Атлас. Атлас конструкций жрд. Описания. Часть I
 Скачать 0.87 Mb.
|
Камера двигателя С5.5 (листы 37, 38)Двигатель С5.5 однокамерный, одноразового применения, с турбонасосной подачей компонентов предназначен для коррекции траектории и создания импульса для торможения объекта при посадке на поверхность Лупы. Для коррекции траектории и торможения объекта производится двукратное включение двигательной установки (первое и второе включения). Возможно использование двигательной установки и в случае, когда производится только одно (второе) включение для торможения. Управление двигательной установкой осуществляется путем подачи электрических команд. Отработанные в турбине газы используются в двигательной установке в качестве рабочего тела для системы рулевых сопел, создающих усилия и моменты для стабилизации объекта во время работы двигательной установки. При первом включении двигатель работает на I режиме с тягой 4632 ± 250 кгс. При втором включении двигатель вначале работает на II режиме с тягой 4100…5164 кгс, а затем на III режиме с тягой 25 ± 7 кгс (III режим обеспечивается рулевыми соплами). Удельная тяга на основном режиме (I и II) равна 287 ± 4 с. На режиме стабилизации (III) – 117 ± 10 с. Двигатель разрабатывался в 1962-1963 гг. Вес двигательной установки с баками 140 кг, вес двигателя 48 кг. Ресурс не менее 70 с. Основные параметры камеры
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из форсуночной головки, цилиндрической части камеры сгорания с докритическим участком сопла и закритического участка сопла. Дозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом двух дуг. Форсуночная головкаФорсуночная головка состоит из силового кольца (25), огневого днища (29), среднего днища (26), сферического наружного днища (27) и двухкомпонентных форсунок. Полость окислителя образована огневым и средним днищами. Полость горючего – средним и наружным сферическим днищами. Огневое и среднее днища привариваются к силовому кольцу и связываются между собой 85-ю двухкомпонентными форсунками посредством развальцовки форсунок окислителя и пайки кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме. Двухкомпонентная форсунка (сеч. А-А) состоит из корпуса форсунки окислителя (11) и запрессованного в него корпуса форсунки горючего (10). Герметичность и прочность соединений между корпусами форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках на корпусах форсунок горючего. Все двухкоштонентные форсунки выполнены с одинаковым расходом компонентов. Схема расположения форсунок показана на листе 37. Геометрические размеры двухкомпонентных форсунок следующие: Таблица 2-13
Перепад давления на форсунках окислителя 5,4 ат, а на форсунках горючего –10,2 ат. В силовом кольце для подвода компонентов к форсункам окислителя и горючего просверлено по 36 отверстий во взаимно-перпендикулярных плоскостях (сеч. П-П). К силовому кольцу приварен коллектор окислителя (22), в который компонент подводится по двум трубопроводам (3) через наконечник (2) с дроссельной шайбой (1) (сеч. Н-Н). Эти же трубопроводы одновременно служат для подвода гелия при продувке окислительной полости при останове двигателя после первого включения. Кроме того, к силовому кольцу приварено кольцо завесы (30), через отверстие которого вводится 15% горючего от общего расхода его. На внешнем диаметре кольца завесы просверлено одно отверстие для постановки штуцера с дроссельной шайбой (21), дозирующий расход горючего на завесу (лист 38, сеч. О-О). Перед форсунками горючего и окислителя к силовому кольцу приварены фильтры (28) и (24). На соединительном кольце (32), соединяющем головку с цилиндрической частью камеры, установлены штуцеры: (4) – для подачи горючего к регулятору тяги и (31) – к стабилизатору соотношения компонентов в газогенераторе (сеч. Р-Р, Ф-Ф) и штуцер для замера давления горючего перед форсунками (сеч. С-С). На коллекторе окислителя (22) приварен штуцер для замера давления окислителя перед форсунками (сеч. Э-Э). Крепление камеры к шпангоуту бака окислителя осуществляется фрезерованным,фланцем, выполненным за одно целое с накладным кольцом коллектора. Все детали головки, кроме форсунок, соединены мегду собой аргоно-дуговой сваркой. Цилиндрическая часть камеры с докритическим участком соплаЦилиндрический участок и докритическая часть сопла выполнены из двух оболочек, связанных между собой гофрированными проставками