнены
ребра, работающие аналогично импеллеру открытого типа. Уплот-
нительные кольца установлены на хромированных буртах рабочих
колес и выполнены из бронзового сплава.
Шнек29-двухзаходный, выполнен из алюминиевого сплава.
Рабочее колесо первой ступени и шнек монтируется на
валу с помощью прямоугольного шлицевого соединения, а крыль-
чатка второй ступени - с помощью шпоночного соединения.
Вал 28 установлен на двух шарикоподшипниках 27 и 34.
Охлаждение и смазка шарикоподшипников обеспечивается протоком
окислителя. Подшипник 27, закрепленный во входном патрубке
и воспринимающий осевые усилия, охлаждается расходом, подво-
димым по специальному сверлению из полости высокого давления
насоса. Указанный расход, протекая через шарикоподшипник,
поступает на вход в насос.
Второй подшипник 34, свободно установленный в корпусе
насоса, охлаждается расходом окислителя поступающим через
диаметральный зазор между плавающим кольцом 41 и буртом
крыльчатки 35 второй ступени.
уолотн работы, предъявляемые к концевому
уплотнен™ (агреееивная Среда, неебходимоеть „ногократной
работы насоса, большей ресурс,
наличие космического вая^а в окружающей среде, ограничение
ПО расходу инертного газа для разделения межнасосной полости),
определили необходимость в выполнении этого уплотнения как
нированного, т.е. содержащего совокупность элементов,
лишь в комплексе обеспечивающих требуемую работоспособность
в указанных условиях. Комбинированное уплотнение использует
определяемое сочетание элементов гидродинамических и щелевых
уплотнений наряду с организацией эффективного отсоса возможных
утечек во внешнюю среду и периодическим созданием барьеров из
инертного газа на некоторых переходных режимах работы ТНА.
Уплотнение может рассматриваться как совместно используемое
сочетание совокупности следующих основных элементов, каждый
из которых по отдельности имеет свое функциональное назначе-
ние.
Работа данного уплотнения в значительной мере определяет-
ся импеллером 26 и кольцом 25 плавающего типа, последовательно
установленные. Эти детали обеспечивают при работе насоса соз-
дание значительного гидравлического сопротивления с целью
уменьшения утечки жидкости из полости насоса в сторону уплот-
нения. Особенности работы таких элементов в среде криогенной
жидкости (даже при высокой частоте вращения вала) не позволяют
полностью исключить утечку фтора через них. Для полного исклю-
чения утечки предусмотрены последовательно расположенные две
вакуумированные дренажные полости, разделенные между собой
импеллерами 47 и 48. Указанные элементы обеспечивают удаление
фтора из дренажных полостей наружу. Основная доля утечки эвакуи-
руется через ближайшую от насоса дренажную полость.
В периоды запуска и останова двигателя утечки фтора из
рабочей полости через выше перечисленные элементы превышают
допустимый уровень. Это связано с тем, что эффективность рабо-
ты импеллеров изменяется в широких пределах в зависимости от
изменения частоты вращения вала, а имеющиеся проходные сечения
дренажных трубопроводов не могут обеспечить мгновенную эвакуа-
цию наружу поступающих сравнительно больших количеств фтора.
Поэтому для обеспечения работоспособности уплотнения необхо-
дима на режимах запуска и останова защита манжет 49 и 50,
недостаточно стойких к воздействию фтора, от возможного
контакта с ним.
Защита указанных манжет от контакта с фтором на режимах
запуска и останова ТНА осуществляется путем кратковременного
создания завесы из нейтрального к фтору газа (гелия, азота).
Газ подается в задренажную невакуумированную полость, располо-
женную между концевой манжетой и дренажными полостями уплотне-
ния.
Комбинированное уплотнение насоса содержит также торцовое
уплотнение 22. Оно размещено между манжетным узлом и полостью,
в которую подается нейтральный газ для создания отсечной завесы
Торцовое уплотнение позволяет уменьшить возможную утечку газа
через манжетный узел во внешнюю среду,
тем самым повышая
тивность завесы. Трущиеся элементы торцового уплотнения выпол-
нены из пирографита. Торцовое уплотнение выполнено нормально
отключенным. Прижатие трущихся элементов осуществляется благо-
даря действию давления нейтрального газа, подаваемого для
создания завесы через штуцер . Поэтому при работе насоса на
установившемся режиме исключено трение элементов торцового
уплотнения.
Таким образом, совместная работа указанных элементов
комбинированного уплотнения позволяет обеспечить работу уплот-
нения как на установившемся пр™?. тчл
пишемся режиме ГНА, так и на режимах
запуска и останова.
Д эксплуатации насоса при хранении его в залитом состоя
нии в перерывах мевду очередными включениями в комбинирован-
ном уплотнении предусмотрено принудительно управляемое стоя-
ночное сильфонное уплотнение контактного типа 46. Оно выполне-
но нормально отключенным, а прижатие его уплотнительных элемен
тов производится подачей управляющего газа во внутреннюю
замкнутую сильфонную полость через штуцер 23. Уплотнительные
элементы этого уплотнения выполнены в виде сферы, входящей
внутрь подвижного конуса с не притупленными кромками, что обес-
печивает высокую герметичность уплотнит ел ьных поверхностей в
месте контакта. Включение стояночного уплотнения в работу
осуществляется только при неподвижном состоянии вала насоса,
а в момент подачи команды на запуск двигателя оно переходит в
нормально отключенное состояние.
Для измерения частоты вращения ТНА в корпусе насоса
горючего предусмотрено гнездо для установки датчика индукцион-
ного типа. Указанное гнездо заглушено заглушкой 18. В качестве
сигнального элемента для датчика используется магнитопровод 19.
01ШСЛНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА
ДВИГАТЕЛЯ РД-510
Р 210-000
турбонасосный агозгат двигатрпя’ ph rto
х ах днлтателя РД-510 состоит из шнекоцентро-
бежных насосов окислителя 15, горючего 34 и турбины 4.
Насосы окислителя и горючего подают топливо в камеру сгорания
и газогенератор по линии окислителя. Выполнены насосы шнекоцентро-
бежными с односторонним подводом компонента к рабочему колесу.
Насос окислителя - одноступенчатый,
насос горючего - двухступен-
чатый. Создание двухступенчатого насоса горючего позволило поднять
уровень кпд
и получить сравнительно невысокий суммарный подогрев
компонента в насосе по сравнению с одноступенчатым насосом. Из
конструктивных соображений ступени имеют разную напорность.
Для привода насосов используется низкоперепадная, односту-
пенчатая осевая турбина, работающая на продуктах разложения пере-
киси водорода»
Для обеспечения лучшего подвода газа к сопловому аппарату,
турбина выполнена кардинальной.
В турбонасосном агрегате насос окислителя и насос горючего
расположены соосно; каждый из них имеет свой вал.
Туобина имеет общий вал с насосом окислителя, ротор турбины
расположен на валу консольно. Передача крутящего момента турбины
на вал насоса горючего осуществляется рессорой 51.
Насос горючего соединяется с насосом окислителя по корпусу
при помощи разъемного фланцевого соединения. Уплотнение стыка
осуществляется резиновым кольцом 50.
Турбина состоит из следующих основных узлов: статора, коллек-
тора выхлопного и рабочего колеса.
Статор представляет собой сварной узел, в который входят кор-
пус и подводящий коллектор.
Корпус статора выполнен в виде оболочки 66 сферической формы.
Корпус имеет входной патрубок 3, фланец 10 крепления с насосом
окислителя и кольцо 67. На внутренней поверхности указанного
кольца выполнены кольцевые проточки, образующие с наружной поверх-
ностью рабочего колеса бесконтактное уплотнение гребешкового тиття.
Детали корпуса изготавливаются из жаропрочного сплава.
Подводящий коллектор статора состоит из трубы 64 в виде тора
с вваренным сопловым лопаточным аппаратом 65 и тройника 5. Коллек-
тор служит для подвода газа высокого давления к сопловому апгЕ да-
ту. Сопловой аппарат и тройник, изготавливаются из жаропрочного
литейного сплава. Подводящий коллектор помещен во внутреннюю
полость корпуса статора и приварен по месту центрального подвода
тройника к специальной стенке, выполненной внутри входного патруб-
ка корпуса статора. На коллекторе и корпусе статора по длине дуги
соплового аппарата имеются сопрягаемые между собой уступы. Уступы
препятствуют перемещению подводящего коллектора в осевом направле-
нии от действия газовых сил и допускают одновременно свободу пере-
мещения его в радиальном направлении при температурных деформа-
циях.
Выполненная таким образом конструкция статора позволяет более
равномерно распределить и уменьшить температурные напряжения в
элементах конструкции. При этом стенки подводящего коллектора
воспринимают только разницу давлений газа на входе и на выходе
из турбины, что позволило уменьшить толщину стенок,
ТУРБОНАСОСНЫЙ
Р210-000
АГРЕГАТ
АЕО*-
МАНЖЕТА: 7
15ОЙМЛ: 1О
-КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ; 14.33.3Q
-РАБОЧЕЕ КОЛЕСО;
- УПЛОТНЕНИЕ
ТУЛКА:
47 - ШПИЛЬКА: 4
ЕССОРА: S3 - КОЛЛЕКТОР; 5Q - КОМПЕНСАТОР
-ДИСК УРАВНОВЕШМОАКМЦИИ:
АППАРАТ СОПЛОООЙ: вв -
ОвОЛОМКА:В7—КОЛЬЦО:
D—КОЛЛЕКТОР ВЫ. ОПНОЙ: 70—ФЛАНЕЦ
Статор соединен фланцем 10 с корпусом II насоса окислителя
по цилиндрическим поверхностям с помощью радиальных штифтов 60
и термического компенсатора 59. Штифты установлены в корпусе
насоса по прессовой посадке, а во фланце корпуса статора - по
посадке скольжения. Термический компенсатор обеспечивает герме-
тичность соединения. Применение такого соединения статора и корпу-
са насоса позволяет значительно уменьшить термические напряжения,
вызываемые разностью температур корпусов, и повысить надежность
в работе.
69
Выхлопной коллекторПзредставляет собой оболочку
сферическо
формы. Для соединения с газоводом двигателя на коллекторе тлеется
фланец 70, приваренный к оболочке. Коллектор выхлопной изготавли-
вается из жаропрочного сплава.
Рабочее колесо 61 турбины представляет собой диск, выполнен-
ный за одно целое с лопатками и бандажом эрозионным способом.
Рабочее колесо турбины присоединяется к валу при помощи
штифтов 2 и винтов 66.
Насос окислителя состоит из следующих основных узлов и дета-
лей: корпуса, крышки, рабочего колеса, шнека, вала, двух шарико-
подшипников, узлов уплотнений по валу и буртам крыльчатки, узла
автоматической разгрузки шарикоподшипников от действия на них
осевых сил.
Корпус II насоса имеет спиральный отвод, конический диффузор
и фланец для соединения с крышкой 20.
Стенка корпуса,
выступающая в полость' турбины, выполнена
охлаждаемой. Охлаждение повышает надежность работы закрепленных
в корпусе подшипника 8,
узла уплотнения, содержащего резинотех-
нические детали
и узла автоматической разгрузки от осевых сил.
Тракт охлаждения выполнен следующим образом. С наружной сто-
роны корпуса приварен коллектор 55 в виде кольца торовой формы.
К стенке корпуса насоса приварена тонкостенная оболочка 7 с зазо-
ром, образующим полость охлаждающего тракта по контуру стенки.
Указанная полость соединена отверстиями с полостью коллектора.
Охлаждение стенки корпуса осуществляется расходом окислителя
протекающим по тракту, образованному корпусом и приваренной к
нему тонкостенной оболочкой. Окислитель в указанный тракт подает-
ся из коллектора по отверстиям в корпусе. Подвод окислителя в
коллектор
управляемый»
управляемый клапан, который открывается
оизводится от магистпали двигателя высокого давления чер.
н, который открывается в мометп* начала раскрутки е-ала насоса.
Крышка 20 насоса выполняется из стального литья. Она состоит
из двух фланцев и расположенного между ними входного патрубка
насоса. В полости патрубка выполнены ребра, обеспечивающие подвод
потока окислителя в шнек по оси без закрутки. Соединение критики
насоса с корпусом фланцевое. Наружное уплотнение стыка, работаю-
щего под высоким давлением перекиси водорода, достигается двумя
коническими стальными прокладками 16, 17, полость между которыми
соединена с полостью низкого давления в насосе.
Рабочее колесо 14 имеет паяную конструкцию. Оно изготавли-
вается из алюминиевого сплава. Рабочее колесо состоит из несущего
и покрывного дисков. В несущем диске выполнены лопатки и имеются
разгрузочные отверстия. Несущий и покрывной диски имеют уплотни-
тельные бурты, рабочие поверхности которых хромируются.
Разделение полостей высокого и низкого давления насоса
осуществляется узлами уплотнения с плавающими уплотнительными
кольцами 13 и 18, установленными на бурты крыльчатки. Плавающие
уплотнительные кольца изготавливаются из алюминиевого сплава и
покрываются твердым анодным покрытием. Рабочие торцы колец рабо-
тают по уплотнительным по верхнее тяги колец 12 и 19 из стали,
закрепленных в корпусе и крышке насоса.
кнек 54 выполняется из стали. Соединение рабочего колеса и шнека
с валом осуществляется по шлицам.
Вал 5о имеет внутренние шлицы для крепления с рессорой и фла-
нец для крепления с рабочим колесом турбины. Материал вала - сталь
Подшипники 8 и 5<с работают в протоке окислителя. Пошпипнич 8,
закрепленный в корпусе насоса и воспринимающий осевые усилия,
установлен в полость высокого давления уплотнительного устройства
по валу со стороны турбины. Он охлаждается частью расхода окисли-
те ля, использованного для охлаждения стенки корпуса насоса.
Второй подшипник 52, свободно установленный в крышке насоса,
находится в полости низкого давления.входного патрубка. По спе-
циальному отверстию в ребре входного патрубка окислитель из полос-
ти высокого давления поступает к подшипнику и
протекает через него
на вход в насос.
Разгрузка подшипников от осевых сил на номинальном режиме
работы двигателя обеспечивается разгрузочной площадью диска рабо-
чего колеса, полученной разнесением его буртов на разные диамет-
ры. Разгрузка подшипников на переменных режимах работы двигателя
осуществляется устройством, автоматически разгружающим вал от
осевых сил. Указанное устройство состоит из уравновешивающего
диска 51 и плавающего конического уплотнительного кольца 58,
прилегающего по торцу к стальной обоймы 9, Уравновешивающий диск
с установленным на нем уплотнительным кольцом и упорная втулка
57 с установленным в ней уплотнительным кольцом 56 образуют
полость высокого давления. Окислитель высокого давления в указан-
ную полость подводится по сверлениям в корпусе насоса II и втулке
57 Полость низкого давления, образованная уравновешивающим
диском с уплотнительным кольцом 62 и обоймой 9, соединена отвер-
стиями выполненными в уравновешивающем диске и крыльчатке, с
полостью входа в насос. Высокое давление окислителя в полости
воздействует на поверхность диска, создавая разгружающее усилие
на нем.
В работе ТНА, при изменении действующего осевого осилил на
роторе, диск перемещается вместе с валом, что приводит к увеличе-
нию или уменьшению зазора между коническим буртом уравновешиваю
щего диска и конической поверхностью плавающего кольца. Изменение
зазора приводит к изменению давления окислителя в разгрузочной
полости и, следовательно, разгружающего усилия.
Уплотнительное устройство, разделяющее по валу полости насоса
и турбины между собой, предназначено для предотвращения попадания
газа в полость насоса во время работы
т
и предотвращения про-
течек окислителя в полость турбины в интервалах между пусками
двигателя.
Уплотнительное устройство состоит из гидрозатвора с двумя
плавающими уплотнительными кольцами 63 и 62, установленными на
валу, и манжеты 6 встроенной в полость гидрозатвора.
Уплотнительное кольцо 63 гидрозатвора, расположенное со сто-
роны турбины, изготавливается из стали, а уплотнительное кольцо
62, расположенное со стороны насоса выполнено из алюминиевого
сплава и имеет покрытие - твердое анодирование.
Уплотнительное устройство работает следующим образом. Окисли-
тель по сверлениям в корпусе поступает в полость гидрозатвора с
давлением, превышающим давление газа в турбине. Часть окислителя
поступает по диаметральному зазору между плавающим кольцом 63 и
валом в полость турбины. Другая часть окислителя, отжимая ус ман-
жеты 6, поступает в полость низкого давления насоса по зазору
между плавающим кольцом 62 и валом.
Концевое уплотнение по валу, со стороны насоса горючего,
состоит из импеллера 21 со встроенной в него манжетой 22, торцевого
уплотнения 23 и двухусой манжеты 24. Между импеллером и торцевым
уплотнением выполнен дренаж. Данное уплотнение обеспечивает надеж-
ное устранение протечек окислителя как во время работы ТНА, так и
во время стоянки, и в интервалах между пусками. 'При невращающемся
вале роль стояночного уплотнения выполняет манжета 22. При увели-
чении числа оборотов вала ус манжеты отжимается центробежными
силами, а утечка окислителя из полости насоса предотвращается за
счет напорной способности импеллера, При останове ТНА ус манжеты
вновь прижимается обеспечивая герметичность полости насоса.
За дренажом установлено торцевое уплотнение 23, предназначен-
ное для надежного разделения компонентов по валу на переходных
режимах. Торцовое уплотнение выполнено из пирографита. Для обеспе-
чения хорошего прилегания контактных поверхностей торцевого уплот-
нения одна из них выполнена сферической.
Насос горючего шнекоцентробежного типа двухступенчатый, преднаЗ’
начен ддя подачи горючего в камеру сгорания двигателя.
Насос выполнен по одновальной схеме и состоит из корпуса 33,
крышки 29, крышки 37, вала 48 на 2-х шарикоподшипниках 44 и 49,
рабочего колеса 35 первой ступени, рабочего колеса 39 второй сту-
пени шнека 30, импеллера 27 со стояночным уплотнением, концевого
узла уплотнения.
По условиям компоновки на двигателе насос горючего имеет бокс
вой подводяший патрубок, который конструктивно выполнен за одно
целое с крышкой 29. Крышка - литая, изготавливается из стали.
з-оршге 33 насоса - штампованный, изготавливается из титанового
сплава.
С целью повышения надежности и
даются
р-ая и 2-ая ступени. При этом
снижения веса в корпусе разме-
полости каждой ступени отде-
ляются друг от друга крышкой 37, стык соединения которой находится
з полости 1-ой ступени.
В корпусе 33 выполнены улитки I-ой и 2-ой ступеней насоса с
выходными диффузорами. Диффузор I-ой ступени насоса и входной
осевой патрубок 2-ой ступени в корпусе соединены трубопроводом 41.
Крышка 37 - штампованная, выполняется из титанового сплава.
Крепление крышек 29 и 37 с корпусом производится посредством
фланцевых соединений с применением шпилек 47 с гайками и специаль-
ных болтов 43.
Герметичность стыков соединений крышки 37 с корпусом 33
обеспечивается применением уплотнительного кольца 42 из резины,
а крышки 29 с корпусом 33 - применением уплотнительных резиновых
колец 31, 32, разделенных проточкой, которая соединена с полостью
низкого давления.
В полостях крышек 29 и 37 предусмотрены расточки для уста-
новки шарикоподшипников 44 и 49. С целью повышения степени цент-
ровки крышек с корпусом, сборка их производится на призонных
штифтах.
Вал 48 установлен на двух шарикоподшипниках 44 и 49, одина-
ковых по размерам.
Рабочие колеса 35 и 39 и имеют лопатки цилиндрического про-
филя. Покрывной диск рабочих колес соединен с несущим диском при
помощи пайки. Рабочие колеса изготавливаются из алюминиевого
сплава.
Шнек - двухзаходный, выполнен из титанового сплава.
Рабочие колеса и шнек монтируются на валу с помощью эволь-
вентного шлицевого соединения.
При работе ТНА разделение
полостей насоса обеспечивается
применением плавающих уплотнительных колец 45, 46 и 38, 40,
устанавливаемых на хромированных буртах рабочих колес. Уплотни-
тельные кольца выполнены из бронзы.
Смазка и охлаждение шарикоподшипников обеспечивается прото-
ком горючего. С этой целью для закрепленного шарикоподшипника
44 в коы
рынке 37 используется протечка горючего через уплотнитель-
ное кольцо 38 из 2-ои ступени насоса. Для незакрепленного шарико-
подшипника 49 используется
сывающего патрубка за счет
автономный перепуск горючего из вса-
подкачивающего элемента - втулки 28
и винтовой нарезкой.
Разгрузка вала насоса
от осевых сил при работе насоса на
переходных режимах
обеспечивается применением автоматического
разгрузочного устройства. Элементы разгрузочного устройства сов-
мещены с уплотнительным кольцом 40 и буртом рабочего колеса 39.
Уплотнение по валу состоит из импеллера 27, стояночной
манжеты 26, установленной в корпус импеллера, дренажа и узла
концевого торцевого уплотнения 25.
Для измерения частоты вращения вала
ТНА в крышке 29 насоса
предусмотрено гнездо для установки датчика индукционного типа.
В качестве сигнального элемента для датчика используются магнито-
проводы, вмонтированные в корпус импеллера 27.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТУРБОНАСОСНОГО
. АГРЕГАТА ДВИГАТЕЛЯ 11Д123
00.1723.0200.0000.00.0
Турбонасосный агрегат состоит из шнекоцентробежных насосов
окислителя 18, горючего 42 и турбины II.
Насос окислителя и вторая ступень насоса горючего (малорасхо-;
ная генераторная) подают топливо в газогенератор, а первая ступень
насоса горючего подает горючее в камеру сгорания. Выполнены насоса
шнекоцентробежными с односторонним подводом компонента к рабочему
колесу.
Применение двухступенчатого
насоса горючего с малорасходной
j. операторной или подкачивающей второй ступенью целесообразно
для двигателя с точки зрения снижения затрат энергии на привод
Насос окислителя и первая ступень насоса горючего выполнены
с лопаточными отводами жидкости после рабочего колеса. Применение
лопаточного отвода вместо спирального позволяет обеспечить одно-
временно три важнейших требования, предъявляемые к насосам ЖРД:
высокую прочность и жесткость корпусов насоса, разгрузку насоса
пень насоса горючего, имеющая небольшие размеры, выполнена со
спиральным отводом.
