motor racheta lichid

motor racheta lichid - un motor, care servesc drept combustibil pentru gaze lichefiate și produse chimice lichide. În funcție de numărul de componente LRE împărțit în una, două și trei componente.

O scurtă istorie a dezvoltării

Primul se folosește hidrogen lichid și oxigen drept combustibil pentru rachetele au sugerat KE Tsiolkovsky în 1903. Primul prototip creat LRE american Robert Howard în 1926. Ulterior, evoluții similare au avut loc în URSS, SUA și Germania. Cel mai mare succes realizat de oamenii de știință germani: Thiel, Walter, von Braun. În timpul al doilea război mondial, au creat o întreagă gamă de LRE în scopuri militare. Există o vedere care este creat de către Reich „V-2“ înainte, ei ar fi câștigat războiul. Ulterior, războiul rece și cursa de arme au fost un catalizator pentru a accelera dezvoltarea motorului rachetă în vederea aplicării acestora în programul spațial. Cu ajutorul RD-108 au fost puse în orbita Pământului primii sateliți artificiali.

expander Astăzi utilizate în programele spațiale și un armament de rachete grele.

domeniu

După cum sa menționat deja mai sus, extensorul este folosit în principal ca motor al vehiculelor spațiale și de lansare. Principalele avantaje ale LRE este:

• cel mai mare impuls specific în clasă;
• capacitatea de a efectua o oprire completă și restart asociat cu manipularea tijei asigură o manevrabilitate sporită;
• greutate semnificativ mai mică a compartimentului de combustibil în comparație cu motoarele de combustibil solid.

Printre deficiențele LRE:

• mai complexe și aparate scumpe;
• cerințe sporite pentru transportul în condiții de siguranță;
• într-o stare de imponderabilitate, este necesar să se utilizeze motoare suplimentare pentru depunerea de combustibil.

Cu toate acestea, principalul dezavantaj este capacitatea energetică limita de combustibil LRE, care limitează dezvoltarea spațiului cu ajutorul lor la o distanță de Venus și Marte.

Proiectare și Funcția

LRE principiu de funcționare singur, dar se realizează prin utilizarea dispozitivelor de diferite scheme. Combustibil și oxidant sunt alimentate cu ajutorul pompelor de la tancuri la diferite cap duza, sunt injectate în camera de ardere și se amestecă. După aprinderea este transformată în cinetică și prin duza sub presiune urmează energia internă a combustibilului, creând un jet de tracțiune.

Sistemul de carburant include rezervoare de combustibil, țevi și pompe pentru turbina pentru pomparea combustibilului din rezervor în conductă și valvă de regulator.

Pompă de alimentare cu combustibil creează o presiune ridicată în cameră și, în consecință, o extindere mai mare a fluidului de lucru, care se realizează datorită impulsului specific maxim.

Duza cap - unitate de injector pentru injectarea combustibilului în componentele camerei de ardere. Cerința principală a duzei - calitatea de amestecare și viteza de alimentare cu combustibil la camera de combustie.

sistemul de răcire

Deși proporția structurii de transfer de căldură într-un proces de combustie este neglijabilă, având în vedere problema urgentă de răcire la o temperatură de ardere ridicată (> 3000 K) și cu care se confruntă distrugerea termică a motorului. Există mai multe tipuri de răcire pereții camerei:

răcire regenerativă se bazează pe crearea unor cavități în pereții camerei, prin care oxidantul fără combustibil, răcirea peretelui camerei și căldura cu lichid de răcire (combustibil), înapoi în camera.

strat limită - este creat din stratul de gaz combustibil de vapori la pereții camerei. Acest efect este realizat prin montarea la periferia capetelor de duze hrană numai combustibil. Astfel, amestecul de combustibil comburant suferă dezavantaj, iar arderea la perete nu este la fel de intens ca și în centrul camerei. Stratul de temperatură de delimitare izolează temperaturile ridicate din camera centrală de pe pereții camerei de ardere.

Metoda ablativ de răcire a motorului cu combustibil lichid se realizează prin aplicarea la camera și peretele duzei de un strat special rezistent la căldură. Acoperirea la temperatură ridicată trece din solid în stare gazoasă, care absoarbe o mare parte din căldură. Această metodă de răcire a motorului rachetă lichid utilizat „Apollo“ în programul lunar.