при помощи пайки кислотостойким припоем (сеч. Г-Г, Д-Д, Е-Е). Обе оболочки этой части камеры выполнены из двух частей каждая со сваркой встык поперечными швами. В начале цилиндрического участка внутренней оболочки приварено кольцо большей толщины для обеспечения более качественной сварки оболочки с кольцом завесы. Каналы гофрированной проставки на цилиндрической части камеры направлены вдоль образующей, на докритической части сопла – под углом в 30°. Наклон канала гофра обеспечивает увеличение скорости охлаждающей жидкости. В области критического сечения во внешние каналы гофрированной проставки вставлены и приварены проволочки для увеличения гидравлического сопротивления, необходимого для направления потока горючего по внутренним каналам гофрированной проставки с большей скоростью (сеч. К-К, И-И). К внешней оболочке докритической части сопла на начальном участке ее приварено кольцо. К нему приваривается цилиндрическое кольцо с площадками и кронштейнами для крепления агрегатов. На цилиндрической части камеры установлен штуцер (19) для наддува камеры гелием при пуске ее (лист 38, сеч. Т-Т). Закритическая часть соплаУказанная часть сопла состоит из четырёх частей. Первый участок сопла от критического сечения аналогичен по конструкции докритнческой части сопла. Выполнен из двух стальных конических оболочек, соединенных между собой пайкой через гофрированную проставку, наружные каналы которой заполнены приваренными проволочками (сеч. Л-Л). Каналы гофрированной проставки выполнены под углом 45° к образующей. Последующие участки закритической части сопла выполнены с «открытым гофром» за исключением последнего участка. Соединение участков гофра с внутренней оболочкой осуществляется с помощью пайки кислотостойким припоем. Участки гофра соединены между собой сваркой (места III, IV). Последний участок сопла выполнен из двух оболочек с гофрированной проставкой для установки коллектора (8) с трубопроводом, оканчивающимся наконечником (б) с дроссельной шайбой (7) (место VI) для подвода горючего в межрубашечное пространство. Сопло заканчивается кольцом жесткости, к которому приварены обе оболочки (место V). Для увеличения объема поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре выполнена кольцевая проточка. К коллектору горючего приварено 8 кронштейнов (9) для крепления системы рулевых сопел. Соединение узлов камерыЦилиндрический участок камеры соединяется с головкой (место I) при помощи сварки. Внутренняя оболочка цилиндрической части камеры приваривается к кольцу завесы. Внешняя оболочка с силовым кольцом сваривается через переходное кольцо (32), которое приваривается к силовому кольцу. Закритическая часть сопла с докритической частью свариваются между собой по внутренней оболочке в критическом сечении. Затем на этот шов накладывается секция гофра с припоем, подкладка и накладка, состоящие из двух половин (место II). Сварка указанных деталей производится в указанной последовательности с проваркой поперечных стыков. Каналы гофрированной проставки в критическом сечении имеют наклон под углом 60° к образующей, что позволяет увеличить скорость охлаждающей жидкости в критическом сечении сопла (сеч. Ж-Ж). В области критического сечения к наружной оболочке приварено кольцо. К нему приваривается цилиндрическое кольцо с площадками и кронштейнами для крепления агрегатов двигателя. Крепление камерыКамера 12-ю болтами при помощи фланца крепится к шпангоуту бака окислителя. К бобышкам (5) крепится блок подачи, состоящий из турбонасосного агрегата, газогенератора, клапанов входа окислителя и горючего, двух пирошашек и отсечного клапана горючего. Система охлажденияРасход компонента на охлаждение камеры – 3,42 кг/с. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в таблице 2-14. Таблица 2-14
Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скорости течения в 1,35 раза больше расчетных. Толщина стенки внутренней оболочки равна 0,8 мм. Геометрические размеры охлаждающей щели: высота щели цилиндрического участка – 2,2 мм; докритической части сопла – 1,8 мм, первый участок закрдтическок части сопла – 2,2 мм; остальные участки – 1,8 мм. Гофрированные проставки имеют толщину материала 0,4 мм. Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-14. МатериалыОсновные детали камеры изготовлены из следующих материалов. Таблица 2-15
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||