Для привода насосов используется осевая, одноступенчатая
турбина,
работающая на продуктах газогенерации основных компонен-
тов топлива с избытком окислителя.
Давление за турбиной определяется давлением в камере сгорания
и потерями давления по газовому тракту от турбины до камеры.
3 турбонасосном агрегате
насос окислителя и насос горючего
расположены соосно; каждый из них имеет свой вал. Турбина имеет
общий вал с насосом окислителя, рабочее колесо турбины расположено
на валу консольно. Крутящий момент на вал насоса горючего пере-
дается через рессору 21 с эвольвентныгли шлицами, обеспечивающую
надежную работу ТНА при возможных смещениях и перекосах осей
валов. Длина рессоры определяется условием обеспечения не совпа-
дения частоты возбуждения собственной частотой крутильных коле-
баний. Внутренняя полость вала со стороны рабочего колеса
ны закрыта резьбовой пробкой 67 с последующей обваркой по спе-
цильным буртикам для обеспечения герметичности соединения. Приме-
нение указанной пробки позволило обеспечить выполнение эвольвент-
ных шлиц под рессору.
Корпусы насосов и турбины, стыкуемые между собой через флан-
цевые соединения, образуют общий жесткий корпус турбонасосного
агрегата. На двигателе турбонасосный агрегат крепится на патрубке,
отводящем газ из турбины в камеру сгорания.
Турбина состоит из следующих основных узлов: статора с сопло-
вым аппаратом, рабочего колеса и коллектора.
Статор турбины представляет собой сварную конструкцию из
жаропрочного сплава. Наружная стенка стотора состоит из штампо-
ванной сферической оболочки 10 и двух фланцев 2,12, получаемых
*
механической обработкой из штамповки. Внутренняя стенка, отделя-
ющая полость турбины, от полости подшипников, двойная и состоит
из силовой стенки 65 и гофрированного компенсатора 64. Полость,
образованная между этими деталями, сообщается с полостью между
ротором и сопловым аппаратом отверстиями в сопловом аппарате 66.
Такая конструкция позволяет резко снизить температурные напряже-
ния в лопатках соплового аппарата за счет одинакового прогрева
°200- ново. №
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГНЕГАТ
00 1723.0200.0000.00
50
51
ПРОЛКА. вп -КОЛЛЕКТОР ВЫХЛОПНОМ
РАТ СОПЛОВОЙ 57 —
СТЕНКА ВНУТРЕННЯЯ ВВ АПЛА-
Д. 3 - ШТИФТ
-МАНЖЕТА МЕТАЛ-
НАСОС OKMCJXTEJM»; №.«1,50 — КОЛЕСО PASO*
МАНЖЕТА 30-ПРУЖИНА. ЗИ -
4S
внутренней и наружной стенок ота1ора при работе
турбины. Сопловой
аппарат изготовлен из жаропрочного сплава электроэрозяоннш
методом и приварен к внутренней стенке 65
стенки
И к фланцу 12 наружной
. для подвода газа к турбине в сферическую оболочку статора
вварен фланец 63 с патрубком.
Рабочее колесо турбины I цельнолитое из жаропрочного сплава
Профиль лопаток рабочего колеса переменный по высоте. Для умень-
шения напряжении, вызванных действием центробежных сил, площадь
сечений уменьшается от корня к переферии. Частичная разгрузка
корневых сечении от напряжений, обусловленных газовыми силами,
достигается выносом центров тяжести переферийных сечений относи
тельно центра тяжести корневого сечения (наклоном лопаток в сто
рону вращения).
Для уменьшения утечки газов через радиальный зазор между
ротором и статором турбины
применено лабиринтное уплотнение в
виде трех гребешков на бандаже рабочего колеса.
Крепление рабочего колеса к валу фланцевое, крутящий момент
передается через штифты 3.
Коллектор турбины 68 представляет собой коленообразный газо-
вод сварной конструкции,
изготовленный из жаропрочного сплава.
Для повышения стойкости к возгоранию в окислительном высоко-
температурном газе проточные части статора,
рабочего колеса и
коллектора покрыты слоем высокотемпературной
эмали.
Соединение статора и коллектора осуществляется посредством
электроннолучевой сварки, что обеспечивает полную герметичность
полостей турбины, работающей в условиях высоких давлений и темпе-
ратур, и незначительную деформацию статора от сварки в.районе
рабочего колеса.
Насос окислителя расположен на одном валу с турбиной и сос-
тоит из следующих основных элементов: корпуса, критики 14,
прива-
ренной к статору турбины, рабочего колеса 19, уплотнительных колец
15 и 16, шнека 22, шарикоподшипников 8 и 61, уплотнений по валу.
Корпус насоса окислителя выполнен сварным и состоит из двух
основных частей: проточной части высокого давления, включающей
в себя лопаточный диффузорный аппарат 20, торовый коллектор 60 и
диффузор 17, и литого входного патрубка 23, тлеющего специальный
фланец для крепления насоса горючего.
Входной патрубок имеет ребра в проточной части, которые
предотвращают крутку потока жидкости перед шнеком, а также вместе
с наружными ребрами патрубка придают необходимую жесткость конст-
рукции .
Соединение крышки насоса 14 с корпусом фланцевое. Наружное
уплотнение стыка, работающего под высоким давлением кислорода,
достигается двумя коническими стальными прокладками 15, 16,
полость между которыми соединена с полостью низкого давления в
насосе.
Шнек выполнен трехзаходным.
Крутящий момент на рабочее колесо
и шнек передается через эвольвентные шлицы.
Полости высокого и низкого давления в насосе разделены
уплотнительными кольцами плавающего типа 59 и 62, установленными
на хромированных буртах рабочего колеса. Уплотнительные кольца
изготавливаются из бронзы. Выбор уплотнений плавающего типа
обусловлен тем, что они позволяют обеспечить минимальную утечку
кислорода из полости высокого давления, а выбор трущейся пары
материалов - взрывоопасностью при трении в среде кислорода, для
исключения наклепа на рабочем торце плавающего кольца 59 выпол-
нена проточка с подводом в нее кислорода высокого давления по
специальным отверстиям.
Разделение
осуществляется
полостей турбины и насоса окислителя но валу
уплотнением, сто уплотнение'представляет собой
CO4STHHU© УПЛОТНбНИЯ ШеЛбРНТп фт/ггго л
типа с торцевым уплотнением. Торце-
вое уплотнение отключается гттл х
пр начале работы двигателя, возникаю-
щам перепадом давления между полостью перед ротором турбины и
жидкостной полостью, В которой расположены шарикоподшипники. Тор-
новое уплотнение состоит из & о и v тттт <-
nojKjna ь, 24-х штук пружин 5, втулки
на валу 7, металлической манжеты 4, покрытой серебром.
Ползун изготавливается из бронзы с впаяным кольцом из медно-
графита или ДН5КТ9, обладающим высокой износостойкостью пои доста
точпо больших окружных скоростях вращения. Цилиндрическая поверх
ность, контактирующая с манжетой, хромируется.
Радиальноупорный шарикоподшипник 8 выполнен с разрезным
внутренним кольцом и воспринимает неуравновешенную часть осевого
усилия, второй шарикоподшипник 61 - радиальный.
Оба шарикоподшипника установлены в специальной втулке 9,
допускающей переборку агрегата без разрезки турбины, и работают
в протоке кислорода, который специально подается по зазору между
втулкой и статором турбины. Кислород отбирается с выхода из напор-
ной магистрали насоса. Для уменьшения осевого усилия, воспринимае-
мого шарикоподшипником, уплотнения на буртах крыльчатки располо-
жены на разных диаметрах,
автоматической разгрузки,
ной торцевой поверхности,
кроме того, применено устройство для
которое состоит из диска 13 и специаль-
выполненной во втулке. Сопрягаемая
торцевая поверхность на втулке с поверхностью на диске выполнена
на впаяном меднографитовом кольце. Указанные поверхности на диске
и втулке образуют переменный торцевой зазор.
В работе ТНА, при изменении действующего осевого усилия на
роторе, диск перемещается вместе с валом, что приводит к увеличе-
нию или уменьшению торцевого зазора между диском и втулкой. Изме-
нение зазора приводит к изменению давления окислителя в разгрузоч-
ной полости и, следовательно, разгружающего усилия.
Кислород после прохождения шарикоподшипников и автомата
разгрузки поступает в зону несущего диска крыльчатки и далее по
сверлениям в крышке насоса в коллектор. Из коллектора указанный
расход кислорода по специальному трубопроводу сливается в выход-
ную полость бустерного насосного агрегата.
Надежное уплотнение насоса окислителя по валу (со стороны
входа в насос) обеспечивается двумя отражателями 24 и 27, двумя
торцовыми уплотнениями 26 и 28 сильфонного типа и системой дрена
жей. При этом первое торцовое уплотнение отключается при повыше-
нии давления за насосом с помощью поршеньков 25, к которым спе-
циально подводится высокое давление кислорода по трубопроводу 58.
Второе уплотнение постоянного трения и в работе не отклю-
чается.
Насос горючего двухступенчатый шнекоцентробежный состоит из
корпусов первой 39 и второй 49 ступеней, крышки 47, шнека 38,
рабочих колес первой 41 и второй 50 ступеней, вала 37, шарико-
подшипников 35 и 46, перепускного трубопровода 52 и уплотнений
по валу.
Корпус насоса горючего первой ступени выполнен сварным и
состоит из двух основных частей: литого входного патрубка 34
и проточной части высокого давления, включающей в себя лопаточ-
ный направляющий аппарат, торовый коллектор 43 и диффузор 54.
Входной патрубок отливается из стали.
Корпус второй ступени, выполнен из титанового сплава имеет
спиральную улитку и диффузор. Горючее, отобранное из диффузора
первой ступени насоса, подается по трубопроводу 5^ на вход во
вторую ступень, который выполнен осевым.
дрышка 47 выполнена из титанового
ления полостей первой и второй ступени
Надежное уплотнение стыка корпусов
вши уплотнительными кольцами 44, 45
сплава и служит для разде-
насоса.
достигается двумя резино-
йена с полостью низкого давления в насосе
Трехзаходный шнек выполнен из стали,
полость мевду которыми соеди-
сверлениями.
лопасти шнека имеют про-
рези, выполненные для устранения кавитационной эрозии. Крутящий
момент на шнек и рабочие колеса передается через эвольвентные
шлицы. Рабочие колеса отлиты из алюминиевого сплава.
Уравновешивание осевых сил, возникающих на рабочих колесах
ийсоои и второй ступеней, осуществлено за счет расположения их
задними дисками друг к другу, а также за счет расположения уплот-
нений на буртах рабочих колес на разных диаметрах. Кроме того, в
конструкции насоса имеется
устройство для автоматической разгруз-
ки шарикоподшипников от осевых усилий
выполненное на коническом
бурте рабочего колеса насоса второй ступени.
3 работе насоса, при изменении действующего осевого усилия
на валу, крыльчатка 50 перемещается вместе с валом, что приводит
к увеличению или уменьшению зазора между коническим буртом крыль-
чатки и конической поверхностью плавающего кольца 51. Изменение
зазора приводит к изменению давления горючего в полости со сторо
ны покрывного диска крыльчатки 50 и, следовательно, разгружающего
усилия.
Полости высокого и низкого давления насоса разделены уплотни
тельными кольцами 40
53 и 46, 51 плавающего типа, выполненными
из бронзы.
В качестве опор вала служат шарикоподшипник 35 - радиальный и
* лс. п г'О'э'прчным вчутоенним кольцом, воспринимаю—
оалиалзчс-^гют.ныи 46 с разрезным впухиеп»^
лтт опилил Оба подшипника работают
сии неуравновешенную часть осевого j
. Расход проходящих через уплотнительные щели
в протоке горючего
по тыльным буртам крыльчаток первой и второй ступеней сливается
на вход крыльчатки первой ступени через отверстия в несущем диске.
Охлаждение шарикоподшипника 35 осуществляется горючим прока-
чиваемым винтовым насосом 36.
Надежное уплотнение насоса по валу осуществляется отражателем
33, торцевым уплотнением, отключающейся при наборе оборотов ман-
жетой 32 и дренажем.
Уплотнение состоит из втулки 57 со сферической поверхностью,
пирографитового кольца 56, пружин 30, втулки 31, установленной
на валу, на которой выполнены ребра, служащие магнитопроводами
для обеспечения измерения оборотов, манжеты 29 для уплотнения по
втулке 57.
Для измерения частоты вращения вала ТНА в корпусе насоса горю
чего предусмотрено гнездо для установки датчика 55 индукционного
т ипа.
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ДВИГАТЕЛЯ РД-170
Турбонасосный агрегат обеспечивает подачу компонентов
топлива в газогенератор и камеры двигателя.
турбонасосный агрегат состоит из турбины 4, насоса окисли
теля 14 и насоса горючего 30.
Конструктивно турбина и насос окислителя объединены в
один узел, который соединяется с насосом горючего с помощью
фланцевого соединения между корпусами насосов. Крутящий момент
на насос горючего передается от вала насоса окислителя рессо-
рой 23, имеющей с валами шлицевое соединение.
3 полость 24 между корпусами при стоянке с залитыми ком-
понентами насосами для исключения замерзания насоса горючего
подается горячий воздух через два
штуцера.
Отводятся воздух
через отверстия в корпусе насоса горючего.
Турбина 4 осевая, одноступенчатая, реактивного типа пред-
назначена для привода насосов окислителя и горючего. Турбина
работает на продуктах газогенерации основных компонентов топ-
лива с избытком окислителя.
Турбина состоит из следующих основных узлов: статора 5,
остова 6 и выхлопного коллектора 2.
Статор турбины паяно
^-сварной конструкции,
представляет
из себя сферическую оболочку с .двумя диаметрально расположен-
ными входными патрубками S, в которую жестко встроен лопаточ-
ный сопловой аппарат 9, а также приварена крышка насоса 64.
Для акустическоро разделения газовых потоков, поступающих на
вход в тусбипу шз двух газогенераторов, в статоре установлены
две диаметрально расположенные перегородки 66 приваренные к
внутренней стенке корпуса статора.
Внутренняя поверхность статора турбины за исключением
соплового аппарата охлаждается кислородом: входные патрубки
завесой кислорода, поступающего из тракта охлаждения газоге-
нераторов; корпус статора протоком кислорода по зарубашечному
тракту. Сферическая и коническая 68 внутренние стенки вы-
полнены из стали XHI8T, имеют фрезерованные ребра, расположен-
ные вдоль оси турбины. Стенка соединена с рубашкой статора
при помощи пайки.
Кислород на охлаждение статора турбины отбирается из
головок газогенераторов и подводится к специальному коллекто-
ру 7, расположенному над сопловым аппаратом. Жидкий кислород
проходит по зарубашечному тракту, нагревается и через отверс-
тия во внутренней стенке вдувается в газовую полость у вход-
ных патрубков и перед сопловым аппаратом. Корпус статора и
патрубки выполнены из стали 03XI2HI0MTP, сопловой аппарат - из
стали ХН67НВТЮ.
Ротор турбины 6 представляет собой рабочее колесо в виде
диска с осевыми лопатками.
На наружном диаметре лопаток выполнен бандаж с тремя
гребешками,образующими бесконтактное лабиринтное уплотнение
с ответной поверхностью статора, на которой также выполнены
гоебешки.
..-i-
Рабочее колесо крепптся к валу четырьмя болтами
Крутящий момент от рабочего колеса к валу передается через
эволъвентные шлицы.
Коллектор выхлопной 2 паяносварной конструкции, предстеэ-
ляет
собой сферическую оболочку
с четырьмя равнорасположенныи-
патрубками I, по который газ от турбины отводится к камерам.
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
00.0520.0200.0000.00.0
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
00 0520.020Q 0000 0Q 0
1 - ПАТРУ1зОК
otisCUViiuhm
S - КОЛЛЕКТОР
1~ыхлоп1
Kill;
1=1ЕЫ=О:
статор ;
РОТОР:
КС'ЛЛ1*КТО|=;
s. is 27 - п/хтру|=сяе ibxojmiюй. s - a< »• »apai
е:опл:я=ой.
IO. SI 37,x|S - Ш Л 1=НКОП OM.IJ J НПI111IC:
ll.SS.77- CTO IKA
1=11УТР1Е1
111=1=1
1И-ТРУ1=ОПРО1эО.Ц,:
1 iaqog
OKI'!
115/41 - АППАРАТ
О|,|<|м|>у2»ор1 1ЫЙ
12-31
- PAI5O* IIZ1I KGHIEOO:
17 -|«5РПУО
НЛСО-
j;A £5КИС;Л1'1Т1ЕЛ=1. IS.SS - UH ПЕК : SO.SS - НАЛ; SS - ПОРШЕНЬ: S3-FIECCOFA SxS-MIE7KIIAtXX:ilA=l ПОЛОСТЬ; hs.ss.ss. л-уп-
ЛСУТ1МЕ11Н1Е ТОРЦО1=О1Е; 35-НАСОС ISMIITOIsOH; 30 - 11ЛООС ГОРЮЧЕГО: 3H~КОРПУС НАСОСА ITJF1O* IIEI~O; 53.47. S4 - КРЫШКА ;
3X1 -e? -S7 - |«5Л1зиО rwiAISAIOmiEK; ЗЭ-КОРПУС IJ СТУПН1III 3S .43-|«)ЛЬЦЙ 1=1x01*11 К 513 СЯЕ; 3S - СГП5НРСТ1 HE. <42.SXJ. S‘3 “ OTFA-
-.'jvrpril-- •=! 7^5- MAIIMCIFFA ^3-15ТУЛКА: SR S7.SS-ГАМКА. SH-«.AT* II IK ; SS -I3KЛАДХЫШ SS-KOHbUO; ECJ.GI -ЛАЫ 11=111 IT s
z^.z—•
- ПРС7К ЛАЛХК A :
S3 - niEFHI-OFC?X»KA:
SS - KOFilsUO CHOFI К ME ; 70 - КОЛЬЦО
пирс;га<1Я'1то1=:ме=
7S - УПЛОЛ HEI II HE;
7S - <М=Т1ЕКАТ1ЕЛ1=:
ВО-ПАТРУ15ОК
лоллекюр выхлопной крепится к статору развитым фланцем, сое-
цднен^е которого с ответным фланцем статора'уплотняется метал-
лическими прокладками 73 и 74. Внутренние поверхности коллекто-
ра выхлоПхНого охлаждаются кислородом, поступающим из подводяще-
го коллектора л 4асть кислооода через отверстия в стэтоое т^г—
diiHH поступает на охлаждение стенки и в зазор уплотнения между
бандаяем колеса и статором. Другая часть кислорода поступает в
полость ме?::пу прокладками 73 и 74, оттуда частично идет на вдув
в газовую полость через отверстия в прокладке 74. Остальная
основная часть кислорода поступает далее через отверстия в
выхлопном коллекторе и пазы в зарубалечяое пространство внутрен—
ней стенки 77, охлаждает поверхность с-йепы и патпчбков коллекто-
ра, после чего вдувается в газовую полость.
Для снижения потерь давления в коллекторе выхлопном уста-
новлен обтекатель 79 с четырьмя ребрами 78, служащими для
.акустического разделения потока каждой камеры/! восемью прямы-
3 для выравнивания потока и крепления обтекателя.
На оболочке коллектора выполнен патрубок 80 для отбора
газа на привод бустерного насоса окислителя.
Коллектор изготовлен из следующих материалов: проставка,
никелевого сплава ХН78, обтекатель из сплава
возгооэнич
двигателя
соплового аппарата,
потопа
* «1*
- обтекателя покры-
°сос о.я_;с "те.пч
;• о ступенчаты
4екоиентпобе"‘НьГ1,
15b
элементами насоса являются; корпус 17, крышка. 64, центробежное
рабочее колесо 16, шнек 18, вал 20, подшипники 10 и 21, уплот-
нительные у ЗЛЫ о
Корпус насоса представляет собой сварную конструкцию и
состоит из входного патрубка 19, направляющего аппарата 15,
коллектора 63 с двумя выходными коническими дийузораж и отво-
дящими патрубками»
Входной патрубок 19 обеспечивает подвод окислителя к шне-
ку с минимальными гидравлическими потерями и образует полость
низкого давления» Внутри патрубка имеется плоское ребро, рас-
положенное по потоку по оси сп.мметрчи паточбка, котовое поет-
назначено для устранения закрутки потока на входе в шнек, а
талме обеспечивает дополнительную жесткость пат—’бжу.
° У и и
Профилированная часть входного патрубка выполнена литьем из
стали 08X14Н7УЛ.
Лопаточный диффузорный аппарат 15, коллектор 63 к кони-
ческие дисхрузоры обеспечивают преобразование кинетической
энергии потока на выходе из рабочего колеса в потенциальную
энергию давления и отвод жидкости высокого давления. Данные
элементы конструкции выполнены из стали 03Х12Н10мТР из поко-
вок. Пежлопаточные каналы направляющего аппарата выполнены
электроэрозпоиным способом. Шнек 18 трехлопаточный, перемен-
ного шага, -с конической втулкой, изготавливается из стали
С 7X1646 Фрезерование\.
Рабочее колесо 16 центробежного
типа шеет 14 лопаток
двоякий т'^т'впзнк, из них 7 основных и 7 дополнительных
.оыльчатка выполнена
Соединение шнека и рабочего колеса с вале ос^десрвшлэ^с^
эвольвентды’и щлгща 'ч. Для псклочення во аге;»» работ’-» -а
J * - - -'ЧАЧУ vy л
Щ1И ступпцы рабочего колеса от центробежных сил и обеспечения
яеде...но.^ центровки посадка рабочего колеса осуществляется на—
ружным посадочным пояском ступицы по внутренней поверхности
выступающего бурта вала.
д-'1Я исключения в процессе работы наклепа. соприкасающихся
торцовых поверхностей стуиж рабочего колеса к шнека между
ними установлено кольцо 59 из бронзы.
