Атлас. Атлас конструкций жрд. Описания. Часть I
 Скачать 0.87 Mb.
|
10,7 кг/тс. |
| тяга, тс: | |
| – у земли | 10,0 |
| топливо: | |
| – окислитель | АК-27И |
| – горючее | ТГ-02 |
| секундный расход, кг/с: | |
| – окислителя | 31,94 |
| – горючего | 8,88 |
| весовое соотношение компонентов топлива | 3,6 |
| коэффициент избытка окислителя | 0,78 |
| давление газов, ата: | |
| – в камере сгорания | 67,4 |
| – в выходном сечении сопла | 0,98 |
| удельная тяга, сек: | |
| – у земли | 245 |
| удельный импульс давления, сек | 159 |
| относительная расходонапряжённость сечения у головки, г/(с·см2·ата) | 1,08 |
| объём камеры сгорания до критического сечения, л | 15,57 |
| литровая тяга, кгс/л | 642,4 |
| коэффициент полноты давления в камере | 0,988 |
| коэффициент сопла | 0,971 |
| масса камеры, кг | 51,5 |
Газодинамический профиль камеры
Дозвуковая часть сопла выполнена (лист 29) в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик.
Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-1.
Таблица 2-1
| расстояние от ФГ, мм | диаметр, мм | расстояние от ФГ, мм | диаметр, мм |
| 20 | 120,9 | 140 | 218 |
| 40 | 138 | 200 | 257,4 |
| 60 | 155,1 | 300 | 309,3 |
| 100 | 188,1 | 400 | 340 |
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, цилиндрического участка с докритической частью сопла и закритической части сопла.
Форсуночная головка
Форсуночная головка состоит из силового кольца (15), огневого днища (14), среднего днища (12), штампованного разделительного диска (11), сферического наружного днища (9), стакана (8) с обратным клапаном (7) и двухкомпонентных форсунок.
Полость окислителя образована огневым (14) и средним (12) днищами.
Полость горючего – средним днищем (12) и разделительным диском (11). Разделительный диск, огневое и среднее днища привариваются к силовому кольцу (15). Среднее и огневое днища связаны 157 двухкомпонентными форсунками посредством развальцовки форсунок окислителя и пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме.
Двухкомпонентная форсунка (лист 29, сеч. КК) состоит из корпуса форсунки окислителя (30) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (29).
Герметичность и прочность соединения между корпусами форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточке на корпусе форсунка горючего.
Из 157 форсунок горючего 55 выполнены увеличенного расхода и установлены в центре форсуночной головки по сотовой схеме расположения. Геометрические параметры этих форсунок: диаметр камеры закручивания 6 мм, длина – 7,5 мм. Форсунка имеет 3 тангенциальных отверстия диаметром 1,44 мм. Сопло имеет диаметр 3,05 мм, длину 3 мм.
Форсунки окислителя, входящие в ядро, имеют геометрические параметры: диаметр камеры закручивания равен 9 мм, длина – 2 мм, 4 тангенциальных отверстия диаметром 2,2 мм. Сопло имеет диаметр 6,5 мм, длину – 3 мм.
Вокруг ядра по двум концентрическим окружностям установлено 66 форсунок с уменьшенным в два с половиной раза расходом горючего. Все 66 форсунок горючего имеют одинаковые диаметр и длину камеры закручивания с форсункой увеличенного расхода. Количество тангенциальных отверстий в камере закручивания у форсунок уменьшенного расхода равно двум с диаметром 1,23 мм. Диаметр сопла равен 1,94 мм, длина его – 2,0 мм. Кроме того, на периферии огневого днища по одной концентрической окружности установлено еще 36 форсунок увеличенного расхода горючего (как в ядре) для создания пристеночного слоя. В трех концентрических рядах форсунок расход окислителя уменьшен в два с половиной раза по сравнению с ядром за счет изменения геометрии форсунки окислителя. Геометрические параметры этой форсунки следующие: диаметр камеры закручивания 9 мм, длина камеры 2 мм, 4 тангенциальных отверстия с диаметром 1,5 мм, сопло имеет диаметр 5,9 мм, длина сопла 2 мм.
Такое расположение форсунок обеспечивает эшелонированный фронт горения по длине камеры, что приводит к уничтожению высокочастотных колебаний и созданию защитного пристеночного слоя.