Pornirea LRE operațiune foarte importantă în ceea ce privește explozie în cazul unor defecțiuni în punerea sa în aplicare. Există componente piroforice cu care nu există nici o dificultate, dar atunci când este utilizat un inițiator extern aprindere consistența necesară alimentarea ideală cu componentele combustibile. Acumularea de combustibil nears în camera este forță explozivă devastatoare și promite consecințe grave.

Rularea de motoare mari rachetă cu combustibil lichid are loc în mai multe etape, cu ieșire ulterioară la putere maximă, în timp ce motoarele mici sunt pornite cu acces instantaneu la o capacitate sută la sută.

Sistemul de control automat este caracterizat prin motoare de rachetă cu combustibil lichid care efectuează pornirea motorului sigure și de ieșire la modul principal, o operațiune de control stabil, controlul tracțiunii în conformitate cu planul de zbor, reglementarea consumabile, deconectarea la ieșire la o traiectorie predeterminată. Datorită incalculabil LRE furnizarea de garanție echipat de puncte de combustibil pentru rachete ar putea ajunge la orbita dorită pentru abateri în program.

Componentele de combustibil și alegerea lor în procesul de proiectare sunt critice în aranjament, motorul rachetă cu lichid propulsor. Pe această bază, determinată de condițiile de depozitare, de transport și de tehnologia de producție. Cel mai important indicator al unei combinații de componente este impulsul specific, care determină distribuția de combustibil procente în greutate și de mărfuri. Mărimea și masa rachetei Tsiolkovsky calculată cu ajutorul formulei. În plus densitate impuls specific afectează dimensiunea rezervoarelor cu componentele combustibilului, punctul de fierbere poate limita condițiile de funcționare ale rachetelor, agresivitate chimică tipică a tuturor oxidanți și funcționarea necorespunzătoare a rezervorului poate cauza o oală de incendiu, toxicitatea unor compuși de combustibil poate provoca daune serioase atmosferei și mediului . Prin urmare, deși fluor este un agent mai bun oxidant decât oxigenul nu este utilizat din cauza toxicității sale.

One-component Motoare rachetă cu combustibil lichid, folosind lichid drept combustibil, care, prin interacțiunea cu catalizatorul, se descompune cu eliberarea de gaz fierbinte. Principalul avantaj al unui LRE simplitate-o componentă a designului lor și, deși un impuls specific de astfel de motoare mici, ele sunt ideale ca un propulsor cu emisii reduse de împingere pentru orientare și stabilizare a navelor spațiale. Aceste motoare sunt utilizate sistem dimensiune de excludere de alimentare cu combustibil și nu au nevoie de un sistem de răcire datorită temperaturii scăzute de proces. Pentru un singur motoarele componente sunt de asemenea gazoreaktivnye motoarele care sunt utilizate în condiții de emisii non-termice și chimice.

La începutul anilor '70 din Statele Unite și Uniunea Sovietică a dezvoltat motoarele de rachetă cu combustibil lichid cu trei componente care vor fi folosite drept combustibil, hidrogen și hidrocarburi de combustibil. Astfel, motorul va funcționa pe kerosen și oxigen la pornire și au trecut la hidrogenul lichid și oxigen la mare altitudine. Un exemplu de trei LRE în România au RD-701.

Controlul de rachete a fost aplicat pentru prima dată în rachete „V-2“ atunci când este utilizat grafit cârmele gasdynamic, dar acest motor de tracțiune redusă, și în rachete moderne utilizate de camera rotativă atașată la carcasă prin balamale care creează flexibilitate în una sau două planuri. Mai mult PTZ controlează, de asemenea, motoarele sunt folosite, care sunt fixate duzele în direcția opusă și, când este cazul, unitatea de comandă în spațiu.

LRE ciclu închis - motor, dintre care un component este gazeificat prin ardere la temperatură joasă, cu o mică parte a unei alte componente a actelor de gaz produse ca corpul turbinei, și apoi introdus în camera de ardere, unde este arsă cu reziduuri de combustibil și componentele creează forța de tracțiune cu jet. Principalul dezavantaj al acestui sistem este de design complexitate, dar acest lucru crește impulsul specific.

Perspectiva de creștere a motoarelor de rachetă putere lichid-gaz propulsor

Fondatorii școlii românești LRE, al cărui sediu a fost mult timp Academician Glushko, caută să maximizeze utilizarea de combustibil și energie, ca urmare, este posibil impulsul specific maxim. Deoarece impulsul specific maxim se poate obține numai cu o creștere de expansiune a produselor de combustie în duză, toate evoluțiile sunt efectuate în căutarea de amestec ideală de combustibil.