Полости высокого и низкого давления насоса разделяются
бесконтактными щелевыг.ш уплотнениями гребешкового типа, обра-
зованными уплотнительными кольцами 6С и 61 и уплотнительными
буртами рабочего колеса.
Уплотнительное
кольцо 60 паяное,
состоит из силового сталь
ного кольца и припайного к нему кольца из сегебояно-ие^ного
-J»
сплава. уплотнительное кольцо 61 из серебряно-медного сплава
впаяно непосредственно вкрышку 64. На. ответные бурты колеса
нанесено никелевое покрытие. Материалы уплотнительных поверх-
ностей выбраны из условия пожаровзрывобезопасности.
Вал 20 изготовлен из стати 07XI6H6 и установлен на. шарико-
подшипниках: радиальном 1Г и радиально-упорном 21 с разрезно-
внутренней обоймой. Охлаждение и смазка подшипников обеспечива-
ется протоком окдслптел.-. На подшипник 21 окислитель подается
лаблрпнтяь!М насосом, образованны” слдральнычи нарезкайпх на
залу п на внутренней поверхности винтового зт-шхадыша 58.
После подшипника окислитель через отверстия в гайке и
отверстия в патрубке
7^ 770- р Up Р Ч8.С0С.
СТ' ТО03
затем через отверстия в статоое
нац подшипников.
После
по цшипяика окиелит ель
проходит через щель
плавающим уплотнйтельным кольцом
6У и валом и далее по
зазору
мемду статором и валом поступает
13
откуда
9
двум трубопроводам 12 на вход в насос.
Разгрузка
радиально-упорного
подшипника 21 от осевых сил,
возникающих при работе насоса окислителя и турбины,
обеспечива-
ется соответствующим выбором диаметров унж мнительных бчотов
рабочего колеса п работой автоматического разгрузочного устрой- |
ствг, основными элементами которого явлжтея само оабочее 1
колесо, пята, встроенная в rainy 65 и опорный тооец на выступе !
4^
вала.
При изменении баланса с ял вал перемещается в ту или иную
сторону, что приводит к изменению величины торцевого зазора и
соответственно к изменению давления в полости, между задним I
уплотнительным буртом колеса и пятой. - . I
Изменение давления в указанной полости приводит к изменению
перепада давлений на колесе и возникновению силы, компенсирующей
неуравновешенное осевое усилие. Возможность перемещения вала
обеспечивается осевым люфтом радиально-упорного подшипника и
специально заданным осевым зазором между наружной обоймой под- I
шипника и гайкой 57. Суммарный ход вала составляет 1,5 эд. I
Для исключения прорыва газа из турбины в жидкостную полость I
насоса в полости подшипника IC обеспечивается более высокое I
давление жидкого кислороде, чем давление газа в зазоре мег-ду 1
рабочим колесо” у’рбпнн и сопловьм аппаратом. Это достигается ] *
отбором жидкого кислорода из полости высокого давления аасос.% I
превышающего давление
<азэ,и наличием уплотнений ограничивающих
Со стороны турбины установлено
гребешковое уплотнение 75
неподвижное
со стороны насоса щелевое
уплотнение с плавающим кольцом 6^
Соответственно часть жидкого
недорода под действие
гарантированного
перепада давления
перетекает
ник, через
в гаоовуто полость турбины, а часть, охлаждая подшпп-
уплотнение 67 на слив на вход
в насос.
стороны
.bij.riiuxo -^литого насоса при неподвижном потопе со
-*-Г
об@опв411вв.9тся яорцэвьг1 (жояночныж уплотнением.
плотненпе состоит пз додвжното ползуна 71, лпгшоеплда-
Т д р а цт
Лру*’’ИН
! металлическом
наддува баков ползун
* 1г/
м
/сшшеы пру. -.пн. дрп'чдлает ипрографитовое колыго к рабоче: поверх-
ности опорного кольца 69. Благодаря высоком чистоте и точности
*** hXl
к о н т а к т иоутощик
поверхностей
обеспечивается герметичность.
-U
манжета 72 обеспечивает герметичность уплотнения между
крышкой и ползуном.
запуске
двигателя и повышении давления кислорода в
полости подшипника до определенного уровня ползун 71 отжимается
и находится в
садня рабочие
вот кольца и
отжатом полокенип до останова двигателя. ±ем
е поверхности ползуна, пирограппто-
тта. поедохоаняотся от износа, и обеспе—
пив а, 9 т
fbv’j-/ чонп'оован.ие стояночного уплотнения.
по вал}/ насоса окислителя со .стороны
Первое из этих уплетаешй 55 отключается десятью поршнями
22 при наборе оборотов за счет перепада давления создаваемого
отражателем 56.
Второе уплотнение - постоянного тренп7. Его работоспособ-
ность обеспечивается за счет охлаждения рабочей поверхности
отражателя специально организованным протоком кислорода через
отверстия выполненные в отражателях 56 и 54. <
Гермет’тчность насоса по неподвижным соединениям обеспечи-
вается упругими стальными прокладками 62.
открытом конце вала в ие"’на.сосной полости предусмотрена
возможность установки датчиков радзальная: и
вала. На рисунке изображен датчик 52 осевж
Насос горючего ЗС двчхсттпенчатый.
Первая ступень обеспечивает подачу горючего в камеры сгора-
ния двигателя и привои бустерного насоса
пень - подачу горючего в газогенераторы,
шнекоцентообенная, вторая центробежная
входом.
Насос состоит пз следующих основных
входного патрубка 27, корпуса 32, крышки
бедных рабочих колес первой 31 и второй 36 ступеней, вала 29, I
подшипников 45 п 37, уплотнений по вал^ц I
Входной патрубок 27 сварной конструкции, обеспечивает под- I
вод горючего к шнеку и состоит из специально спрой’юпгоованного I
патрубка, изготавливаемого литьем, проставки, крышка и входного ]
Сланца. 3 пз таубке имеете я плоское ребро, исключающее зэкрутт^у I
потока на г’^'Де в шнек и обеспечивающее дополнительную -•есткость «
перемещений.
ма
гошочего,
Лервая ст;"
о
бе с односторонним
узлов и деталей:
33, шнека 28, центро-
патрубка.
Корпус, насосj. о,,« сварной конструкции состоят пз лопаточного
дпфсрузорного аппарата 41, улиточного сборника 42 с выходным
диффузором ^штампованного корпуса 35 второй ступени насоса с
улиточным сборником.
Крышка. 33, разделяет полости I
п П ступеней насоса.
Материал корпусных деталей (за исключением лптой части
входного патрубка) сталь C6XI5H6MBSK,
Материал литого
патрубка сталь
нек
3-х лопаточный,
постоянного
шага.
изготавливается
Фрезерованием пз стали С6Х15НЗ’.£В’Е.
Рабочие колеса 1(31) и П(36) ступеней насоса центробежные
закрытого типа с односторонним входом.
Рабочее колесо I ступени имеет 8 основных п 16 дополнителт
них (укороченных) лопаток двоякой кривизны, колесо П ступени
имеет 10 основные и ТС дополнительных цилиндрических лопаток.
Соединению шнбкз. и рабочего колссэ. с взлом осуществляется
эвольвентными шлицами.
Разделение полостей высокого и низкого давления по рабочим
колесам
о суше с т в ляет ся
щелевыми уплотнениями по
буртам работе-:
колес. На бунтах рабочего колеса I ступени насоса и по валу лев.
е уплотнительные кольца
4С, 44
1, обеспечивали:
и соответственно
тпнчмальные утечки
полостей
высокого давления.
диске
колеса 1
ИЗ
Уплотнительные кольца 34, 4С и 44 изготовлены из бронзы
ЕгА;3/1тто
L ‘
Уплотнительные поверхности под плавающими кольца; и на
буртах колеса и вала хромированы.
Вал 29 -установлен на 2-х шарикоподшипниках: радиальном 37
и радиально-упорном 45, наружная обойма которого не заката, а
установлена с некоторым заданным зазором, необходимом для
работы системы разгрузки вала от осевых сил.
Смазка и охлаждение подшипников осуществляется горючи».:.
На радиально-упорный подшипник 45 необходимый оасход горючего
подается винтовым насосом 26, а подшипник 37 охлаждается и
смазывается расходом горючего, перетекающего через уплотнение
по валу между В и I ступенями насоса.
Уравновешивание осевых сил на валу насоса осуществляется
установкой рабочих колес входами, развернутыми в противополож-
ные стороны, а также установкой уплотнительных буртов на раз-
ных диаметрах и обеспечением низкого давления в полости под
задним буртом рабочего колеса I ступени. Для этого в несущем
диске колеса у ступицы выполнены отверстия39,сбрасывающие утеч-
ки на вход в колесо.
Разгрузка возникающих неуравновешенных осевых сил на валу
осуществляется автоматически разгрузочным устройством, сов.меще
ным с рабочим колесом П ступени.
Для это" цели на покрывном (переднем) диске рабочего коле
са Л ступени выполнены две пояска на оазных дпзметгах
«А-
ттопг-
^ершт в виде ”зубвп х на диаметре вход?), которые о аналог™иЕ
мя лояскаич: не корпусе
вала
пеменяг-отся
обваввтт ^в.бочпе заветы. Пап пеое^етенп
—’ - J-
взаи'.гаопрот1ЕОПОложно, т.е., если зэки
открывается верхняя - наоборот. Это
сто обеспечивает эффективное изменение
давления практически на
все* площади переднего диска колеса П
ступени
и возникновению
уравновешивающей силы, устраняющей
появившийся дисбаланс.
уплотнение насоса горючего по
валу со стороны насоса окис-
лителя осуществляется системой уплотнении, состоящей ив отрэна
те ля кеб, стоял очно?, х манжета 48, установленной во вращающейся
вт-лкэ -±9, дренажной полости и постоянно работающего торцового
J п^отнея^я z5 с пнрограсптовъьм кольцом ц манжеты 51.
xip^ неподвижной вале насоса герметичность обеспечивается
сил
ус стояночной манжеты под
действием центробежных
от
повеохностм
неподвижной
крышки
I7'’
и в
агрега-
та
с ответной поверхностью.
Для исключения утечки при вращении вала используется отра-
Дросочившееся через отразатель горючее попадает в дренак-
ную полость, откуда выводится за борт ступени ракеты.
Торцовое уплотнение 25 и манжета 51 обеспечивают герметич-
ность дренажной полости насоса на всех режимах работы и при
стоянке.
Ча крыске насоса в мевнасосной полости устанавливаются
индукционные датчики для измерения частоты вращения по вращаю—
лимся внступаг гайки 50.
Герчет-^чность рланцевнх соединении насоса обеспечивается
’-‘’Г’"7'ты?‘гт в<азчно'чтк1И кольда-Л! 38, 43.
БУСТЕРНЫЙ НАСОСНЫн АГРЕГАТ ОКИСЛИТЕЛЯ
ЛЗИГАТЕЛЯ РД - 123
Данный агрегат является вспомогательным 'и установлен в ма-
гистрали подачи’ окислителя перед насосом основного турбо-
насосного агрегата (ТНА).
Бустерный насосный агрегат повышает давление на входе в ос-
новной насос по сравнению с располагаемым давлением на входе
в двигатель, что позволяет создать систему подачи топлива с
оптимальными энергетическими и массовыми характеристиками.
В конструкции бустерного агрегата воплощен многолетний опыт
разработки подобных агрегатов, свидетельством которого являются
оригинальность технических решений, небольшая масса, высокие
антикавитационные и энергетические характеристики и высокая на-
дежность агрегата.
Бустерный насосный агрегат состоит из следующих основных
узлов и деталей: ротора, включающего в себя шнек I и турбину 2 ,
входной 3 и.выходной 4 части корпуса, подшипников 5, II ,
разгрузочного диска 10 , крепежных деталей.
Напор насоса создается рабочим колесом шнекового типа (I)
с тремя лопастями и профилированной втулкой. Привод шнека осу-
ществляется одноступенчатой, сверхзвуковой газовой турбиной ак-
тивного типа 3 .
Конструктивно
шнек и
турбина объединены в один ротор.
Венец
рабочих лопаток турбины выполнен на цилиндрическом бандаже, кото-
рый закреплен сваркой на наружном диаметре лопаток шнека.
Турбина бустерного насоса работает на окислительном газе,
отбираемом после турбины основного ТИЛ и составляющем ~ 2
от общего расхода через основную турбину. После бустерной турбины
газ перепускается в поток жидкого кислорода за шнеком бустерного
насоса, где происходит его конденсация. Данная схема привода
энергетически наиболее выгодна.
Для повышения эффективности бустерного насоса на режиме
запуска двигателя предусмотрен дополнительный подвод к турбине
бустерного агрегата жидкого кислорода, отбираемого после основ-
ного насоса. При выходе двигателя на номинальный режим подача
жидкого кислорода на турбину прекращается. Соответственно во
входной части корпуса бустерного насоса выполнены два сопловых
аппарата с отдельными коллекторами подвода к турбине газообраз
ного и жидкого рабочих тел. Из полости за турбиной рабочее тело
перепускается в поток жидкого кислорода через отверстия 6 в
разделительной стенке 8 , а также через зазоры между враща-
ющимися поверхностями бандажа турбины и неподвижным корпусом.
Поток жидкого кислорода,
получивший закрутку в
in
зеке
проходит
направляющий лопаточный аппарат 7 , выполненный литьем в выход-
ной части корпуса, в котором восстанавливается часть кинетичес-
кой энергии потока в статическое давление и поток приобретает
осевое направление движения.
Опорами ротора являются два шариковых подшипника 5 и II
один из которых установлен во входной части корпуса
обтека-
емой втулке, соединенной с наружной цилиндрической стенкой кор-
пуса 6-ю плоскими ребрами другой подшипник установлен в выходной
части корпуса во втулке, связанной с внешней частью корпуса 16-
направляющими лопастями. Оба подшипника рассчитаны на восприятие
радиальных сил, а подшипник
5 , установленный
на выходе,
боль-
шего размера может воспринимать также и осевые силы, в случае
их возникновения. В соответствии с этим первый по ппти пни к II
закреплен только по внутреннему кольцу на
втулке шнека
второй
подшипник закреплен по внутреннему кольцу на втулке
III
ЯО
зека и^на
ружному кольцу в корпусе.
БУСТЕРНЫЙ насосный
А ГРЕГАТ
00.1723. 0203.0500.00.0
165
БУСТЕРНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
00.1723. 0203.0500. 00.0
- ШНЕК
- ТУР15ИНА
1<О1=ПУО
“ ШАРИКОПС2ДХШНГП-1И1
“Hh/IFiE
Для разгрузки ротора в осевом направлении осевые силы от
шнека парируются противоположно направленной силой, создаваемой
на разгрузочном диске, специально установленном на втулке шнека
со стороны входа. Для создания перепада давлений на диске в по-
лость обтекателя передней опоры перед разгрузочным диском подает
ся жидкий кислород высокого давления, отбираемый с выхода
ного насоса. Подача кислорода осуществляется через штуцер
основ-
на
корпусе и отверстие в одном из ребер крепления обтекателя. Дан-
ный расход кислорода одновременно используется для охлаждения
подшипника. Необходимая величина этого расхода обеспечивается
выбором радиального зазора, между диском и корпусом при заданном
перепаде давлений на диске.
Охлаждение подшипника, установленного за шнеком, осуществля-
ется циркуляцией жидкого кислорода из полости за направляющим
аппаратом в полость за шнеком, вследствие имеющейся разности
давления, обусловленной восстановлением в направляющем аппарате
кинетической энергии в статическое давление. Увеличению перепада
давления на подшипнике способствует также импеллер 9 , выполнен-
ный на втулке шнека у подшипника.
Надежность работы бустерного насосного агрегата обеспечи-
вается применением никелевых сплавов, для разгрузочного диска —
бронзы, а также меднения резьбовых соединений.
Основные параметра и характеристики бустерного насосного
агрегата на номинальном режиме приведены в таблице.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ БУСТЕРНОГО НАСОСНОГО АГРЕГАТА
ДВИГАТЕЛЯ РД-170
00.0520.0204.0000.00.0
Бустерный насосный агрегат окислителя устанавливается
перед основным насосом и служит для повышения давления кислорода
от низкого на входе в него до давления, необходимого для работы
основного насоса без кавитационного срыва. Угловая скорость вра-
щения шнека меньше угловой скорости основного насоса. Поэтому
для его бессрывной работы требуется меньшее давление на входе,
чем давление на входе в основной насос. Это позволяет уменьшить
давление наддува в баке, что обеспечивает оптимальные весовые ха-
рактеристики летательного аппарата.
В качестве привода бустерного насоса применяется газовая 2-х
ступенчатая турбина с выпуском отработанного газа в поток яидког-
кислорода на выходе из шнекового насоса.
Целесообразность использования газовой турбины объясняется
высокой удельной работой газа, отбираемого после основной турби-
ны, соответственно его малым расходом, а также возможностью кон-
денсации этого газа, состоящего из 91 % кислорода, 4,5 % угле-
кислого газа и 4,5 % воды, в жидком кислороде.
Газ на привод бустерного насоса, отбираемый за основной
турбиной ТНА, обуславливает хорошее решение при энергетической
увязке параметров ТНА и ведет к снижению температуры газа перед
основной турбиной и перепада давлений на ней по сравнению с дру-
гими вариантами привода шнекового насоса.
Бустерный насосный агрегат окислителя состоит из следующих
основных узлов и деталей: шнека 9, корпуса 8, патрубка выходно-
го 14, шарикоподшипников 4, 16, диска разгрузочного 5, датчика
оборотов 18, статора 10, ротора II, направляющего аппарата 17.
Шнек выполнен 3-х заходным, а напорная часть выполнена с
6-ю дополнительными лопатками с профилированной втулкой и изго-
товлен из высокопрочной стали.
Корпус БНА имеет сварную конструкцию. В состав корпуса
патрубок, а также статор турбины 10. Во входном
на 8-ми приварных пилонах
входит входной
стороны входа в насос
патрубке со с р PPVT™ которого установлен шарикопод-
закреплен обтекатель 6, внутри которот j
, -гя’эт’-пчзочного устройства о и проставка uupaoj
S^oieSop для подвода высокого давления в автомат разгрузки
шипник 4
и переменный осевой зазор. В полость разрузочного устройства
через сверление в одном пилоне подается кислород с высоким дав-
лением, благодаря чему на диске создается осевое усилие, урав-
новешивающее усилие, действующее со стороны выхода шнека.
Обтекатель 6 со стороны входа закрыт сферической гайкой I,
имеющей жиклирующее отверстие, предназначенное для стравливания
воздуха из полости автоматического устройства при заливке бус-
терного насосного агрегата кислородом.
Величина давления в полости автомата разгрузки регулируется
автоматически за счет изменения осевого зазора, образованного
между проставкой 2 и втулкой 3, закрепленной на переходнике IS,
который установлен в цапфе шнека со стороны входа.
В работе БНА, при изменении действующего осевого усилия на
шнеке, втулка 3 перемещается в осевом направлении вместе со шне-
ком, что приводит к увеличению или уменьшению зазора в автомати-
ческом устройстве. Изменение зазора приводит к изменению давления
окислителя в разгрузочной полости и, следовательно, разгружающего
усилия.
исключения возможного возгорания в кислороде высокого
давления из-за случайного касания диска разгружающего устройства
о корпус или попадания в зазор, образованный указанными деталя-
ми , посторонних частиц в обтекателе 6 над диском 5 впаяно сереб-
рянное кольцо 7.
корпусе бустерного насоса выполнено гнездо для установ!
датчика частоты вращения шнека бустерного насоса. Для измерения
частоты вращения шнека используется датчик 18 индукционного типа.
В качестве сигнального элемента для датчика используются лопатки
шнека.
Статор 10 турбины выполнен сварным. Сопловой аппарат имеет
14 сверхзвуковых сопел. Газ к соплам подается из торового коллек-
тора, в который он подводится по двум патрубкам с выхода основ-
ной турбины. Два входных патрубка обусловлены компоновкой двига-
теля.
Ротор II турбины выполнен в виде кольца с двумя венцами
лопаток. Лопатки ротора изготавливаются электроэррозионной обра-
боткой. К лопаткам ротора I-ой стзшени припаян бандаж, на наруж-
ном диаметре которого выполнены гребешки для уменьшения пере-
течки газа по зазору, образованному стенкой статора и бандажом.
БУСТЕРНЬ1Й насосный агрегат
ДВИГАТЕЛЯ РД
70
\Ь1
БУСТЕРНЫЙ НАСОС ОКИСЛИТЕЛЯ
(Ю.0520.0204 00(Х). (ИМ)
is - прокладка манжет-
I-IOI
—
ТИ1 iZ\
- ПАТРУ15ОК
выходной
ШАРИКОПОДШИПНИК
НАПРАВЛЯЮЩИЙ
Ai и 1АРА1
IS - ДАТЧИК
OSOPOTOB
- П»£1=1ЕЖ:Д11И1<
Ротор крепится к лопаткам шнека по наружному диаметру при помощи
сварки.
Между венцами лопаток ротора установлен спрямляющий аппарат,
выполненный из двух разъемных секторов,которые крепятся к выходному
патрубку болтами 12. Лопатки спрямляющего аппарата выполняются
электроэрозионной обработкой с последующей пайкой бандажа по
внутреннему диаметру лопаток.
Выходной патрубок 14 выполнен сварным. Патрубок содержит
спрямляющий аппарат, отлитый из стального сплава, и нескольких
узких отверстий для выпуска окислительного газа, выходящего из
ротора в полость на выходе из бустерного насосного агрегата, и
обеспечивающих надежное смешение и конденсацию газа с основным
расходом жидкого кислорода.
В патрубке выполнено также 16 профилированных лопаток. Эти
лопатки преобразуют часть динамического напора в статическое дав-
ление.
К внутренней ступице патрубка на болтах крепится бронзовый
диск 15, на внутреннем и наружном диаметрах которого выполнены
уплотнительные гребешки, позволяющие обеспечить практически вход-
ное давление со стороны втулки шнека. Полость, образованная
диском и втулкой шнека соединена сверлениями во втулке шнека с
входом в бустерный насосный агрегат. Пониженное давление позволяет
существенно снизить осевые нагрузки, со стороны выхода из шнека.