Перепад давления на форсунках окислителя равен 5,5 ат, а на форсунках горючего – 12 ат.
В центре огневого днища приварен стакан с шестью антидетанационными ребрами (вид И и сеч. ЕЕ), которые дополнительно к огневому днищу привариваются прерывистым швом с двух сторон и к силовому кольцу по внутренней его поверхности.
В силовом кольце для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 45 отверстий во взаимно перпендикулярных плоскостях (сеч. ББ). Между сферическим днищем и штампованным разделительным диском вложен сферический алюминиевый вкладыш (13) для уменьшения свободного объема полости головки. Уменьшение свободного объема полости головки позволяет сократить время выхода двигателя на режим и уменьшить импульс последействия. Сферической частью вкладыш опирается на наружное днище, а плоской частью – на штампованный разделительный диск (11) (сеч. ВВ и вид Г).
На плоской стороне вкладыша выполнено 12 фрезерованных пазов для подвода окислителя к форсункам (сеч. АА). Для уменьшения веса вкладыша выполнены 4 кольцевых проточки, которые герметизированы сферической алюминиевой крышкой, приваренной к вкладышу. Для проверки на герметичность предусмотрено технологическое резьбовое отверстие во вкладыше, которое после испытания заглушается. К этой же плоской стороне в кольцевую проточку на четырех винтах крепится стальное фигурное кольцо. Это кольцо приваривается к другому стальному кольцу, приваренному точечной сваркой к разделительному диску. На внешний диаметр вкладыша напрессовано стальное кольцо, к которому приваривается сетка фильтра. Сетчатый фильтр (10) проложен также между средним днищем и штампованным диском перед входом к форсункам горючего. На головке приварен штуцер .для замера давления окислителя в полости перед форсунками. Все детали головки, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой.
Цилиндрический участок камеры с докритической частью сопла
Цилиндрический участок камеры и докритическая часть сопла выполнены из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками при помощи пайки кислотостойким припоем. Каналы гофрированных проставок на цилиндрической части направлены вдоль образующей. На докритической части сопла – под углом 45°.В начале цилиндрического участка внутренней оболочки приварено кольцо большей толщины для обеспечения более качественной сварки оболочки с силовым кольцом головки. На цилиндрической части камеры сгорания установлен штуцер замера давления в ней (лист 30, сеч. ДД).
К внешней оболочке докритической части сопла приварены два кронштейна, к которым крепятся болтами две цапфы с подшипниками (3), (21), относительно оси которых осуществляется качание камеры.
Закритическая часть сопла
Указанная часть сопла по конструкции аналогична докритической части и выполнена из аналогичных материалов.
Первый участок гофра от критического сечения выполнен с наклонными каналами под углом 45° к образующей. Каналы гофрированной проставки на втором участке закритической части сопла выполнены вдоль образующей сопла.
Внешняя оболочка закритической части сопла имеет меньшую толщину по сравнению с оболочкой докритической части сопла. К начальному участку внешней оболочки приварено кольцо (25) большей толщины для образования качественного сварного шва. На втором участке гофрированной проставки к внешней оболочке приварено кольцо (26), к которому приваривается коллектор для подвода горючего в межрубашечное пространство. Между отверстиями ввода горючего в межрубашечное пространство и разрывом мекду гофрированными проставками для увеличения гидравлического сопротивления (необходимого для направления потока горючего к срезу сопла для охлаждения) во внешние каналы гофра вставляются и привариваются проволочки с интервалом через один канал (сеч. ЛЛ). Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (28), (31). Для увеличения объема поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре (32) выполнена кольцевая проточка.
Соединение узлов камеры
Головка камеры с цилиндрической частью и докритической часть сопла соединяются между собой при помощи аргоно-дуговой сварки. Внутренняя оболочка цилиндрической части приваривается к силовому кольцу. Внешняя оболочка цилиндрической части к силовому кольцу приваривается при помощи переходного соединительного кольца, к которому приваривается штуцер для замера давления горючего перед форсунками. Докритическая часть сопла с закритической частью его между собой свариваются по внутренней оболочке в критическом сечении. Затем на этот шов накладывается секция гофра с припоем, проставка (24) и накладка (23), которые состоят из двух частей. Сварка указанных деталей производится в указанной последовательности с проваркой поперечных стыков. Каналы гофрированной проставки в критичеоком сечении имеют наклон под углом в 45° к образующей, что позволяет увеличить скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении сопла.