Шарикоподшипники 4, 16 охлаждаются протоком -кислорода.
При этом шарикоподшипник 16 воспринимает неразгруженное осевое
усилие, действующее на шнек.
Герметизация фланцевого разъема корпуса и выходного
патрубка осуществляется прокладкой 13 манжетного типа.
Крепление бустерного насосного агрегата на двигателе
осуществляется по выходному «танцу и посредством двух подкрепля-
ющих цапф расположенных на фланце входного патрубка.
16£
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА Г471-500
гепметор расхода (РР) является одним из исполнительных
органов системы РКС и предназначен для изменения расхода окис-
лителя (фтора) с целью изменения режимов работы двигателя по
командам системы управления (КСУ) и поддержания постоянного
расхода при работе двигателя при отсуствии КСУ.
Ло классификации регуляторов данный регулятор представляет
из себя:
- по признаку регулируемой величины - РР расхода;
- по роду действия - непрерывного действия;
- по способу действия - прямого действия.
РР состоит из двух дросселей, один из которых имеет постоян-
ную настройку, второй автоматическую, - объединенных в одном
корпусе.
Первый дроссель представляет из себя сильфонный узел 14 с
настройкой сопротивления (перепад давления др,conit )
от электропривода через барабан 18.
Второй дроссель с постоянной автоматической настройкой
сопротивления (перепад давления при постоянном расходе
Ар2 = const ) включает в себя золотник 4, гильзу 24 и пружи-
ну 5.
РР состоит из следующих основных узлов и деталей,
корпуса 6 и крышки 2, изготовленных алюминиевого сплава АК6,
гильзы 24 и золотника 4, - из бронзы ВрБ2; сильфонного узла 14,
детали которого изготовлены из от«н XH67M5J и двухслойного
сильфона, изготовленного из стели 36ШТЮ; нруивв 5 - из стели
ХНХТЮ с Г, = 83 жгс/i*2; пружины 10 - из стали 50ХФА о
Тэ = 120 кгс/мм2; прокладок 13,23 и 25 - из алюминиевого
сплава АД I.
Посадочные диаметры Д и Дт
гильзы 24 и золотника 4 изготовлены по второму классу ($> - 7
квалитету)точности. Перед сборкой диаметральные зазоры между
гильзой 24 и золотником 4 подбираются по размеру Д в пределах
0,03 - 0,05 мм, и в пределах 0,03 ... 0,06 мм - по размеру Д
Кроме того посадочная поверхность Д гильзы 24 покрыта
твердым покрытием Хим. Н6. Шероховатость поверхностей Д и Д
гильзы и золотника не менее
полировать
Поверхность трения штока сильфона 14 по корпусу 6 имеют
покрытие ХТв21 с шероховатостью 1,25 , изготовленный по трей-
тему классу (квалитету) точности.
Перед сборкой все детали и узлы РР обрабатывают под
продукт. Наличие загрязнений, влаги и смазки во внутренней
полости РР взрывоопасно при работе с продуктом.
Работа РЕГУЛЯТОРА РАСХОДА
Постоянный расход на режимах обеспечивается постоянным
перепадом давления между полостями В и Г.
Перед запуском двигателя автоматически регулирующий эле-
мент РР золотник 4 под действием пружины 5 обеспечивает полное
ч /’дЩ)
проходное сечение дросселирующей щели^ гильзе 24.
С началом работы насоса двигателя давление продукта на входе
в РР увеличивается. Под действием этого давления золотник 4 нач
нет перемещаться в сторону уменьшения
ДЩ в гильзе. Перемещение
золотника будет происходить до тех пор пока сила пружины 5
не уравновесится силой от перепада давлений межпу полостями
действующим на разность площадей диаметров Дт -
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
Г 471-500
РЕГУЛЯТОР РАСХОД
Г471 - 500
1 - ГАЙКА
КРЫШКА
ШПИЛЬКА
золотник
ПРУЖИНА
КОРПУС
КРЫШКА
ШАЙБА
ИНТ
ПРУЖИНА
УПОР
ГАЙКА
ПРОКЛАДКА
СИЛЬФОН 2ШТ.
кольцо
ТУЛКА
ПОДШИПНИК
БАРАБАН
ГАЙКА
ПАЙКА
21- КОЛЬЦО
22- ГАЙКА
23- ПРОКЛАДКА
24- ГИЛЬЗА
2S- ПРОКЛАДКА
ПРОК ЛАДК А
ГАЙКА
лотника 4 ( эффективная площадь золотника - ЭПЗ).
При работе на установившемся режиме уменьшение расхода
через регулятор, вызванного уменьшением давления в полости В
пли увеличением давления в полости Е, равновесие сил дейст-
вующих на ЭПЗ нарушается,золотник перемещается в сторону
увеличения дЩ, тем самым уменьшая гидравлическое сопротивле-
ние между полостями Г и Е. Давление в полости Г падает до
величины, при которой наступает равновесие сил действующих
на золотник. Перепад давлений между полостями 3 и Г, а,
следовательно, и расход восстанавливается.
При увеличении расхода золотник 4 перемещается в сторо-
ну уменьшения ДЩ, увеличивая гидравлическое сопротивление
между полостями Г и Е. Давление в полости Г возрастает до
величины, при которой наступает равновесие сил, действующих
на золотник. Перепад давления между полостями В и Г, а,
следовательно, и расход восстанавливается.
При поступлении команды от системы РКС на изменение
расхода электропривод поворачивает барабан 18 на определенный
угол, пои котором сильфон 14 занимает новое положение, соот
ветствующее новому требуемому расходу компонента.
<72
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА М472-200
Регулятор расхода (РР) работает в системе РКС и предназна-
чен для изменения расхода горючего с
работы двигателя, для йрбвода режима
целью изменения
?:си ма
его работы с предваритель-
ной ступени на главную и поддержания постоянного расхода,
соот-
вествующего режиму работы двигателя
на предварительной и главной
с туп енях.
Устройство регулятора
В корпусе 1 со стороны выхода на. резьбе установлена
направляющая 10 с золотником 9 и пружиной 8,
Золотник предназ-
начен для изменения гидравлического сопротивления между полостя-
ми В л Г, пружина для уравновешивания сил от перепада давлений
на эффективной площади золотника.
Игла 5 предназначена для изменения расхода компонента через
регулятор. Перемещается игла при помощи валика 14, который
находится в зацеплении с рейкой 7. Рейка устанавливается в
обойме 6 и прижимается торцем иглы 5. Валин 14 установлен на.
-Л»
друх г_тя рпк п и одпгипникях 13. На велике крепится полумуфта. 16,
которая стыкуется с полумуфтой выходного вала, привода РКС.
На. натг/хной поверхности полумуфты нанесена шкала в пределах
от 0° до 360° (цена деления 2°) для отсчета угла поворота
валика. Герметичность регулятора, по валику обеспечивается фторо-
пластовым кольцом 15.
Золотник 12 предназначен для точной настройки предваритель-
ной ступени регулятора на определенный расход. Поворачивая
золотник 12 и меняя при этом площадь окна Е, ыадно увеличивать
или уменьшать перепуск компонента из полости Б в полость 0
через отверстия е игле 5 и валике 14. Стекая 3 и мгла 5 выпол-
нены из алюминиевого сплава. Остальные детали из стали.
Работа. РЕГУЛЯТОРА РАСХОДА
На чертеже показан регулятор, настроенных! на предваритель-
ную ступень. Стакан 3 удерживается в крайнем положении пиро-
чекой 17. При этом величина расхода компонента через регулятор
определяется суммарной площадью проходных сечений между стака-
ном 3 и иглой 5 и окна Е, обеспечиваемого золотником 12.
Для перехода на режим главной ступени подается напряжение
на пиропатрон пирочеки 17. Пиропатрон срабатывает и чека
выдергивается из отверстия стакана 3. Стакан усилием пружины 4
отводится до упора в галку 2, увеличивая проходное сечение между
иглой 5 и кромкой стакана 3.
Поминальный расход компонента па. режиме главной ступени
обеспечивается положением иглы 5 относительно стакана 3. Уста-
новка иглы производится при сборке изделия по проливочным харак-
теристикам регулятора и удерживается приводом.
Постоянный расход компонента на режимах предварительной и
главной ступени обеспечивается постоянным перепадом давления
между полостями Б и В. При уменьшении расхода через регулятор,
вызванного уменьшением давления в полости Б или увеличением
давления в полости Г, равновесие сил, действующих на золотник 9
(сила пружины и сила перепада давления на эффективную площадь
золотника), нарушается. Золотник перемещается в сторону увелпче
ння дросселирующей щели, тем самым зпленьшает гидравлическое
сопротивление между полостями В и Г.
Давление в полости В падает до величины, при которой
наступает равновесие сил, действующих на золотник. Перепад давл
174-
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
М472 - 200
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
М472- 200
КОРПУС:
ГАЙКА .
*
СТАКАН •
ПРУЖИНА *
ИГЛА ;
7 - РЕЙКА: В
- ПРУЖИНА ; S - ЗОЛОТНИК ; |О
- НАПЯА
ОБОЙМА ;
ЛЯЮЩАЯ ; 11 - ГАЙКА . ia - ЗОЛОТНИК
13 -ША
РИКОПОДШИПНИК: 14 -
АЛИК; 15 - КОЛЬЦО
УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ
- ПОЛУМУФТА ; 17 - П ИРОЧЕК А.
К
нтш между полостями
а, следовательно, и расход восста-
навливаются.
При увеличении расхода золотник 9 перемещается е сторону
уменьшения дросселирующей щели, увеличивая гидравлическое
сопротивление ме-эду полостями В и Г. Давление е полости В
возрастает до величины, при которой наступает равновесие сил,
действующих на золотник. Перепад давления между полостями Б
и а^ следовательно, и расход восстанавливаются.
При поступлении команды от системы РКС на изменение
расхода электропривод поворачивает валик 14 па определенный
угол, при котором игла 5 занимает новое положение, соответствую-
щее новому требуемому расходу компонента.
176
них ?ле:хду
ПОЛО С ТЯГИ!
следовательно, и расход восста-
нэллг’Ешется.
При увединении расхода чиплтотп* о -п-
р - д > золотник - перемещается в сторону
уменьшения Дроссе ли гоношен hp^i
ар цаял> увеличивая гидравлическое
С ОПТ? С TxjHJI SHI] G М6П1ГУ" ПОЛТПРТя^^д Р ti Т т1^-^
ч-v лил^стя.,^ п Г. давление в полости В
возрастает
до величины,
при которой наступает равновесие сил,
действующих на золотник. Перепад давления ме..хду полостями Б
следовательно,
и расход
в о с с тая авливаются.
При поступлении команды от системы РКС на изменение
расхода электропривод поворачивает
валик 14 на определенный
угол, при котором игла 5 залпмает новое положение, соответствую-
щее новому требуемо:.^ расходу компонента.
17Ь
ДРОССЕЛЬ P46I-ICC
Дроссель предназначен для изменения гидравлического
сопротивления в магистралях подвода компонентов в двигатель.
Устройство дросселя.
В корпусе I установлена неподвижная направляющая 2,
стакан
q
профилированная игла 4. Стакан 3 через зубчатое
реечное зацепление связан с валиком 4, установленный на двух
шарикоподшипниках IC, и через полумуфту 17 с электроприводом.
Для отсчета угла поворота валика на наружной поверхности
полумуфты нанесена школа в пределах от С° до 360°.
Игла 4 спрофилирована таким образом, чтобы обеспечить
определенное изменение перепада давления на дросселе в зави-
симости от угла поворота привода.
ДРОССЕЛЬ
Р481-100
ДРОССЕЛЬ
Р481 - 100
вход
ВЫХОД
1 - корпус:
X - НАПРАВЛЯЮЩАЯ:
3 - СТАКАН;
4 - ИГЛА:
•3 - ГАЙКА:
S - ЗАГЛУШКА;
7 - КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬ-
НОЕ ;
S - ПРУЖИНА:
S - ОПОРА ;
|С - ПОДШИПНИК;
11 - ВАЛИК ;
1S - КОЛЬЦО:
13 - КОЛЬЦО;
14 -КОЛЬЦО;
IS -ШАЙБА СТОПОРНАЯ;
1S - ГАЙКА ;
17 - ПОЛУМУФТА ;
IB - УПОР .
Дроссель работает е системе СОБ
и предназначен для измене-
ния ра хода горючего через двигатель изменением гидравлического
сопротигленм магистрали,
Устройство дросселя
корпусе 2 галкой I закреплен фильтр 3, состоящий из
внешнего и внутреннего цилиндрических каркасов,
между которыми
установлены три слоя сетки саржевого плетения, и предназначенный
для фильтрации горючего, отбираемого на вторую ступень насоса
и регулятор расхода.
Для выравнивания потока горючего с целью обеспечения
наименьших гидравлических потерь перед решетками 5 и 7 установ-
лена специальная профилированная решетка 4. Фиксация решетки
в корпусе осуществляется штифтом 13.
В корпусе 2 установлены подвисшая 5 и неподвижная 7
решетки. Неподвижная решетка установлена в корпусе на резьбе
и фиксируется от отворачивания с помощью стопоров.
Подвижная решетка, установленная на стальных шариках 6
и кольцах II и 12, червячным зацеплением со штоком 15, через
кулачок 38 связана с выходным валом дросселя, с которым через
поводок 31 стыкуется привод.
йежду втулкой 8 и подвижной решеткой 5 установлено эластич-
ное кольцо 9, предназначенное для демпфирования возможных авто-
колебаний подвижной решетки.
Шток 15 во время работы дросселя удерживается от поворота
вокруг своей оси крестовиной 18. имеющей квадратное отверстие,
в которое входит квадратный хвостовик штока. Кроме квадратного
отверстия в крестовине 15 выполнены
а. прямоугольных выступа.
с помощью которых она фиксируется е пазах крышки 17.
Шток 15, вилка 23 и ролик 24 прижаты пружиной 20 к
профилированной поверхности кулачка. 38. Вал кулачка установлен
на двух шарикоподшипниках 39 и пружинами 41 и 42 прижат к
уплотнитединому кольцу 37.
На вал кулачка крепится полумуфта 30, на наружной поверхнос
ти которой нанесена шкала с ценой деления 2° для отсчета угла
поворота кулачка. Для ограничения углов поворота полумуфты
служат механические упоры, которым! являются торцы уступа
полуглу^ты и два винта, установленные в крышке 27. К полумуфте
крепятся проставка 32 и поводок 31. Соединение этих
деталей между собой е процессе стыковки дросселя с приводом
обеспечивается торцевыми шлицами, выполненными на полумуфте
30, проставке 32 и поводке 31.
Корпус 2, решётки 4,5 и 7 выполнены из стали
04ПЗН5М5К9Л, крышка 27, шток 15, кулачок 38, поводок 31,
проставка 32, полумуфта 30 - из стали 03XI2HI0MTP, ролик -
из бронзы БрБ2.
Работа дросселя.
При повороте выходного’вала дросселя поворачивается
кулачок 38, который перемещает в осевом направлении прижатый
к нему пружиной 20 шток 15. Шток 15, через червячное зацепление
с подвижной решеткой 5, поворачивает ее на определенный угол,
вследствие чего изменяется проходное сечение между подвижной
и неподвижной решетками, увеличивается (или уменьшается)
гидравлическое сопротивление на дросселе.
дроссель работает в системе СОБ и предназначен для измене-
ния расхода горючего через двигатель изменением гидравлического
сопротивления магистрали.
Устройство дросселя
•° корпусе 2 гайкой I закреплен фильтр 3, состоящий из
внешнего и внутреннего цилиндрических каркасов, между которыми
установлены три слоя сетки саржевого плетения, и предназначенный
для фильтрации горючего, отбираемого на вторую ступень насоса
и регулятор расхода.
Для выравнивания потока горючего с целью обеспечения
наименьших гидравлических потерь
лена специальная профилированная
перед решетками 5 и 7 устэнов-
решетка 4. Фиксация решетки
в корпусе осуществляется штифтом 13.
В корпусе 2 установлены подвижная 5 и неподвижная 7
решетки. Неподвижная решетка установлена в корпусе на резьбе
и Фиксируется от отворачивания с помощью стопоров.
Подвижная решетка, установленная на. стальных шариках 6
и кольцах II и 12, червячным зацеплением со штоком 15, через
кулачок 38
поводок 31
Между
ное кольцо
связана с выходным валом дросселя, с которым через
стыкуется привод.
втулкой 8 и подвижной решеткой 5 установлено эластич-
9, предназначенное для демпфирования возможных авто-
колебаний подвижной решетки.
Гт-К т5 го вреда работы дросселя удерживается от поворота
вокруг своей осп крестогипой IB. «W квадратное отверстие,
г которое в«Д« ”°°таЕЙ!‘ Кр°™
птп ппямоутолышх выступа,
то жпрстовине 15 выполнены два прямив
отверстия е крес1-,£-^ _____________
с помощью которых она Фиксируется е пазах крышки 17.
Шток 15, вилка 23 и ролик 24 прижаты пружиной 20 к
профилированной поверхности кулачка 38. Вал кулачка установлен
на двух шарикоподшипниках 39 и пружинами 41 и 42 прижат к
уплотнителнному кольцу 37.
На вал кулачка, крепится полумубта 30, на наружной поверхнос
тп которой нанесена шкала с ценой деления 2° для отсчета утла
поворота кулачка. Для ограничения углов поворота полумуфты
служат механические упоры, которыми являются торцы уступа
полумуфты и два винта, установленные в крышке 27. К полумуфте
крепятся проставка 32 и поводок 31. Соединение этих
деталей между собой в процессе стыковки дросселя с приводом
обеспечивается торцевыми шлицами, выполненными на полумуфте
30, проставке 32 и поводке 31.
Корпус 2, решётки 4,5 и 7 выполнены из стали
04ПЗН5М5К9Л, крышка 27, шток 15, кулачок 38, поводок 31,
проставка 32, полумуфта 30 - из стали
03ХТ2Н10Ш?, ролик -
из бронзы БрБ2.
Работа дросселя.
При повороте выходного'вала дросселя поворачивается
кулачок 38, который перемещает в осевом направлении прижатый
к нему пружиной 20 шток 15. Шток 15, через червячное зацепление
с подвижной решеткой 5, поворачивает ее на определенный угол,
вследствие чего изменяется проходное сечение между подвижной
и неподвижной решетками, увеличивается (или уменьшается)
гидравлическое сопротивление на дросселе.
I - ГАЙКА
а- корпус
3- ФИЛЬТР
4- РЕШЕТКА
Я- РЕШЁТКА
в- ШАРИК
7- РЕШЁТКА
О- ВТУЛКА
е-кольцо
Ю- ШПИЛЬКА
11 - КОЛЬЦО
12 —КОЛЬЦО
13 -ШТИФТ
14-ОПОРА
га-шток
1в - ПРОКЛАДКА
17-КРЫШКА
га -КРЕСТОВИН А
IQ-ГАЙКА
ао - пружина
21 -ШАРИК
22 -ОПОРА
23 -ВИЛКА
24 - РОЛИК
2S - ОСЬ
ав -ГРОКЛАДКА
27 - КРЫШКА
20-ОПОРА
20 - ПРУЖИНА
30 - ПОЛУМУФТА
31 -ПОВОДОК
32 - ПРОСТАВКА
33- КОЛЬЦО
34—ГАЙКА
3S-КОЛЬЦО
за-МАНЖЕТА
37 -КОЛЬЦО
30 —ШАРИКО -
ПОДШИПНИК
-КУЛАМОК
ао-опора
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ Г429-400
Редуктор давления (РД)
золотникового типа
изображен в тот
момент, когда газ к нему не подведен. Сила пружины 16 (задаю-
щего устройства)
вует на золотник
шение седла II в
регулируется фиксатором 15. Пружина 16 дейст-
7 через опору 14, шарик 13 и седло II. Переме-
сторону золотника 7 ограничено седлом корпу-
са 8. Чувствительный элемент редуктора. - седло II.
Регулирующий орган - золотник 7 прижат к седлу вспомога-
тельной пружиной 4. Золотник 7 уплотняется в корпусе 8 кольце-
выми канавками, создающими лабиринт. Пружинящая (цанговая)
втулка 5, поджимаемая пружиной 4,
свободному перемещению золотника,
йена с центральны?.! осе выл каналом
отверстие (жиклер) Г.
Из полости Е редуктора через
создает трение, препятствующее
Демпфирующая емкость I соеди-
А золотника 7 через малое
дросселирующую щель Д между
золотником 7 и буртиком К корпуса проходит в полость Н к выход-
ному штуцеру.
Одновременно газ по каналам Л и А и по левому
лабиринтному уплотнению золотника проходит в емкость I.
Под действием давления в полости М золотник перемещается
вправо, отодвигая седло II от седла в корпусе и сжимая пружину
15. Устанавливается подвижное равновесие при заданном выходном
давлении. Газ, вытекающий через лабиринтные уплотнения и по
месту прилегания золотника к седлу, отводится по сверлениям В
прикрытым резиновым пылезащитным кольцом, в атмосферу. Эти
утечки воздуха не превосходят 0,9 л/с.
Чрезмерное повышение Рр перемещает золотник еще больше
вгоаво но его ход в корпусе ограничивается буртиком Г.
Поэтому дальнейшее возрастание Р приводит к перемещению сед-
Jr
ла II при остановившемся золотнике 7; между седлом и золотни-
ком образуется зазор, и избыток газа уходит в атмосферу через
сверления В. Таким образом, узел задающего устройства служит
и предохранительным клапаном. Разность «между заданным значением
выходного давления и-давлением срабатывания предохранительного
клапана составляет около 3,0 МПа.
Длина редуктора не превышает 145 мм, расход воздуха равен
приблизительно 75 г/с.
Золотник 7 и корпус 8 изготавливаются из хромистой стали
9Х18Ш; твердость этих деталей HRC 56...62. Зазор между золот-
ником и корпусом выдерживать в пределах 0,009 ... 0,013 мм
(при диаметре 12 мм). Для обеспечения постоянства зазоров
детали подвергаются обработке холодом. Отклонения цилиндрич-
ности наружной поверхности золотника и внутренней поверхности
корпуса не превышают 0,002 мм; шероховатость поверхностей не
хуже 0,20 ... 0,25 мкм. Кромки седел и канавки на золотнике
не закругляют. Ширина седла золотника 7 со стороны седла II
С, I ... С,3 мм. Острота кромки золотника у дросселирующей
щели Д имеет важное значение для обеспечения пологой нагрузоч-
ной характеристики редуктора.
Седло II изготавливают из стали 9X13. Его твердость
НРС 56 ... 62, а шероховатость уплотнительной поверхности не
хуже 10 мкм.
Для обеспечения устойчивости работы в редукторе установ-
лена демпфирующая емкость I и введена цанговая втулка 5 (для
перемещения втулки необходима сила 8 ... ЮН); с той же ттелью
между каналом А и емкостью I введен жиклер Г.
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ
Г 429 - 400
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ
Г429 - 400
1 - ДЕМПФЕР:
2-ВТУЛКА;
- ПРОВОЛОКА;
УЖИНА
- ВТУЛКА : 3 - ПРОК ЛАДК
ЗОЛОТНИК:
-КОРПУС:
S - СТАКАН
КОЛЬЦО; 11 -СЕДЛО; 12
- ПРОСТАВКА ;
- ШАРИК ;
1^4 - ОПОРА :
- ФИКСАТОР 12 - ПРУЖИНА
п
Редуктор давления Д429-900
Настоящий редуктор представляет из себя редуктор неуравно-
вешенного типа, обратного хода, с пружинным задающим устройст-
вом, одноступенчатого дросселирования, с комбинированным управ-
лением.
Предназначен для понижения давления воз,духа, подводимого
к входу редуктора, и автоматического поддержания заданного
давления на выходе из редуктора при изменении входного давле-
ния. 3 конкретных условиях редуктор работает в системе регули-
рования тяги ЕРД при турбонасосной системе подачи компонентов
топлива в камеру сгорания.
Редуктор имеет выходную и командную ступени дросселирова-
ния.
Выходная ступень дросселирования осуществляется затвором
18 при нагружении пружины 14 винтом 18.
Командная ступень дросселирования осуществляется затвором
28 при нагружении пружин 3 винтом 36.
Таким образом давление выходной ступени служит входным
давлением командной ступени. Выходное давление командной сту-
пени служит командным давлением для выходной ступени, дейст-
вующим дополнительно к усилию пружины 14 и конструкция редук-
тора.
Сжатый воздух поступает в редуктор через фильтр 7 в
полость Б. При загруженной пружине 14 воздух проходит через
щель между затвором 8 и седлом 9 и попадает в полость В с
давлением
Из полости В воздух под давлением Р через канал Г
подходит к затвору 28 командной ступени. Из условия работо-
способности редуктора в эксплуатационном диапазоне по выход-
требуемого минимального значения Р
р min ’
Таким образом на входе в командную ступень давление
воздуха будет равно Р
При нагружении винтом 36 пружины 3
происходит вторичное
дросселирование воздуха в щели между затвором 28 и седлом 29
и воздух под давлением Р поступает в полость Е
X V A v J
Эта по-
лость через канал L сообщается с управляющей полостью 3 вы-
ходной ступени, в которой находится пружина 14, задающая
!jtn , вследствие чего задающее усилие, действующее на
1г
чувствительный элемент,
возрастает и выходное давление
увеличивается до Рр ~ Рр + Рком. .
Из полости В воздух направляется к потребителям через
штуцер 21 и обратный клапан 20.
Таким образом, усилие задающего устройства выходной
ступени складывается из усилия сильной пружины 14, обеспечи-
вающей необходимое минимальное давление Р
р min
Р
ком’
регулирующее перенастройкой слабой пружины
и усилие от
3 настрой-
ку выходного давления редуктора до необходимого максималь-
ного значения Р
р пах •
Требуемое сжашие пружины 14, обеспечивающее Р
устанавливается в процессе сборки регулятора и при эксплуата-
ции не регулируется. Перенастройка Р осуществляется сжатием
-С
пружины 3 винтом 36. Дистанционный поворот винта 36 обеспечи-
вается электроприводом, который стыкуется с винтом 36 при
помощи стакана 37.
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ
Д42Э - 900
ВОЗДУШНЫЙ РЕДУКТОР
Д429- 900
I - ОПОРА
2 - КОНТРГАЙК А
3 - ПРУЖИНА
4 - ГАЙКА
55 - КОРПУС
S - ПРУЖИНА
7 - ФИЛЬТР
G - ЗАТВОР
S - СЕДЛО
К? - МАНЖЕТА
II - ШТОК
12 - ТАРЕЛЬ
13 - ГАЙКА
14 - ПРУЖИНА
1Е - ОПОРА
Ю - КОЛЬЦО
17 - ВИНТ
- ВИНТ
1= _ КРЫШКА
2С-КЛАПАН
21 - ШТУЦЕР
ХОД
ПРОКЛАДКА
- ЖИКЛЕР
СЕДЛО
ЫХОД Рр
КОЛЬЦО
ПРУЖИНА
ЖИКЛЕР
КОЛЬЦО
ШТОК
- МАНЖЕТА
-ТАРЕЛЬ
- КОЛЬЦО
- ШАЙБА
- КОЖУХ
Данная схема редуктора позволяет
крутящий момент при регулировании Р ,
уменьшить требуемый
а ,следовательно,
уменьшить МОЩНОСТЬ изптг тг
, массу и размеры электропривода
массу и размеры самого редуктора.
а также
Наличие расхода воздуха из полостей В и Е через жиклеры
расходных устройств (РУ) 23 и 26 свидетельствует о том,
что затворы 8 и 28 приподняты над седлами 9 и 29, или негерме -
тичны.
Прекращение расхода воздуха вследствие засорения жикле-
ров 23 и 86 при негерметичности затворов 8 и 28 может привести
к росту выходного давления Р в виду возрастания Р
ком'
Для исключения засорения перед жиклерами установлены сетчат
тые фильтры.
Чистота полостей в редукторе имеет важное значение.
Небольшая стружка, заусенец, посторонняя частица, попавшая под
затвор командной или основной ступени,
изменяет выходное дав-
ление.
Чтобы при многочисленных проверках редуктора в него не
могли попасть посторонние частицы, фильтры (являющиеся неотъем-
лемыми узлами редуктора) устанавливают не только на входе,
но и на всех выходных штуцерах, т.к. посторонние частицы
могут попадать в редуктор не только через входные трубопрово-
ды. Например, при сбросе выходного давления из трубок маномет-
ров, из всей системы за редуктором воздух начинает поступать
внутрь редуктора, что может привести к попаданию частиц,
увлекаемых потоком воздуха под затвор.
При проектировании и в процессе изготовления редукто-
ров предусматривают меры, исключающие возможность образо-
вания стружки при свинчивании деталей:
- специально подбирают материалы с разной твердостью
сопряженных деталей;
—очищают поверхности деталей, особенно резьб, от заусен-
цев, например ультразвуком;
- тщательно контролируют выполнение расточек под седла 9
и 29 в корпусе 5 редуктора и в процессе установки седел.
Седла 9 и 29, сделанные из бронзы EpAZ,ti-IC-3-1,5,
ввертываются в корпус 5, изготовленный из алюминиевого сплава.
Стопорение резьбовых соединений седел с корпусом осуществля-
ется клеем на основе эпоксидной смолы.
Шайбу 34 подбирают такой толщины, чтобы пружина 3,
даже при вывернутом винте 36, была сжата на С,2 ... 0,5 мм.
Натяг пружины исключает возможность соударения деталей
подвижной системы редуктора при его транспортировке.
Затворы 8 и 28 изготовлены из стали марки 2Х13ГК.
Чтобы обеспечить свободный проток воздуха к дросселирующей
щели, по всей длине затвора сняты лыски.
Уплотнение затвора достигается прилеганием корпуса,
твердость которого НРС 24 ... 33, к острой кромке седла,
имеющего меньшую твердость. Поверхность конуса шлифуют
(шероховатость Ра 0,60 ... 0,20 мкм). Биение конуса огра-
ничивают относительно направляющей затвора. В процессе
сборки редуктора контролируют герметичность посадки затворов
на седла.
Штоки II и 30 изготовлены из стали 2ПЗ, торцы их
п оли ров алы.
Лля уменьшения возможности
"затирания" затворов
или штоков в направляющих,
один из
торцев штока делают сфе-
рическим, оговаривается соосность обоих штоков и перпендику-
лярность плоского торца, оси поверхности наружного диаметра.
для чувствительного элемента обеих ступеней использованы
резиновые манжеты 10 и 31. Для уменьшения трения применены
манжеты "малого" профиля (стандартизованные ОСТом) с меньшим
сечением, чем манжеты соответствующие ГОСТу 6969-54. Дцля манжет
применяют резину с низким коэффициентом трения.
'.Танжеты 10 и 31 монтируют на тарелях 12 и 32 пз элюг.анпе-
вого сплава АЗ. Центрирующие буртики обеих тарелей выполнены
е виде тора, что исключает их "затирание" в корпусе. Дваметраль
ный зазор между тарель-э и корпусом составляет 0,06...0,27 мм.
Пружины 3 и 14 выполнены из првволоки 50лГА. Обеспечивают
параллельность торцев пружин и перпендикулярность их к оси пру-
чем достигается стабильность их силовых характеристик с тече-
нием времени.
Вспомогательные пружины 6 и 25 изготовлены из проволоки
П А (ГОСТ 9339-75).
Опоры пружин I и 15 изготовлены из
бронзы БрА.Шц 10-3-1,5.
На. работоспособность редуктора оказывает влияние марка
смазки и технология нанесения ее. Применяют смазку ШАТИЙ-221,
количество ее строго дозируется. При недостаточном или чрез
мерном количестве смазки на тарелях 12 и 32 редуктор работает
нестабильно.
Винт 18
выходной ступени стопорят
винтом 17. Сверление
сжатия пружины 24,
обеспечивающего значение Рртсп при выдвинутом винте 27.
Полость герметизируется кольцом 16, и прокладкой 22.
♦
Винт 16 при эксплуатации редуктора не вращается, поэтому
условия работы кольца
16 сравнительно легкие. Так как давле-
ние в полости В всегда больше давление в полости 3, то манжета
10 с лепестками, направленными в сторону полости В, обеспечи-
вает герметичное разделение полостей В и 3.
Прокладку 22 изготавливают из листа алюминиевого сплава
марки ДЦ-М толщиной 0,5 мм.
На крышке 19 и на корпусе 5 имеются уплотнительные
канавки, в которые при затяжке накидной гайки 13 вдавливается
прокладка 22. При затяжке гайки 13 необходимо исключить пово-
рот крышки 19, который отрицательно сказалей бы на состоя-
нии поверхностей деталей и мог бы привести к провороту
затвора и к увеличению негерметичности пары "затвог-седао".
По тем :хе соображениям кожух 35 крепят к корпусу 5 накидной
галкой 4.
Контргайка 2 стопорит стакан 37 на кожухе 35 после сты-
ковки стакана с электроприводом
давление окружающей среды из-за
тых во избежание попадания пыли
ным кольцом 33. Такие же кольца
устройства "-снклероЕ 23 и 26.
В кожухе 35 обеспечивается
наличия в нем отверстии, прикры-
и влаги резиновым пылезащит-
24 защищают и расходные
Штоки II и 30 изготовлены из стали 2X13, торцы их
р ваны, ^ля уменьшения возможности изатирания” затворов
полз лтолов в направляющих, один из торцев штока делают сфе-
рическПхЛ, оговаривается соосность обоих штоков и перпендику-
лярность плоского торца оси поверхности наружного диаметра.
, ля чувствительного элемента обеих ступеней использованы
резиновые манжеты 10 и 31. Для уэденьшежя трения применены
манжеты ’Малого" профиля (стандартизованные ОСТом) с меньшим
сечением, чем манжеты соответствующие ГОСТу 6969-54. Для манжет
применяют резину с низким коэптициентом трения.
Ланже ты 10 в 31 монтируют на тарелях 12 в 32 из алюмпнпе-
вого сплава АЗ. Центрирующие буртики обеих тарелел выполнены
в виде тора, что исключает их ’’затирание” в корпусе. Диаметраль-
ный зазор между тарелью и корпусом составляет 0,06...0,27 мм.
Пружины 3 и 14 выполнены из првволоки 50ХФА. Обеспечивают
параллельность торцев пружин и перпендикулярность их к оси пру-
жины. Пружины при изготовлении подвергаются заневоливанзю,
чем достигается стабильность их силовых характеристик с тече-
нием времени.
Вспомогательные пружины 6 и 25 изготовлены из проволоки
П А (ГОСТ 9389-75).
Споры прутэн I и 15 изготовлены из бронзы ЕрА.^Лц 10 3 1,5.
На работоспособность редуктора
оказывает влияние марка
смазки и технология нанесения ее. Применяют смазку 1ЩАПГ.1 <--1,
ко.тзчество ее строго дозируется. При недостаточной ш» чрез-
...ернои колияестге смазки на тарелях 12 > 32 редуктор работает
нестабильно.
Винт 18 выходной ступени стопорят винтом 17. Сверление
обеспечивающего значение Р,
р min
при выдвинутом винте 27.
Полость герметизируется кольцом 16, и прокладкой 22.
Винт 16 при эксплуатации редуктора не вращается, поэтому
условия работы кольца 16 сравнительно легкие. Так как давле-
ние в полости В всегда больше давление в полости 3, то манжета
10 с лепестками, направленными в сторону полости В, обеспечи-
вает герметичное разделение полостей В и 3.
Прокладку 22 изготавливают из листа алюминиевого сплава
марки
толщиной 0,5 мм.
На крышке 19 и на корпусе 5 имеются уплотнительные
канавки, в которые при затяжке накидной гайки 13 вдавливается
прокладка 22. При затяжке гайки 13 необходимо исключить пово-
рот крышки 19, который отрицательно сказался бы на состоя-
нии поверхностей деталей! и мог бы привести к провороту
затвора и к увеличению негерметичности пары "затвор-седло".
По тем же соображениям ко:хух 35 крепят к корпусу 5 накидной
гайкой 4.
Контргайка 2 стопорит стакан 37 на кожухе 35 после сты-
ковки стакана, с электроприводом. В кожухе 35 обеспечивается
давление окружающей среда из-за наличия в нем отверстий, прикры
тых во избежание попадания пылп и влаги резиновым пылезащит-
ным кольцом 33. Такие же кольца 24 защищают и расходные
устройства жиклеров 23 в 26.
РЕДУКТОР Д452-2С0
Настоящий редуктор представляет из себя сильфонный жид-
костный редуктор неуравновешенного типа, обратного ходя
одноступенчатого дросселирования
с комбинированным управле-
нием.
Редуктор предназначен для поддержания заданного перепада
давления на редукторе
△ Рр = Рр - Pg (в пределах от 8 до 40 кгс/см2), где:
Pj - давление на входе в редуктор,
- давление на выходе из редуктора,
При температуре рабочего тела (гептила) до +2С0°С, в зави-
симости от заданного командного управляющего давления Р
(до 75 кгс/см^) и следовательно заданного давления горючего в
магистрали газогенератора в течение всего времени работы двига-
теля.
Отработка работоспособности
редуктора проводилась как на
воде, так и на гептиле. В связи с допустимой идентичностью ха-
рактеристики работоспособности редуктора на воде и гептиле
снятие настроечной характеристики для каждого редуктора по
техническим условиям проводится на воде при расходе воды через
редуктор равным 1,2 + 0,01 л/с.
В связи с изложенным в дальнейшем при описании работы ре-
дуктора рабочим телом будет называться вода и воздух.
Принцип действия и конструкция редуктора.
Применение сильфонного узла > качество чувствительного
элемента с пневмоулравлением позволило получить редуктор без
ИОШН08 лруяны с меньшими размера и массам», работавшим на
агрессивном компоненте при температуре до +200°С.
Редуктор состоит из следующих узлов и деталей: сильфона 13
(состоящего из сильфона
основания и трех колец), пружины 6,
корпуса I, тарелки 2, штифта 3, прокладки 4, гайки 5, шайбы 7,
шайбы 8, шариков 9, кольца 10, прокладки II, штуцера 12, пружи-
ны 14, гильзы 13, золотника 16, проволоки 17.
Работает редуктор следующим образом. В управляющую полость
редуктора подается заданное управляющее давление азота Рв
Под действием пружины 6 и управляющего давления Fj , основание
сильфона 13 прижимается к корпусу I, при этом золотник 16 обес-
печивает полное открытие проходного сечения редуктора. С началом
работы насоса давление горючего в жидкостной полости редуктора
увеличивается. Как только усилие от давления горючего Рр в
полостях А и Б, действующего на эффективную площадь сильфона,
превысит усилия пружины 6 и давление сжатого азота, действующего
на сильфон, золотник начнет перемещаться в сторону уменьшения
проходного сечения.
Перемещение золотника 16 происходит до тех пор, пока
силы от давления Р„ и пружины 6 не уравновесятся силой от
давления горючего Р2, действующего на сильфон.
При работе на установившемся режиме редуктор реагирует на
изменение внешних условий следующим образом: если в силу каких
либо причин давление горючего Р^ на выходе повышается, то
сильфон сокращается, при этом золотник 16 перемещаясь, уменьшат
проходное сечение редуктора и давление на выходе редуктора
уменьшается до установления равновесного состояния. При сниже-
нии давления на выходе редуктор распределение сил действую-
щих на сильфон будет обратным, при этом золотник перемещаясь,
РЕДУКТОР Д452-2СО
астоящий редуктор представляет из себя сильфонный жид-
костныи редуктор неуравновешенного типа, обратного хода,
одноступенчатого дросселирования, с комбинированным управле-
нием.
Редуктор предназначен для поддержания заданного перепада
давления на редукторе
△^1 ~ Рр ^2 (в пределах от 8 до 40 кгс/см^), где:
Pj - давление на входе в редуктор,
- давление на выходе из редуктора,
При температуре рабочего тела (гептила) до +2С0°С, в зави-
симости от заданного командного управляющего давления Р
(до 75 кгс/см^) и следовательно заданного давления горючего в
магистрали газогенератора в течение всего времени работы двига-
теля.
Отработка работоспособности редуктора проводилась как на
воде, так и на гептиле. В связи с допустимой идентичностью ха-
рактеристики работоспособности редуктора на воде и гептиле,
снятие настроечной характеристики для каждого редуктора по
техническим условиям проводится на воде при расходе воды через
редуктор равным 1,2 ± 0,01 л/с.
В связи с изложенным в дальнейшем при описании работы ре-
дуктора рабочим телом будет называться вода, и воздух.
Принцип действия и конструкция редуктора
Пойменение сильфонного узла в качестве чувствительного
элемента с пневмоуправлением позволило получить редуктор без
мощной пружины с меньшими размерами и массами, работающим на
агрессивном компоненте при температуре до +20С°С.
Редуктор состоит из следующих узлов и деталей: сильфона 13
(состоящего из сильфона, основания и трех колец), пружины 6,
корпуса I, тарелки 2, штифта 3, прокладки 4, гайки 5, шайбы 7,
шайбы 8, шариков 9, кольца 10, прокладки II, штуцера 12, пружи-
ны 14, гильзы 13, золотника 16, проволоки 17.
Работает редуктор следующим образом. В управляющую полость
редуктора подается заданное управляющее давление азота Рв
Под действием пружины 6 и управляющего давления Pg , основание
сильфона 13 прижимается к корпусу I, при этом золотник 16 обес-
печивает полное открытие проходного сечения редуктора. С началом
работы насоса давление горючего в жидкостной полости редуктора
увеличивается. Как только усилие от давления горючего Ро в
полостях А и Б, действующего на. эффективную ттлотядъ сильфона,
превысит усилия пружины 6 и давление сжатого азота, действующего
на сильфон, золотник начнет перемещаться в сторону уменьшения
проходного сечения.
Перемещение золотника 16 происходит до тех пор, пока
силы от давления Р и пружины 6 не уравновесятся силой от
давления горючего Р?, действующего на сильфон.
При работе на установившемся режиме редуктор реагирует на
изменение внешних условий следующим образом: если в силу каких
либо причин давление горючего Рг на выходе повышается, то
сильфон сокращается, при этом золотник 16 перемещаясь, уменьшат
проходное сечение редуктора и давление на выходе редуктора
уменьшается до установления равновесного состояния. При сниже-
нии давления на выходе редуктор Р^ распределение сил действую-
щих на сильфон будет обратным, при этом золотник перемещаясь,
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ
Д452 - 200
РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ
Д 452-200
ЛЯЮЩЕЕ
ДАВЛЕНИЕ Р
t=>
1 -КОРПУС
-ТАРЕЛЬ
Ъ -ШТИсрТ
- ПРОКЛАДКА
15- ГАЙКА
£=- ПРУЖИНА
У - ШАЙБА
П - ШАЙБА
выход
- ШАРИКИ
-кольцо
II - ПРОКЛАДКА
ШТУЦЕ
13 - СИЛЬФОН
- ПРУЖИНА
115 - ГИЛЬЗА
13 - ЗОЛОТНИК
17 - ПРОВОЛОКА
*
на выходе из редуктора ВОЭрастет да
Лзменение управляющего давления сжатого азота Рв
приводит к изменению настройки редуктора, т.е. к изменению
давления горючего Р2 на выходе из редуктора.
ОД редуктор проливается водой со снятием характеристики
работоспособности редуктора при прямом и обратном ходе (увели-
чении и уменьшении перепада на редукторе) в зависимости
‘ ЛР =
При снятии характеристик выдерживать следующие требования:
- расход воды
~ давление управляющего воздуха
- перепад давления на редукторе
'-Рв>
(ЛРг)
- 1,2 + 0,01 л/с;
- 59 кгс/см ;
- от 8 до 40 кгс/см
Рр - давление на входе в редуктор,
?2 - давление на выходе из редуктора;
- пределы характеристики по
ДР = - Рв - от 8 до 15 кгс/см
Снятая характеристика прилагается к паспорту на редуктор.
Подбором шайб 8 обеспечивается ход В основания сильфона 13
равный 1,7 + 0,3 мм.