Узлы крепления камеры
Камеры устанавливаются цапфами с подшипниками (3) и (21) в кронштейн рамы двигателя. Поворот камеры осуществляется с помощью рулевой машинки. Максимальный угол поворота камеры составляет ±9°.
Крепление цапф к кронштейнам на докритической части камеры и конструкция самих кронштейнов выявлены на листе 29 (вид Т) и на листе 30 (вид Ю).
Порядок сборки камеры. Головка
Днище (12) приваривается к силовому кольцу (15). После приварки днище в зоне сварного шва зачищается до металлического блеска. Сварной шов проверяется на герметичность керосином. Течь не допускается.
Производится завальцовка донышек форсунок горючего большого и малого расхода, промывка форсунок спиртом, установка и прихватка точечной сваркой колец припоя в проточках форсунок горючего.
Устанавливаются на форсунках окислителя кольца припоя, прихватываются точечной сваркой и запрессовываются в днища (12) и (14). Устанавливаются кольца припоя и осуществляется развальцовка форсунок окислителя статическим способом. Усилие развальцовки равно 1000±50 кгс.
Осуществляется запрессовка форсунок горючего.
Производится пайка форсуночного блока.
Сварка огневого днища с силовым кольцом (15).
Приварка втулки к огневому днищу и шести ребер к силовому кольцу и огневому днищу.
Сварные швы, места пайки форсунок проверяются на герметичность воздухом под давлением 5 ата под водой в течение 5 минут. Утечки не допускаются. Допускается проверка герметичности керосином.
Приваривается фильтр (10), затем разделительный диск (11) к силовому кольцу (15). Осуществляется проверка герметичности шва.
Производится сварка вкладыша со сферической крышкой (шов первой категории).
Осуществляется установка вкладыша на разделительный диск, приварка бокового фильтра к нему.
К сферическому днищу (9) приваривается стакан (8) (шов первой категории).
Приварка сферического днища осуществляется двумя швами: первый – в среде защитного аргона без присадочного материала, второй – в среде защитного аргона с присадочным материалом. При этом вкладыш центрируется по выступающему бурту стакана (8).
Приварка стальных колец вкладыша и разделительного диска производится через отверстие стакана (8).
Порядок сборки камеры. Цилиндрический участок и сопло
К цилиндрической внутренней оболочке (16) приваривается кольцо и докритическая часть сопла (19). Свариваются рубашки цилиндра и докрити-ческой части сопла (18), (20).
Установка гофрированных проставок с припоем и пайка блока цилиндра к докритической части сопла.
Сварка внутренней оболочки (28) с кольцом жесткости.
Шов зачищается с обеих сторон, высота шва над поверхностью не более 0,1 им.
Шов проверяется на герметичность керосином (шов первой категории).
Шов полируется с двух сторон. Допускается занижение шва на 0,1 мм, материала – на 0,2 мм.
Допускается проверка шва на герметичность воздухом под водой при перепаде давления 1 кгс/см2. Время выдержки – 5 минут. Негерметичность не допускается.
Приварка проволоки к гофру (место I).
Постановка гофрированной проставки на внутреннюю оболочку сопла.
Сборка закритической части сопла.
Приварка рубашки сопла (31) к кольцу жесткости.
Пайка сопла.
Пайка и сварка блока цилиндра с блоком сопла.
Проверяется на герметичность под водой при перепаде давления 115 кгс/см2 в течение 5 минут. Негерметичность не допускается.
Приварка узлов крепления, патрубков, коллектора, трубопроводов, штуцеров и т.д.
Сварка головки с камерой.
Материалы
Основные детали камеры изготавливаются из следующих материалов (таблица 2-2).
Таблица 2-2
| Наименование деталей | Материал |
| входной патрубок окислителя, сферическое нвружное днище, штампованное разделительное кольцо, наружные оболочки цилиндрической части, докритической й закритической частей сопла, кронштейны рулевых машинок, патрубки, коллектор, цапфа | Ст. 1Х21Н5Т |
| силовое кольцо, форсунки, днища, фильтры, антидетонационные ребра и центральная втулка, внутренняя оболочка цилиндрической части сопла, кольца | Ст. Х18Н10Т |
| проставка гофра | Ст. Х18Н10Т-М |
| вкладыш и его крышка | Ал.сплав АМг-6 |
| припой | Г40НХ |