Проверяется в процессе
сборки при подаче давления воздуха
12 кгс/см^ к штуцеру выхода корпуса I.
В комплект сборки входят 3 шайбы с толщинами I, 1,2 и
1,4 мм. Шайбы изготовлены из стали 38ХА.
Чувствительным элементом редуктора является двухслойный
сильфон, выполненный из стали XI8HICT-M.
Уплотнения жидкостной и воздушной полостей осуществляются
прокладками, выполненными из алюминиевого сплава АД-У.
Для уменьшения трения при свинчивании резьбового соедине-
ния корпуса I со штуцером 12 и для устранения возможности
скручивания сильфона при сборке редуктора между пружиной 14 и
штуцером 12 установлен подшипник, представляющий из себя коль-
цо ТО, шайбу 7 с шариками 9. Кольцо и шайба изготовлены из ста-
ли 2X13.
Корпус I и штуцер изготовлены из алюминиевого сплава АК8.
Гильза 15 изготовлена из бронзы БрАДМцТС.
Золотник 16 изготовлен из стали 9X18.
Резьбовые соединения корпуса I со штуцером 12, места
соприкосновения гайки 5 с сильфоном 13,шарики 9 и соприкосаюшие-
ся с ними поверхности шайбы 7 и кольца ТО смазываются смазкой
ЦИАТИМ-205. 1
Резьбовое соединение корпуса I и гайки 5 контрят клеем
БФ-2.
Пружина 6 изготовлена из проволоки 50ХФА, касательное
9
напряжение при кручении Т3 = ТОО кг с/мм , при термообработке
до твердости НРС 46 ... 50.
Вспомогательная пружина 14 изготовлена из проволоки
ГОСТ 9389-75 (группа П),
= IC3 кге/мм .
РЕГУЛЯТОР КОМАНДНОГО ДАВЛЕНИЯ
ОО.0520.0474.0100.00.О
Регулятор командного давления (РВД) является устройством,
формирующим програмные значения величин командных давлений при
регулировании двигателя по тяге и массовому соотношению
компо-
нентов системой ре гул ио о в ан и я г
<у р ания с использованием внутридвигателъ-
ных обратных связей.
РКП состоит из следующих основных
частей:
дросселя задатчика JL программного значения командного
давления для обеспечения регулирования двигателя по массовому
соотношению компонентов топлива (дроссель—задатчик К/п );
двухкаскадного стабилизатора расхода Н , предназначенного
для поддержания постоянного расхода горючего через РКЦ с целью
обеспечения стабильных значений величин выходных программных
командных давлений горючего;
- дросселя-задатчика П программного значения командного
давления для обеспечения регулирования двигателя по тяге
(дроссель-задатчик Рк
- корректирующего золотникового устройства 14, обеспечивающе-
го автоматическую коррекцию величины расхода горючего двигате-
лем при регулировании по тяге;
- жиклера 55, обеспечивающего постоянное значение величины
давления горючего на выходе РКП на всех режимах работы двигате-
Основные технические данные:
*•
- массовый
- давление
- давление
расход горючего, кг/с - 3
горючего на входе,
горючего на выходе
кгс/см^" - 220 ... 530
кгс/см^ -15 + 2
— диапазон измерения значения величины
командного давления по каналу регулирования
о
массового соотношения компонентов топлива, кгс/см - 17 ... 109
- диапазон измерения значения величины
командного давления по каналу регулирования
давления в камерах, кгс/см2 - ICO ... 250
- масса РКД, кг - 23,5
Все элементы РКП смонтированы в общем корпусе 12.
Дроссель-задатчик состоит из стакана 13 и втулки 14,
в стенках которой выполнены профилированные окна для протока
ОКОН
горючего. Изменение проходного сечения указанных '"обеспечивается
за счет частичного перекрытия стаканом 13 при его поступательном
движении под воздействием кулачка 3 через роликЦ. Кулачок 3 ,
« £
установленный в корпусе на подшипниках 4 и 2 , получат вращатель-
ное движение от привода МРКД2, установленного на фланце 7, корпу-
са. Вал указанного привода состыкован с валиком кулачка 3 через
переходник 8 и полумуфту $ с помощью торцевого шлицевого соеди-
♦-
нения. Переходник 8 и полумуфта б обеспечивают возможность сты-
ковки валов привода МРКД2 и дросселя-задатчика Кт при их за-
данном угловом положении. Ограничение углового
перемещения вала
дросселя-задатчика Кт обеспечивается регулируемым механичес-
ким упором 5 при взаимодействии его с выступом полумуфты
Поджатие стакана 13 к поверхности кулачка и его перемещение
при обратном ходе обеспечивается пружиной 12.
Двухкаскадный стабилизатор расхода состоит
16
из золотника
первого каскада и пружины 17, золотника 25 второго каскада,
направляющей 20 и демпфирующего устройства, состоящего из втулки
23, поршня 22 и пружины 21.
РЕГУЛЯТОР КОМАНДНОГО ДАВЛЕНИЯ
00.052а 0474. oioa оао
РЕГУЛЯТОР КОМАНДНОГО ДАВЛЕНИЯ
00 0520 0474 0Ю0 00 О
1
ПРИВОДА МРКД1
СТАКАН
а - подшипник
3 - К УЛ АН ОК
- УПОР
- ПОЛУМУФТД
- ФЛАНЕЦ
- ПЕРЕХОДНИК
- ПРОСТАВКА
Ю - МАНЖЕТА
- ВАЛИК
1 । - РОЛИК
- МАНЖЕТА
12 - ПРУЖИНА
УПОР
палумуФТА
’3 - СТАКАН
- ПЕРЕХОДНИК
ЖИКЛЕР
- ДРОССЕЛИ -
1В ~ золотник
РУЮШИЙ ЗЛЕ—
• 7 - ПРУЖИНА
МЕНТ
из - КОРПУС
•В - шток
ИНТ
20 - НАПРАВЛЯЮЩ АЯ
- ВТУЛКА
21 - ПРУЖИНА
- ТРУВОПРО-
22 - ПОРШЕНЬ
ВДД
ИГЛА
ШТУЦЕР
2В - ЗОЛОТНИК
2в - ШТУЦЕР
МА вход 1 стугени
4 - ПОДШИПНИК
’К МРГ
- ШТУЦЕР
- подшипник
- ВАЛИК
- КРЕСТОВИНА
- ВТУЛКА
ШТОК
Демпфирующее устройство обеспечивает заданный закон пере
мещения золотника 25 второго каскада за счет перетекания горю
чего жиклирутощие отверстия в поршне 22. В направляющей 20 вы-
полнены окна, проходные сечения которых частично перекрываются
золотниками Гб и 25 при работе стабилизатора.
Дроссель-задатчик Рм состоит из двухступенчатой иглы 42
и дросселирующих втулок 40 и 38, взаимное положение которых
определяет величину дросселирующих щелей и следовательно, вели-
чину командного давления на выходе дросселя-задатчика. При неиз-
менном положении иглы 42 дросселя-задатчика постоянное значение
величины командного давления на выходе дтро соеля-задатчика
обеспечивается работой жиклера 36. Расход горючего, поступающего
к жиклеру 36, регулируется путем изменения положения^3? относи-
тельно иглы 42. Фиксация положения втулки 38 осуществляется
винтом 39. При основной работе изменение проходного сечения
между иглой 42 и дросселирующими втулками 40, 38 обеспечивается
за счет поступательного движения иглы 42, рейка которой входит
в зацепление с валиком 3J. Валик 31, установленный в подшипниках
28, приводится во вращение одновременно с валиком 29, уста-
новленным в под
Ilf111
пниках
28, который управляет перемещением
штока 19 корректирующего
устройства,
при этом происходит частич-
ное перекрытие штоком 19 окон во втулке 14. Сочленение валиков
23 и 31 осуществляется с помощью крестовины 30, а вращение с
помощью привода МРШ, установленного на фланце корпуса 18.
Вал привода МРШ стыкуется с валиком 31 через переходник 35 и
полумуфту 34 с помощью торцевого шлицевого соединения. Указанные
полумуфты и переходник обеспечивают возможность стыковки вала
привода с валиком Л при их заданном угловом положении.
Ограничение угла поворота вала привода обеспечивается упором 33
при его взаимодействии с выступом полумуфты 34.
Корпус IS выполнен из стали С8Х14Н7МЛ; кулачок 3 , жиклер
36, стакан 13 и валики 29, 31 - из стали 06Х15Н6МВФБ; игла 42 -
из стали C3XI2HI0MTP; золотники 25, 76, направляющая 20 - из ста-
ли 40X11МЗФ,
шток 19 - из бронзы БрБ2; дросселирующий элемент
37 - из титанового сплава ВТ-3.
Принцип действия РКЦ
Положение всех дросселирующих элементов: стакана 13, иг-
лы 42, штока 19, втулки 38 - определяется по результатам пролив-
ки РКП на стенде и корректируется по результатам КТИ на соответ-
ствие номинальным параметрам.
Горючее, отбираемое за первой ступенью насоса горючего,
через штуцер поступает в полость К (вход РКЦ) и далее через
проходные сечения (определяемые взаимным положением стакана 13
и штока 19 относительно окон втулки 14) минует окна стакана J3
и поступает в полость И . Из полости И часть горючего через
отверстия в стакане 15 поступает в полость Ж первого каскада
стабилизатора, другая часть горючего поступает к выходному шту-
церу корпуса 18 и далее по трубопроводу к сравнивающему устрой-
ству привода ВДГ. Давление в полости
11 на основном режиме
работы определяется только положением стакана 13
штока 19
относительно окон втулки 14.
В процессе регулирования режима работы по каналу
в соответствии с командами КАУ, происходит перекладка привода
МРКД2 и вращение связанного с валом привода кулачка 3. Враще-
ние кулачка 3 приводит к поступательному перемещению стакана 13
ИЗМбНвНИЮ ГПЗОХОЛППТ1П nnn-cr,
г хищного сечения окон втулки II
что в свою оче-
редь вызывает изменение давления в полости Ц . Изменение
давления в полости Ц приводит к воздействию на чувствитель
ный элемент следящего привода ЖГ и отработке приводом возник-
шего на сравнивающем устройстве
рассогласования.
Горючее,
поступившее
в полость
111
через проходные сечения,
взаимным положением золотников 25 и 16 относительно окон
направляющей 20, поступает в полость Г. Из полости Г горючее по
трубопроводу 41 к проходным сечениям, образованным взаимным
положением иглы 42 относительно дросселирующих втулок 40, 38
и далее через жиклер 38 и трубопровод, подстыкованный к штуцеру
дросселирующего элемента 37, горючее сбрасывается в .магистраль
входа первой ступени насоса горючего.
Из полости Г горючее отбирается к сравнивающему устройству
следящего привода МРГ. Давление в полости Г на основном режиме
определяется только положением иглы 42
При неизменном положе-
нии иглы 42 постоянство давления в полрсти Г обеспечивается
работой двухкаскадного стабилизатора и работой жиклера 38.
Двухкаскадный стабилизатор Н поддерживает постоянный расход
через РИД во всем диапазоне регулирования основного режима ра-
боты за счет обеспечения постоянного перепада между полостями
Для заданного номинального режима работы золотники 25 и 16
занимают положение, определяемое равновесием действующих на них
сил от воздействия пружин 21 и 17 и гидродинамических усилии,
действующих на эффективную площадь указанных золотников.
Равновесие действующих сил определяет положение золотников и
проходную ппощядь дросселирующих отверстий, что обеспечивает
постоянный расход горючего через РКП. При нарушении указанного
равновесия, вызванного воздействием высших факторов или про-
цессом регулирования происходит автоматическое перемещение
золотников и изменение проходного сечения дросселирующих от-
верстий, в результате которого значение величины расхода
восстанавливается до первоначального уровня.
Постоянный расход горючего через РКД определяет постоян-
ное значение величины давления перед жиклером 36 при неизменном
положении иглы 42•
При регулировании режима работы по тяге в соответствии с
командами КАУ происходит перекладка привода МРКД1 и связанных
с его валом валиков 2.9, 31, что вызывает перемещение иглы
и штока 13. Перемещение иглы 42 и связанное с этим, изменение
давления в полости Г воспринимается чувствительным элементом
сравнивающего устройства следящего привода МРГ. Рассогласова-
ние, возникшее на сравнивающем устройстве отрабатывается при-
водом МРГ.
Перемещение штока 19 обеспечивает автоматическую коррек-
тировку режима работы двигателя по каналу К» при регулировани
режима его работы по каналу тяги.
Корректировка режима осуществляется аналогично рассмотрен-
ному выше процессу регулирования режима работы двигателя по
каналу m.
КОРРЕКТОР M469-I00
Корректор предназначен для поддержания заданного соот-
ношения компонентов в генераторах баков наддува самовоспла-
меняющихся компонентов АТ и ЦЩГ. Командным управляющим дав-
лением в окислительном газогенераторе является окислитель,
в востановительном - горючее.
Корректор состоит из двух мембранных узлов - крышки 2
и корпуса. 3
соединенных между собой через резиновую мембрану 4
гайкоя I. Регулирующими органами являются золотник
гильза 7.
лее детали корректора изготовлены из нержавеющей стали.
Работа, корректора
В штуцер крышки 2 подается управляющее давление соот-
ветств
компонента, при
этом мембрана 4 передвигает
золотник 5 до упора в корпус 3, обеспечивая полное открытие
проходного сечения гильзы 7.
Как только усилие от выходного
давления компонента, действующего на эффективную площадь
мембраны корпуса 3 и усилие от пружины 5 сравняется с
усилием от управляющего давления, действующего на эффективную
площадь мембраны крышки 2, сравняются, золотник 6 откроет
соответствующее проходное сечение в гильзе 7.
При установившемся режиме корректор реагирует на изменение
внешних условий следующим образом:
силу каких-либо
причин давление компонента, на. выходе повышэ.ется, то мембрана,
корпуса 3 прогнется больше, золотник 6 под действием пружины 5
перемещается и уменьшает проходное сечение гильзы и давление
на выходе из корректора тайке уменьшается до установления
равновесного состояния; при снижении давления на входе
е корректор распределение сил, действующих на мембраны,
будет обратным, при этом золотник, перемещаясь, увеличивает
проходное сечение корректора и давление на выходе корректора
возрастает до заданного.
КОРРЕКТОР
М 469-100
КОРРЕКТОР
M4S9 - 100
УПРАВЛЯЮЩЕЕ
ДАВЛЕНИЕ
ХОД
1 - ГАЙКА ;
3 - КОРПУС;
- КРЫШКА ;
- МЕМБРАНА ;
S- ПРУЖИНА;
7 - ГИЛЬЗА;
- ЗОЛОТНИК;
- ШАЙБА.
г АЗО РАСПРЕ ДЕ ЛЯТЕЛЬ Д497-
р д ытелъ предназначен для распределения
.итого" турбогаза, поступающего из турбины, между соплами
Газораспределитель состоит из следующих основных узлов
и детален, шайбы стопорной I, болтов 2, гайки 3, винтов 4,
заслонки о, етулки 6, крышки 7, подшипников 8, гайки 9,
прокладки 10, пружины II. основания 12, уплотнения 13, корпуса
14, втулки 15, прокладки 16.
Большинство деталей выполнено из нержавеющей стали.
Корпус 14, крышка 7, втулка 6 из титанового сплава ВТ6,
уплотнение 13 - из пирографита НГИ, детали заслонки 5 - из
сплава СГ-4.
Валик заслонки 5 установлен в подшипниках 8, один из
которых установлен в гнезде корпуса 14, другой в крышке 7,
Подшипник, установленный в крышке, поджтт гайкой 9.
На свободный конец валика заслонки насажена втулка 6, пред-
назначенная для стыковки с электроприводом. Положение втулки
фиксируется штифтом.
К буртику на валике поджата через прокладку 16 втулка 15.
Основание 12 установлено на корпус 14 и крепится болтами 2.
7 закреплена винтами 4 на основании 12.
Усилием пружины II обеспечивается герметизация внутренней
полости газораспределителя через уплотнение 13, втулку 15 и
основание 12.
Корпус газораспределителя имеет один штуцер входа и два
штуцера выхода.
к В обеспечиваются перекладки гаэораспре
делителя в
пределах до 0,07 кгс-м при условии требования гер-
ме точноето по уплотнению.
Работает газораспределитель следующим образом:
при стыковке газораспределителя с электроприводом на двигателе
по шкале, нанесенной на втулке 6 и по риске на крышке 7
устанавливают такое положение заслонки 5, при котором проход-
ные сечения отверстий в штуцерах выхода, перекрыты заслонкой
на одинаковую величину.
При работе двигателя электропривод, вращая заслонку
газораспределителя, распределяет газ, поступающий ст турбины,
между соплами крала изменением проходных сечений штуцеров
выхода за счет большего или меньшего перекрытия.
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
А497 - 500
hl ы л (
ёныход
ход
I -ШАЙБА СТОПОРНАЯ.2 -БОЛТ; 3 -ГАЙКА; 4 -
ИНТ:
ыжд
5-ЗАСЛОНКА;
-ВТУЛКА; 7-КРЫШКА П -ПОДШИПНИК;
- ГАЙКА; Ю -ПРОКЛАДКА; 11 -ПРУЖИНА; 12 -ОСНОВАНИЕ :
13-УПЛОТНЕНИЕ : 14 - КОРПУС : 1!5 - ВТУЛКА: 1S - ПРОК ЛА Д КА.
^.«ПРИВОД ОО. 0520.0478.0400.00.0
Пневмопривод предназначен для установки регулятора расход
горючего в положения, соответствующие начальной настройке и
предварительному режиму двигателя, а также для обеспечения
закрытия регулятора расхода при останове двигателя.
Пневмопривод состоит из следующих основных частей:
корпусов 5, II, толкателя 2, вала 4 и поршня 12. Поршень 12
соединен с валом 4 шариковым замком 17, имеющим II шариков и
защитную втулку 10. Поршень 12 связан зубчато-реечным зацепле-
нием с выходным валом 27. Вращательное движение вала 27 пере-
дается на вал регулятора расхода через г,туфту 29, проставку 30,
поводок 31 и крестовину 32.
Полость Е и Д заполнена рабочей жидкостью ДЗ-ИГ-2 через
штуцер В корпуса II.
Компенсация температурных изменений объема рабочей жидкости
обеспечивается за счет перемещения поршня 3, поджатого пружинкой
35. Полость между уплотнениями дренируется по каналам , защищен-
ным пылевлагозащитным плоским резиновым кольцом 6.
Герметизация подвижных и неподвижных соединений осуществляется
резиновыми уплотнительными кольцами.4
Крепление пневмопривода к корпусу регулятора расхода осущест-
вляется Сланцевым соединением.
Корпусы 5 и II, гайка 28, блок жиклеров 13, штуцер I выпол-
нен из титанового сплава ВТЗ—I; толкатель 2, поршень 12, поршень
34 - из боонзи; еэл 4, муфта 29, еэлик 27, поводок 31, креста-
вина 32, проставка 30 - из сплава l>HC-IC,
Пневмопривод работает следующим образом.
При подаче управляющего давления УЗР к штуцеру I толка-
тель 2 перемещается до упора в корпус 5, перемещая вал 4 и
поршень 12. Перемещение поршня 12 через зубчато-реечное зацепле-
ние передается на вал 27 и далее на регулятор расхода, который
устанавливается в положение начальной настройки.
Перемещение поршня 12 приводит к перетеканию рабочей
жидкости из полости с в освободиЕШ’ йся объем Д через жиклирую-
щие отверстия /0,6 мм.
При подаче управляющего давления в полость И через штуцер Г
происходит дальнейшее перемещение вала 4 и поршня 12. Регулятор
расхода, при этом, устанавливается в положение соответствующее
расходу горючего на предварительном режиме работы двигателя.
При подаче управляющего давления УОР к штуцеру Г происходит
также заполнение рабочим газом полости Л через блок жиклеров 3,
состоящий из двух жиклеров /0,3 мм и сетчатого фильтра
и через 12 отверстий / 2 мм в толкателе 2.
Данное положение подвижные элементы пневмопривода под
действием управляющего давления сохраняют до момента выключения
двигателя.
При выключении двигателя управляющее давление сбрасывается
в дренаж, при этом поршень 12 и толкатель 2 под действием
усилия пружины 13 и давления газа, заключенного в полости Л,
перемещаются в исходное положение. При движении поршня 12 и
толкателя 2 в исходное положение подтекание рабочей жидкости из
полости Д в полость Е осуществляется через отверстие /0,6 мм
и два отверстия /0,8 мм, защищенные плоским резиновым кольцом 18
Скорость передвижения поршня 12 и, соответственно скорость
вращения вала 27 осуществляется по заданному закону, обусловлен-
ПНЕВМОПРИВОД
00.0520.0478 0400.00.0
ПНЕВМОПРИВОД
00.0520.0478 .0400.00.0
3 - БЛОК ЖИКЛЕРОВ;
4 - ВАЛ
S - КОРПУС ;
,Ш - КОЛЬЦА
ЗАЩИТНЫЕ:
8-КОЛЬЦА
ПЫЛЕ-
ЛОТНИТЕЛЬНЫЕ ;
IO -
ТУЛКА;
II - КОРПУС:
12-ПОРШЕНЬ;
13-ПРУЖИНА ;
• 4-ШАЙБА :
J20,31.22-КОЛЬЦА УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ; 17-ШАРИКОеыЙ ЗАМОК;
ГАЙКА:
лt-поволок; а
_ 1ЛУ«РТА: 30 -ПРОСТАВКА; 32 - КРЕСТОВИНА.
-ПЕВЕХСШНИК;
перетекания рабочей жидкости через длклчрутодае
СКОРОСТЬЮ
станове
прз запуске
двигателя
так
и при его
г*
V/
вала 27 при работе
пнсЕ.лопривода осуществляется первичным преобразователем угловых
перемещен.]*!, типа. Зт71.2, подсоединенным к валу 27 с помодью
переходника 25, поводка 25 и крестовины 24.
Упор 15 устанавливается
в положение, обеспечивающее поворо
вала. 27 на угол
пап
-С
подл о до давления 190 + 5 кгс/с?.Г
предварительно
поденном давлении ISO + 5 кгс/с."
4в
к штуперу I).
При сбросе управляющего давления УОР д УСР, подведенного к
сд-дерагл I п Г, вал 27 должен повернуться в обратном налравлени:
207
КЛАПАН ОС.0520.0400.0000.00.О
Клапан предназначен для управления подачей горючего в
камеру сгорания (КС) при запуске и останове двигателя.
Клапан состоит из корпуса I, кольца уплотнительного 2,
поршня 3, кольца уплотнительного 4, клапана 5, кольца пыле-
защитного 6, шайбы 7, крышки 8, пружины 9, корпуса 10, колец
уплотнительных II и 12, шайбы 13, кольца уплотнительного 14,
пружины 15, клапана 16, седла 17, пружины 18.
Уплотнения подвижных и неподвижных соединений в клапане
осуществляются резиновыми кольцами с фторопластовыми шайбами.
Для исключения попадания горючего в КС до запуска уплот-
нение клалана 16 по седлу 17
выполнено двухбарьерным (по "усу”
и конусу) с дренажом между первым и вторым барьерами.
При сборке двигателя к штуцеру А, установленного на 1У-е£
КС, стыкуется магистраль от эжектора, через которую осущест-
вляется вакуумирование тракта горючего двигателя перед его
заполнением компонентом. Аналогичные штуцеры на остальных
трех клапанах заглушены.
Клаттан устанавливается в корпус, вваренный в магистраль
подвода горючего в КС и стыкуется с корпусом фланцевым соеди-
нением.
Все детали клапана изготовлены из стали 03XI2HI0MTP,
поршень 3 - из титанового сплава ВТ6, седло 17 - из бронзы
БрАЖ9-4.
Работа клапана в составе двигателя
В исходном положении клапан 16 под действием усилия пру-
жин 15 и 18 прижат к седлу 17. При этом входная полость кла-
пана сообщена через входные окна корпуса I сообщена с эжекто-
ром.
При подаче управляющего давления под поршень 3 клапан 16,
преодолевая усилия пружин 15 и 18,перемещается до упора в сед-
ло корпуса I и открывает поступление горючего в КС. Одновре-
менно с открытием клапана 16 происходит и открытие линии
дренажа 2 при упоре поршня 3 в клапан 5, а также закрывается
линия дренажа I специальным клапаном.
После запуска двигателя управляющее давление сбрасывает-
ся, при этом клапан 16 удерживается в открытом положении дав-
лением горючего. При останове двигателя по спаду давления го-
рючего на входе клапан 16, под действием усилия пружин 15 и
18, закрывается.
♦
ПНЕВМОКЛАПАН
00.0520.0400.0000.00.0
вход
/ вход
ДРЕНАЖ I
ДРЕНАЖ 1
ВЫ ход
КОРПУС: а-КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ: S- ПОРШЕНЬ: 4-КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ: — - КЛАПАН:
--КОЛЬЦО ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ:
7- ШАЙБА: S - КРЫШКА: S -ПРУЖИНА; 1О - КОРПУС; 11.1S - КОЛЬЦА УП
ЛОТ НИТЕ ЛЬ НЫЕ :1
- ШАЙБА; - КОЛЬЦО
УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ : IS - ПРУЖИНА; 1S - КЛАПАН : 17-СЕДЛО;
12 _ ПРУЖИНА .
лапал предназначен для управления подачей горючего к
газогенератору при запуске и останове двигателя.
Клапан состоит из корпуса 10 и затвора 4, который в исход-
ном положении под действием пружины 5 прижат к седлу. Седло 2
закреплено в корпусе гайкой I. Для уменьшения гидравлического
сопротивления клапана пружина 5 закрыта обтекателем 7. Управляю-
щие полости клапана образованы корпусом 10, упором 14 и
поршнем 13.
Клапан имеет: штуцер А - для продувки внутренних полостей
клапана и
газогенерат
ора
азотом
штуцера В и Б -
для подвода
управляющего давления; штуцер Г - для установки датчика управ-
ляющего давления; штуцер Д - для слива пускового горючего
после пусковой ампулы.
для герметизации жидкостной и управляющей полостей кла-
пана установлены резиновые кольца и фторопластовые шайбы.
Корпус 10 и поршень 13 изготовлены из титанового сплава
остальные детали — из стального сплава BHCIo.
До запуска двигателя клапан закрыт: затвор 4 прижат к
седлу 2 пружиной 5.
При подачи управляющего давления к штуце
Р7 В затвор 3, преодолевал усчлпе прудив, перемещается до
тч , „тол 14 и открывает проходное сечение
упора поршня io в угол w
клапана.
После запуска дв
клапан удерживается е
игателя
при сброс© управляющего давления
открытом положении давлением горючего
□таль сечения щгоха
При останове двигателя
затвора 4 ограниченного кольцом IG.
по спаду давления горючего, усп-
лпем пружины 5 и под действием управляющего давления (поден-
ного к штуцеру Е, зэ.твор 4 перемещается до посадки на седло 2,
тем самым прекращая поступление горючего в газогенератор.
ПНЕВМОКЛАПАН
00.0520 0408 0200.00.0
вход
ПНЕВМОКЛАПАН
00 0520.0408. 0200.00. 0
т ВЫХОД
ПРОДУВ К А
1- ГАЙКА
а- седло
з- кольцо
ЗАТВОР
!=- ПРУЖИНА
£В— ШАЙБА
7- ОБТЕКАТЕЛЬ
а- ШАЙБА
S кольцо
Ю-КОРПУС
11 - ШАЙБА
12- КОЛЬЦО
13- ПОРШЕНЬ
к:- упор
!•=- КОЛЬЦО
1S- КОЛЬЦО
17- ШАЙБА
Клапан работает на
жидком кислороде и предназначен:
для управления подачей окислителя в газогенератор при
запуске и останове двигателя;
для управления циркуляцией окислителя при захолаживании
по линии перепуска в бок ракеты.
Крепление клапана к корпусу генератора и подводящей магист-
рали осуществляется фланцевыми соединениями.
Клапан состоит из следующих основных частей:
корпуса I, поршня 5, штока 14, пружин 16, 17 и 18, клапа-
на 19, седла 22.
Уплотнение подвижных соединений клапана обеспечивается
металлическими манжетами 9 и 13. Фторопластовые кольца 2 и 4
являются грязесъемными сальниками
Уплотнение клапана 19 по седлу 22 осуществляется двух-
барьерным уплотнением - конусом клапана по "усу" и конусу сед
ла. Между "усом" и конусом имеется отверстие, которое при сня-
той заглушке 24 позволяет провести раздельно проверку герметич
ности каждого из барьеров уплотнений.
Неподвижное уплотнение между корпусом I и седлом 22 осу-
шестзляетоя прокладкой 21. Через канал, закрытый заглушкой 24
осуществляется проверка герметичности прокладки.
Седло 22 и гильза 15 выполнены из бронзы БрАЖЭ, остальные
детали из стали 03XI2HI0MTP.
ДЛЯ обеспечения требуемой герметичности и ресурса подвиж-
на уплотнений уплотнительные поверхности манжет 9 и 13 позоло-
/-.гоптия- 6 и штока 14 хромированные.
ченные, у поршня э и ш
Клапан работает следующим образом.
В исходном положении клапан 19 прижат к седлу 22 усилием
пружин 16, 17 и 18. При этом осуществляется циркуляция окислите-
ля через отверстия в направляющей корпуса I и штуцер перепуска
для захолаживания двигателя.
при подаче управляющего давления под поршень 5, шток 14
и клапан 19, продолевая усилие пружин 16, 17 и 18, перемещаются
до упора клапана 19 в седло Б корпуса. При этом прекращается
циркуляция окислителя в бак ракеты и окислитель поступает в
газогенератор.
При работе двигателя клапан удерживается в открытом положе-
нии давлением окислителя при сброшенном управляющем давлении.
При останове двигателя давление окислителя уменьшается и
клапан под действием усилия пружин закрывается, перекрывая
доступ окислителя в газогенератор.
Дренаж допустимой негерметичности управляющего давления
через манжету 9 осуществляется через клапан 6.
00 0520. 0409. 0000 00.0
КЛАПАН
00 0520 0409 0000.00.0
1-КОРПУС:
2—ШАМБА:
5-ПОРШЕНЬ;
ВЫХОД
2-КЛАПАН ДРЕНАЖНЫЙ;
3-ГАЙКА;
Ц-ШАИБА ;
7-КРЫШКА :
—/ УПРАВЛЯЮЩЕЕ
АВЛЕНИЕ
ПЕРЕПУСК
£3 - БОЛТ;
-МАНЖЕТА: Ю-ГАЙКА; 11 — ПРОК ЛАДК А ; 12- ГАЙКА: 13 — МАНЖЕТА: 14 - ШТОК:
15-ГИЛЬЗА
.17. Ш - ПРУЖИНЫ 13-КЛАПАН; 20
- КОЛЬЦО; 21-
ПРОК ЛАДКА ; 22 -СЕДЛО :
23 - БОЛТ ; 24 - ЗАГЛУШКА : 2’3 - ПРОКЛАДКА,
ба
Клапан предназначен для слива пускового горючего из пуско-
вых ампул, слива горючего из насоса
магистралей регулирования
и магистралей подвода горючего к ампулам камер сгорания.
хСтапан состоит из корпуса / и клапана/ 7 , которь
пружиноп 3 к седлу корпуса. Для разделения газовой
и жид-
косдной полостей используется резиновое кольцо b , защищенное
фторопластовой шайбой 6 . Упор 2 изготовлен из титаново-
го сплава, остальные детали - из стали.
для открытия клапана подается управляющее давление азота от
наземной системы, под действием которого клапан 7
перемещается
по соприкосновения упора 2 в корпус 1
тем самым открывая
проходное сечение клапана. При сбросе управляющего давления
клапан 7 под действием усилия пружины 3 возвращается в
исходное положение.
2М
ПНЕВМОКЛАПАН
00.0520 0420.0300.00.0
КЛАПАН ОС.0520.0420.0600.00.0
Клапан предназначен для управления подачей горючего в
поле завесы камеры сгорания при запуске и отключении двигате-
Клапан состоит из корпуса 5, затвора 7, штуцера I, порш-
ня 8, пружины 9, крышки II и уплотнительных колец 3, 4, 14 и
16.
X роТсра.*
Возможная негерметичность кольца 14?'осуществляется через
дренажные отверстия в крышке IC, закрытые пылевлагозащитным
кольцом 12.
Уплотнение затвора 7 осуществляется по посадке его на
кольцо 4 из фторопласта.
Уплотнение штока затвора 7 и поршня 8 осуществляется
кольцами 6 и 14,
5111
данными от выдавливания высоким давлением
в зазор фторопластовыми шайбами 13 и 15.
Соединение клапана с подводящей магистралью горючего и
камерой осуществляется резьбовым соединением штуцерного типа.
При подаче управляющего давления к клапану
затвор 7 перемещается до упора в корпус 5. После выхода двига—
теля на режим управляющее давление сбрасывается и затвор удер
живается в открытом положении давлением горючего, действующим
на площадь сечения штока затвора 7
ограниченного кольцом 6.
При останове двигателя по спада давления горючего затвор 7
под действием пружины закрывается, при этом прекратится пос-
тупление горючего
в поле завесы камеры сгорания двигателя.
Корпус 5 клапана
штампованный из стального сплава ВИС 16
затвор 7 — из ЕНС-25, штуцер
сплава ВГЗ, крышка 10 из алюминиевого сплава АК€.
Шайба II из стальной ленты I2XI8H9, нагартованной?
предназначена для исключения образования стружки при свинчивании
крышки 10 с корпусом 5.
Перед сборкой места соприкосновения уплотнительных резино-
вых колец и поверхности их соприкосновения, а также шайба II
и торцы пружины 9 смазываются смазкой СК-I для уменьшения сил
трения при сборке и работе клапана.
ПНЕВМОКЛАПАН
00.0520 0420.0600.00.0
I - ШТУ1ДЕР
ШАЙБА
— КОЛЬЦО
4- КОЛЬЦО
s— корпус
7- ЗАТВОР
— ПОРШЕНЬ
~ - ПРУЖИНА
ю _ КРЫШКА
11 - ШАЙБА
- КОЛЬ Ц О
?ЛЕКТРСШ-ШВМО’ШПЛН 00.0357.0358.0000.00.0
•ылектропнеЕмоклапан (ЭПК) предназначен для сброса
давления газа из блоков баллонов и подачи азота к эжектору
п командам, выдаваемым К1У пли автономно от наземных систем
ЭПК состоит из электромагнита (ЭМ)4 и собственно
пневмоклапанэ.
3 исходном положении при обесточенном ЭМ в подведенном
к входному штуцеру статом га.зе клепан IS под действием усилия
пру.лны 13 и давления закрыт. Клапан 2 также закрыт усилием
пружины 11 и давления, при этом полости, где расположены
пружины 11 и 13
сообщаются с полостью входного штуцера
два отверстия выполненных в корпусе 15.
дрп подаче напряжения на ЭМ атак 5, преодолевая давление
газа и усилие пружины II,
отжимает клапан 2 от седла 3 и
принимает его к седлу корпуса 15. Поступление газа со входа
е полости, где расположены пружины II и 13, прекращается, а
давление газа из этих полостей сбрасывается через лыски в
клапане 2 з отверстия в седле 3 и ЭМ 4 е окружающую среду.
Давлением газа,
действующим на клапан 16 со стороны входа,
клапан 16 отжимается от седла корпуса 15, обеспечивая поступле
ние сжатого газа, к выходному штуцеру. jIK открыт.
напряжения с Э’.1 клапаны 2 и 16 под деле три ем
13 и давления газа возвращаются в исходное
положение. ЭПК закрыт.
Корпус 15,
гайка
изготовлены ИЗ с?Л1СГТИНИQBого СПЛИТ3
АК6, клапаны 2 и 16 - из
стали 09Л6И4Б, шток 5 - из титанового
сплава ВтЗ, седло 3 - из стали ЗЗХА, торцевое уплотнение
клапана 16 - из полиамида, клапана 2 - из пластмассы ДАК8.
Конусное уплотнение клапана 2 по седлу 3 - из ре зпнч. П о при у-
ное уплотнение осуществляется резиновым кольцом 18, защищен-
ным фторопластовой шайбой 17.
а
ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН
00 0357.0358.0000.00.0
Я
<
я
ВХОД
1 - КОЛЬЦО УПЛОТ-
НИТЕЛЬНОЕ ;
2-КЛАПАН;
3 - СЕДЛО:
4 - ЭЛЕКТРОМАГНИТ;
S - ШТОК ;
В - ПРУЖИНА ;
7- ЯКОРЬ•
ТУЛКА •
ПРУЖИНА
1О- ПРОКЛАДКА ;
II - ПРУЖИНА ;
12 - КОЛЬЦО УПЛОТ-
НИТЕЛЬНОЕ :
• з- ПРУЖИНА :
ШТУЦЕР ;
1S- КОРПУС ;
1Е-КЛАПАН ;
17- ШАЙБА;
Ш—КОЛЬЦО УП-
ЛОТНИТЕЛЬНОЕ.
iTCPC'HWW.
Электропневмоклапан (ЭПК) предназначен
для подачи fu сброса)
сжатого газа к пневмоуправляемым клапанам по
командам, выдаваемых
Основные технические данные:
- рабочее давление газа на входе в ЭПК, кгс/см2
- I50..230
напряжение питания на клеммах электромагнита
постоянного тока, В
1,0
масса
ЭПК состоит из Эм 3 в собственно пневмоклапана..
В исходном положении (при обесточенном ЭМ и поданном к
входному штуцеру давлении) клапан 14 под действием пружины 9
и давления газа уплотнительным кольцом прижат к седлу корпуса 12.
Клепан 5 под действием усилия пружины 6 и давлении газа прижат
к седлу Г, при этом полость, где расположена пружина 9, сообщается
с полостью входного штуцера через два отверстия, выполненных в
корпусе 12. В этом положении доступ газа к выходному штуцеру ЭПК
закрыт, а полость выходного штуцера 18 через дренажный клапан 14
сообщается с
окружающей средой.
При подаче напряжения на ЭМ 3 шток 2, преодолевая давление
газа и усилие пружины 6, отжимает клапан 5 от седла ЭМ и прижимает
его к седлу корпуса 12. Поступление газа в полость, где располо-
жена пружина
со входа ЭПК прекращается, а имеющееся в этой
полости давление через щели
образованные между лысками на клапане
5 и седлом Г
1
а также через отверстия
Э?.1, стравливается в окру-
жающую среду.
Давлением газа, действующим на клапан 14 со стороны входа,
преодолевая усилие пружины 9, клапан 14 отжимается от седла
корпуса. 12, при этом клапан 13 прижимается к седлу корпуса 12,
перекрывая доступ газа к штуцеру 18.
В этом положении для газа, подведенного ко входу ЭЛК,
открывается доступ к выходному штуцеру и далее в магистраль под-
вода управляющего давления к соответствующему агрегату автоматики
двигателя-ЭПК открыт.
При снятии напряжения с ЭМ 3 клапаны 5, 13 и 14 под действием
пружин 6 и 9 и давления газа возвращаются в исходное положение,
а газ из полости, подсоединенной к выходному штуцеру, поступает
через штуцер 18 в общий коллектор, объединяющий дренажные полости
дублированных ЭПК и отводится в окружающую среду.
Корпус 12, гайка 7, штуцер 18 изготовлены из алюминиевого
сплава АК6, клапаны 5,14 - из стали 09П6НЧБ, шток 2, гайка I? -
из титанового сплава ВТЗ, седло Г - из стали 38ХА, торцевые уплот-
нения клапанов 13, 17 - полиамида, клапана 5 - из пластмассы ПАК-8 -
Конусное уплотнение клапана 5 по седлу
-из резины. Уплотнение
подвижного соединения выполнено из резинового кольца II, защищен-
ного фторопластовой шайбой 10. Уплотнение штуцера 18 и крышки 7
осуществляются кольцами 15 и 8.
ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН
00.0520. 0425 01 00 00 0
ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН
00.0520.0425 0100 00 0
| — ЯКОРЬ ; 2 —ШТОК : -э -
ЭЛЕКТРОМАГНИТ: 4 - ПРОК ЛАДКА.
5-КЛАПАН; В -ПРУЖИНА: 7-ГАЙКА;
-кольцо УП—
Ж
ОТНИТЕЛЬНОЕ: О - ПРУЖИНА 1О
— ШАЙВА : II — КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ; 12 - КОРПУС:
13 - КЛАПАН ;
- КЛАПАН : IS -
КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ;КЗ-ШАЙЬА: 17-ГАЙКА; 1G- ШТУЦЕР; Ю - КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬ-
21 - КОЛЬЦО;
ТУЛКА : 23 - ПРУЖИНА.
ПИРОКЛАПАН Д492-8С0
Пирбклалан (ПК) предназначен для перекрытия линии подачи
жидкого окислителя (кислорода) в камеру сгорания, при выключе
нии двигателя.
ПК состоит из следующих основных деталей^сборочных единиц:
корпуса I, клапана 2, пружины 3, направляющей 4, чеки 5, гай-
ки 6, угольника 7, поршня 8, прокладки 9, заглушки 10 и прок-
ладки II.
Большинство деталей выполнено из алюминиевого сплава.
Чека изготовлена из бронзы.
Корпус I имеет 2 штуцера: входной штуцер, к которому сты-
куется трубопровод от ТНА и выходной штуцер, которым ПК стыку-
ется с головкой КС. Кроме того, корпус I имеет: отвестие для
чеки 5 и резьбовое отверстие для установки клапана 2 и направ-
ляющей 4. Стык корпуса I с направляющей 4 уплотняется проклад-
кой II, стык заглушки 10 с угольником 7 — прокладкой 9, стык
корпуса I с угольником 7 - буртиком чеки 5.
Угольник 7 имеет резьбовое гнездо, в которое устанавлива
ется пиропатрон. Клапан 2 удерживается в открытом положении
чекой 5.
В исходном положении ПК нормально открыт. При подаче напря-
жения на пиропатрон происходит воспламенение его заряда. Силой
давления пороховых газов на поршень 8 срезается уплотнительный
буртик чеки 5, чека выходит из зацепления с клапаном 2 и чека
5 и поршень 8 заклинивается на конусной поверхности в угольни-
ке 7 и заглушке ID. Под действием силы пружины 3 клапан 2 и
/ лг^амтезгтяется и заклинивается в седле корпу-
перепада давления перемещав
са I, которое выполнено на корпусе со стороны штуцера выхода.
226
ПИРОКЛАПАН
Д4Э2 - BOO
1 — КОРПУС : 2 “ КЛАПАН : -з “ ПРУЖИНА ;
- НАПРАВЛЯЮЩАЯ
-ЧЕКА;е
- ГАЙКА ;
7- УГОЛЬНИК :
п — ПОРШЕНЬ; w “ ПРОКЛАДКА:
Ю - ЗАГЛУШКА
227
КЛАПАН U40I-300
.члапан обеспечивает работу двигателя на предварительной
ступени и перевод работы двигателя на рекэм главной ступени.
Устройство клапана
В приваренные к трубопроводу бобышки ввернуты две полуоси
10, на которые установлена заслонка 7. Заслонка через тягу 6
с помощью осей 9 связана со штоком 12. Шток 12 пирочекой II
удерживается в положении предварительной ступени.
Уплотнение жидкостной полости клапана осуществляется
резиновым
кольцами 28 в 14.
Все детали клапана изготовлены из стали
09И6НЧБ.
Упор 3 и шайба 13 изготовлены из алюминиевого сплава
Оси 9 и полуоси 10 имеют хромовое покрытие толщиной
20... 50 мкм.
Работа клапана.
запуске двигателя заслонка 7 через шток 12 удерживает-
ся на предварительной ступени пирочекой II. Величина расхода
окислителя через клапан определяется суммарной площадью
проходного
сечения между внутренним диаметром трубопровода
наружным диаметром заслонки и двумя отверстиями в ней.
При переходе на режим главной ступени подается напряжение
пирочеки II. Пиропатрон срабатывает и чека
па пирспатрон
выдергивается из
зацепления со штоком 12.
к
Под действием на шток 12 давления окислителя и момента
возникающего на заслонке от воздействия разности сил
на половинках заслонки (за счет разности площадей половин),
шток 12 перемещается до упора штока шайбой 13 в штуцер 3.
Вместе со штоком перемещается тяга 6, которая поворачива.ет
заслонку на 90°, обеспечивая расход через клапан, соотвествую-
щей главной ступени.
ПИРОКЛАПАН
М401 - 300
вход
ТРУБОПРОВОД
1- КОЛЬЦО
ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ: S- КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ: 3- ШТУЦЕР;
корПУС:'3-ПРИЖИМ,2-ТЯГА 7-ЗАСЛОНКА:£ -КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬ -
-ОСЬ;Ю
НОЕ;
-ПОЛУОСЬ; 11- ПИРОЧЕКА: 1S- ШАЙБА: 13- ШАЙБА: 1*4- КОЛЬЦО
УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ.
ШД^ДО0ЗДУ1БРЛЧНЩ Ш56-4ПП
Клапан мрожибранннЯ (ИЖ) предназначен для раз0бщеши
полости насоса гончего от полости полнолицей магистрали при
длительном хранении двигателя
Клапан состоит из корпусов I, 2 и II. к корпусу II при-
варена мембрана 8. Между корпусами 2 и II установлен нож 5 и
„олъцо 10. Корпусы 2 и II между собой свинчены и затем сварены.
Мембрана также приварена точечной электросваркой к переклади-
не 7. Перекладина приварена к корпусу 2, ребро 9-к корпусу II.
К корпусу 2 приварены две бобышки 12 с резьбовыми гнездами
для установки пиропатронов. Внутренняя полость каждой бобышки
соединена с кольцевой полостью отверстиями.
Кольцо 10 выполнено из алюминия, остальные детали ПИК —
из стали. Уплотнение кольца 10 осуществляется резиновыми кольца-
ми 4 и 6.
При подаче напряжения на пиропатроны происходит воспламене-
ние ВС. Давление газов ВС, передается через алюминиевое кольцо
10 на нож 5. Нож 5 перемещаясь в направлении мембраны 8, срезает
последнюю по окружности. Под действием потока продукта срезанная
мембрана отгибается по направлению потока и облегает перекладину
7, открывая доступ компонента в насос.
КЛАПАН ПИРОМЕМЕРАННЕЙ M494-I00
Клапан пиромембранный (ПМК) предназначен для разобщения
полости насоса окислителя от полости подводящей магистрали
при длительном хранении двигателя.
Клапан состоит из корпусов I и 6. К корпусу 6 приварена
мембрана IC. Между корпусами I и 6 установлен нож II и коль-
цо 12. Корпусы свинчены и уплотняются резиновым кольцом 9.
Мембрана приварена точечной электросваркой к перекладине 8.
Перекладина приварена к корпусу I.
Для предохранения кольца 12 от воздействия пороховых
газов пиропатронов установлен вкладыш 14.
К корпусу I приварены шесть бобышек 7 с резьбовыми гнез-
дами для установки пиропатронов. Внутренняя полость каждой
бобышки соединена с кольцевой полостью отверстиями.
Кольцо 12 выполнено из алюминия, остальные детали ПМК -
из стали. Уплотнение кольца 12 осуществляется резиновыми
кольцами 13 и 15.
При подаче напряжения на пиропатроны происходит воспла-
менение ВС. Давление газов ВС передаются через кольцо 12 на
нож II. Нож II, перемещаясь в направлении мембраны 10, среза-
ет последнюю по окружности. Под действием потока продукта
срезанная мембрана отгибается по направлению потока и облегает
перекладину 8, открывая доступ компонента в насос.
2 52
КЛАПАН ПИРОМЕМБРАННЫЙ
М456 - 400
КОРПУС: 2- КОРПУС; 3 - ВКЛАДЫШ : 4 - КОЛЬЦО УП-
ЛОТНИТЕЛЬНОЕ : 5 — НОЖ : S- КОЛЬЦО
7 - ПЕРЕКЛАДИН А ; О-МЕМБРАНА; Е
УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ 5
- РЕБРО ; 1О - КОЛ fa-
ll - КОРПУС
12 - БОБЫШКА
КЛАПАН ПИРОМЕМБРАННЫЙ
М 494-100
КЛАПАН ПИРОМЕМБРАННЫЙ
М4Э4 - 100
I - КОРПУС :
2- БОЛТ;
ШАЙБА :
БОЛТ:
S- ШПИЛЬКА;
а- КОРПУС ;
7- БОБЫШКА :
ПЕРЕКЛА ДИНА ;
S- КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ :
ю - мембрана ;
11 - НОЖ:
- кольцо
- КОЛЬЦО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ:
КЛАДЫШ :
1*5 - КОЛЬЦО
УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ.
Клапан обратный (КО) устанавливается в магистрали подачи
горючего от пускового бачка в регулятор расхода и предназначен
для исключения утечки горючего из магистрали высокого давления
регулятора расхода в сторону пускового бачка .при работе двига-
теля.
КО состоит из корпуса I, упора 2, седел 3, пружин 4 и
клапанов 5.
Корпус 2, седло 3 и упор изготовлены из титанового спла-
ва, клапаны 5 - из бронзы,
пружины 4 - из стальной проволоки.
КО работает следующим образом.
При поступлении горючего на вход КО клапаны 5, преодолевая
усилие пружин 4, отжимаются от седел и перемещаются до соприкос-
новения с упором 2, удерживаясь в этом положении перепадом
давления горючего на клапанах 5. С прекращением расхода горючего
клапаны 5 под действием пружин 4 возвращаются в исходное поло-
жение .
Клапан обратный предназначен для гарантированного сохра-
нения давления газа в управляющих полостях пневмопривода,
клапанов окислителя и горючего при рэ.боте двигателя в случае
разгерметизации магистралей пневмоблока и высокого давления.
Клапан установлен в блоке автоматики.
Клапан обратный состоит из корпуса I, затвора 3, направ-
ляющей 5 и пружины 4. Уплотнение затвора 3 к седлу корпуса I
осуществляется резиновым кольцом 2, запрессованным в затвор.
При заполнении блоков баллонов высоким давлением газа.
происходит открытие клапана и заполнение мани с трален до ЗПК.
При стравливании давления или при уменьшении его со стороны
входа е случае разгерметизации системы высокого давления
затвор 3 усилием пружины 4 и давлением газа со стороны выхода
принимается к седлу корпуса, сохраняя давление в магистралях.
Корпус I и направляющая 5 изготовлены из титанового
сплава БТЗ, затвор 3 из бронзы БрБ2 с запрессованным уплотни-
тельным резиновым кольцом 2.
КЛАПАН ОБРАТНЬ
00. 0520. 0486. 0200. 00.0
ВЫХОД
ВХОД]
КОРПУС;
УПОР;
СЕДЛО;
ПРУЖИНА :
КЛАПАН.
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ
00 0520.0490.0200.00.0
1-КОРПУС; 2- КОЛЬЦО:
пружиНА . S- НАПРАВЛЯЮЩАЯ
00.С520.04 SO.0300.00.0
лалгши обратные (Ко ) установлены
е блоке автоматик!'] я
предназначены для обеспечения предпусковых
и послепусковых
продувок двигателя. Кроме того
так;хе установлен в
БьП (электропневмоклапан включения
вакуумирования полостей) с эпектопом и гта™.
/ aieujpoj и предназначен для под-
да. 1 азообразного азота к соплу эжектора.
Обратны! клапан состоит из корпуса I
•лад эн а 2
Для обеспечения герметичности посадки клапана 2 на седло
рпуса 1 в тарель
клапана завальцовэно бтопоплэстогое
уплотнительное кольцо 5.
Корпус I и упор 4 изготовлены из титанового сплава
клал ан
бериллиевой
бронзы ЕрЕ
прулина - из
роводоки 20-1,2, уплотни тельное кольцо-пз фторопласта-4.
3 исходном положении клапан 2 усилием пружины 3 примат
к седлу корпуса I.
При поступлении газообразного азота (гелия) на. вход /£
о
тарель клапана 2 (при давлении газа 0,45...0,9 кгс/с-Г, прео-
долевая усилие пружины 3, отнимается от седла корпуса I и газ
через отверстия упора 4 проходит на выход КО.
При прекращении подачи газообразного азота (гелия)
клапан уеялмеы пруждаш 3 возвращается в исходное поло>.енпе.
236
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ
I
00.0520.0490 .0300.00.0
вход
I - КОРПУС : 2 - КЛАПАН; S - ПРУЖИНА; - УПОР
m БАЧ°К
^•0520.0601.0200.00.0
Пусковой бачок горючего
пусог 6 с проставкой Ц.
Во внутренней полости бачка
выполнен сваркой 2-х кор-
вмонтированы две мембраны 4
из эластомерного материала, даа
ойыиншс кольца 3 в коллектор ю
лепестковых кольца 5, два
, выполненный в виде двух
полусфер, соединенных цилиндрической обечайкой 9.
С целью равномерного распределения давлеЯЙЯ
газового потока на мембраны обечайка и полусферы коллектора
имеют множество отверстий.
лля обеспечения заданной формы и устойчивого положения
бурта мембраны 4 кольцо 5 выполнено многолепеетковым..
Полости бачка соединены трубопроводом 2,
а через троиники
подсоединены к магистралям горючего. Штуцер 15 слежит
подсоединения бачка к системе управляющего га.за.
-ля придания трубопроводу 2 устойчивого положения приме-
нены два кронштейна 12 и упрутодемпфирующие кольца 13.
Проток продукта в бачок и из бачка осуществляется через
множество отверстий диаметром в один миллиметр каждое, выпол-
ненных в сферической
части корпусов в месте приварки тройни-
ков I.
Суммарное проходное сечение отверстий в корпусе эквивалент-
но проходному сечению тройника I.
Для крепления бачка к энергоустановке имеется кронштейн
14 с четырьмя отверстиями под крепежные детали.
При заполнении бачка горючим продукт поступает через
Еоздействуя на мембрану перекладывает ее на коллектор.
тройник и
При пытеснении прод ли, из бачка через штуцер 15 подается
управляющий газ.
Равномерно распределяясь пз сферическим поверхностям кол-
лектора газ через отверстия давлением на мембрану вытесняет горючее
из бачка.
Рабочий объем бачка 18 литров.
Коллектор 10 выполнен из титанового сплава 0Т4, мембрана - из
резины ИРП-2130, остальные детали выполнены из стали BHC-Z6.
бачок пусковой
00.0520.0601.0200.00.0
2а2
БАЧОК ПУСКОВОЙ
00. 0520.0601 0200.00 .0
-KPOI 1ШТ1Э111
о -ТРОЙНИК
4 -TPVI5A
S -MIZI /I15PAI IA
11 -()№-1ЛЙКЛ
1Z= - |—»р:х;тА1=КА
!£• -KFOI 1ШТ15Й1 I
оспозло:;
поп уставов
сатопоз
пуске опепгетпчзс
nupnvea
ле по
трубопроводами
пере ле дайте л потоков
1еыбвалы
ЗОЗрЗ;
вскпшзаэтся
*
горзчего до
упора з
леыбралаып от
корпусов зазоранпых
обратных переыедсиня.
ТРУБОПРОВОД ЗАПУСКА
00.1723. 0602.0600.00.0
ТРУБОПРОВОД ЗАПУСКА
00.1723.0602.0600.00 О
Ю — ШТУЦ1Е13
регатов мезт
Tx j ^-ОДРСВСЙЫ
^^.ЧвДИЛ ДЛЯ Обррдопат-’Г-Т
t ииеслочеалл стыков
передачи
*’ для уденьшения'вйбрацпи с о
Для обеспечения перемещения одного
способного
выдержи-
значите^ные давления. Существующие нормализованные
гибкие
трубопроводы (нормами ав
иацдонно
й промышленности) не
рабочих давления и коррозионной
Для обеспечения
качеств
в трубопроводах в качест
ве герметичной
обо ЛО
дменяется
горрированныд
шланг-сильфон
(см. трубопроводы Д086-12С, ОС.052С.0605.4С50.
00.0,
M0C5-I3C
поз. 2, М0С2-470 поз. 6). Материал сильфона - сталь I2KI8HIGT.
Сильфон
гнутотойнтгй. В общем случае число слоев сяльюона и
каддото слоя зависит от давления
на которые*он рас-
повышения прочности сильфона между гофрами
устанавливаются кольца ( см.
трубопроводы М002-470 и M005-I30, ).
Сильфон приваривается к ниппелю импульсной сваркой»
Силовым элементам, воспринимающим осевую силу, является
двухслойная оплетка (см. трубопроводы ДСо6-1<0,
00.0520.0605.4С5С.ОС.С, 1005-130 поз. I, М0С2-470 - поз. 7).
В зависимое
от величины рабочего давления оплетка может
шбо из нержавеющей ото./
энной проволоки, либо из нерша-
углеродиетой проволоки.
очень больший раоочил —
____применения особой высокопрочное про-
волокл с
= 360 -е- 380 кг/мг/й
Увеличение числа слоев
оплетки
как и увеличение диметра
проволоки приводит к ухудшению гибкости трубопровода.
Существует несколько способов закрепления оплетки
I. Способ закрепления оплетки (си. трубопровод 3’002-470),
основанный на использовании силы трения, возникающей между
кольцами 4 и 5 и оплеткой 7 при обжатии муфты 2.
При вытягивании проволоки пз заделки к силам трения,
препятствующим выползанию проволок из заделки добавляется
сила, необходимая для перегиба проволок.
2. Способ закрепления оплетки с помощью сварки
(тр-д 0С.С52С.G6C5.4050.0С.0).
24-7
ТРУБОПРОВОДЫ
Д086-120
1 -ОПЛЕТКА
S -ШЛАНГ ГО<1>РН1=О|=А1 К 1Ы1 I
3 -МУФТА
НАРУЖНОЙ
15ОИМА
S-ниппель
7 -кольца стопорной
а -ГАНКА HAKHJLLH Ат1
00.0520.0505.4050.00.0
1 - оПЛНТКА
S -СНЛЬ<1>ОГ1
ТРУБОПРОВОДЫ
М 005 -130
2 -ШЛАНГ
ГО<|>РИ1-О|=АННЫЙ
резшсвьын
НАРУ ЯСНОЕ
!= — IwlytUTA
ВНУТРЕННЕЕ
В - НИППЕЛЬ
1!ате риал спльрояа - сталь ЗбнХТЗ
Кольца - сплав 316
Лента - сталь I2XI8III0T
Карданного
от»
’ЗИЛ
сталь BX-2I0
сталь
- 95X13
Палец -
81 XS 6 srsiso
СО’ПШПППГОЦ
VHCJXOS
rsonnodov
Ю1П81Х81 «itozo
DIJOt.^K'O UBIIQOSDn
oxKio^uot Biiii::^dsono:i
ХБгоппоаог: c
ЕППЕЕЗПОЕОПОВС)
aooc
гйг andon
03
"toil ВГЭГТОЙО1
iroonrocl or rod
Г.01
‘HEKOECOI;
эайсоиипеос
o£ oocooo
IirCIiO."
inrOIIDGEOO
eii^ro
с игаигаассшн
f *
L'OiOL'L’CE
GODEITiiOHOOpO
BdOuDOEonro;
С’ЛООШх
EOI
4 -
4
f
M >
2 Xofnd 0
КОМПЕНСАТОР
00.0521.0605.3100.00.0
1. Кольцо КАРДАННОЙ
з. Вилка
!> СИЛЬФОН с кольцом
7 110ДШИПНИК
о
КОМПЕ НС ATOP
00.0520 0605. 3100.00.0
О.
о
о
ш
КОМПЕНСАТОР
М (ЮЗ - 300
- КОРОМЫСЛО
Ы IU
-КОРПУС
СИЛЬФОН
С 1-НО1!11О1=ЫМ!|
КОЛЬЦАМИ
!5 -<1>ЛАН1£Ц
S -Ч1£ХОЛ
7 — 1~НЛКА
В -КОНТРГАЙКА
S - СТЯЖКА
Ю -КОНТРГАЙКА
11 -151'1 ЛК А
12 - ШАЙ15А
13 -ПАЛ15Ц
1^1 -U1/XI'II5A
1S - ШПЛИНТ
КЯШ’ПИЙ^ОП
91-0Ш - Biuret
tf.v US -
coirndnc i: пятер/М
done
i: dol'ou ojondoiio
• ndouo 0J9
О1ЮТОМ OOHUUKdU" - ПСНОГ.’ЭЕС ОШОИЮ Cl^OOnifOII LuihOE
OimrOSSOII nOSDJOdiTE ППНЕОПОО 0 KICTChCJI UI?e£ 9IIHO20E0n0Bd 90170000
• p - eoj£ on Eoscjadjc
0° +
ЗШИСОПОО IIIIIIUhOH Iltlll ЕЙГЭПОЙОП ОЕОПЕГОПОО ПОЙОПНЭС Э7777ЭЕСЕЙПЛ 1ЭОСП:
ЭПОЭрО ВПЯВЫЗЯ 1ГЭС£ ЭО0С2ОП ПСПНГЖЗСЯ С ТЭПОСТСЕО DpEJSIi гэьо о
Hiinnhc:-
roe/I плаойпопго ‘
г 8-^20017
OqCCj.
or
£й?.ог; еооого." с о::сорЛ’ с гагопог codoo • -• г Лтпсг" г. Т £оь’оя
Гл 1 А
Лпонасцо :т гоп::ь'се::с112 *ro:;nop£d иопЕтоопЭэгхо -ошгогоогггог -сгйи»он
orcf n'd^cndn Suiiozo ь”;п1и..гЛнс г ‘ оеогео cjo-orsrni: си погтос.'тс наг
Cure Dcoj ojos;a^uCdoEr:oEo:ioonc ь':;ссо"эТ7еои r,o nzcMuc пгО' гоСстто
077110 Г700Е0
пггоппс
вппэпигон вк]7 • (г
О Ь'ОГО оеоГтз:
rnroroojoun L'ocaZoHL-oiio::
о иоооонопсо:-
Т“
ПГССйОП 17 0000
о•00-00S8-£090*0250-30
•' - V h V 4 Г Г- гг
(
ЧУ *—44Д КУХ 4 4
уела
:ачампя
лшолпсим
-чгт ^ТА
Oli-J>X J.
Зля перевода осдолпа::
*1г
агзегтгоз
-А
□ рабо-
предусмотрена
чее
полосеяле
которая иарнлрко
одно л
113 опоп
*
узла
ачапп
УЗЕЛ КАЧАНИЯ
00 0520.0603.8500.00 0
УЗЕЛ КАЧАНИЯ
Шарсвые опоры
передачи тягового усилия от
рамы
рэ.боталоще
ргоустэновки предназначены
CJ
Ъдму и
выполнения регулировочных работ
взаиморасположения камеп гг=т^„
л<-лер, параллельное
камеры энергоустановки на
по обеспечению заданного
нзе срезов сопловых
ть их осей
частей камер вдоль оси
а также положе-
Парсгая пята 6 ввертывается
энергоустановки.
ттта „ Е Резьб°2ую втулку рамы. Положе-
НТ 6 ОИ ПНТЫ ПОСЛб ТЗбГУЛПРОРтггг
1 гу воровки фиксируется контргайкой 5.
Б стакан
приваренный к камере,
вставлено регулиро-
х. хслова шаровой пяты заката мезду
помещении внутри регулировочного кольца и шайбой
подпятником 2,
Подкатив пяты осущест
стакан шаровой споры.
яется накидной гайкой
4, навернутой на
гадиоЛьное смещение шаровой пяты 6 в стакане
опоры осуществля-
п подпятником 2, имеющим эксцентри-
сптет посадочных
поверхностей
по 2 мм.
Регулировка
обеспечивает
смещение оси шаровой опоры от оси
стакана до 4 мм.
Конструкция
шаровой опоры
допускает также отклонение оси шаро-
счет поворота головки шаровой пяты по сферическим
поверхностям подпятника и шайбы.
Подпятник 2,
шайба 3 и регулировочное кольцо I изготавливаются
из стали ЗОХГСНА, материал остальных деталей шаровой опоры - сталь
ЗАГЛУШКА
д Т7С - еоо
Заглушка предназначена для герметизации камеры и
защиты внутренней поверхности от попадания воды, пыли, грязи
и посторонних твердых частиц в процессе транспортирования и
хранения, а так же и для герметизации камеры при проведении
опрессовочных работ.
Заглушка, содержит крышку 5, имеющую 2 кольцевые проточки
для установки герметизирующих эластомерных уплотнителей, коро-
мысло I с двумя обрезиненными башмаками, мешок с силикагелем 2
для отбора влаги из герметизируемой полости, стяжку 3, манжету
4, ручку 8, прокладку 7, кольцо 6, гайку IZ, валик 13, 2 втулки
14, переходник 12, гайку накидную IQ, ручку 9 для установки и-
съема заглушки. Для снижения контактной нагрузки на стенку ка-
меры и исключения ее повреждения башмаки коромысла имеют доста-
точно большую обезжиренную опорную поверхность.
С целью устранения избыточной влаги из внутренней полости
камеры применен силикагель, засыпаемый в специальный мешок,
закрепленный на крышке заглушки со стороны внутренней полости
камеры.
Необходимая герметизация заглушкой внутренней полости ка-
меры достигается взаимным стягиванием коромысла I и крышки
заглушки 5 с помощью стяжки 3 и переходника 12, при этом для
удержания корпуса заглушки от проворачивания применена ручка 8.
Для удобства монтажа заглушки и равномерного распределения
нагрузки на стенку камеры от коромысла стяжка 3 закреплена на
коромысле I шарнирно в геометрическом центре.
Крышка заглушки и коромысло выполнены из алюминиевого спла
ЕЭ. АЛ-4, стяжка - из стали 38ХА.
ШАРОВАЯ
ПОДПЯТНИК
КОЛЬЦО
3 -ШАЙКА
4| - ГАЙКА
ОПОРА
КОНТРГАЙКА
ШАРО13АЯ ПЯТА
ТУЛКА РАМЫ
СТАКАН КАМЕРЫ
П
tn
Cl
Д170-800