Атлас. Атлас конструкций жрд. Описания. Часть I
 Скачать 0.87 Mb.
|
Камера двигателя 5Д25 (листы 42, 43)Двигатель 5Д25 однокамерный, двухрежимный, одноразового действия, с турбонасосной подачей компонентов, предназначен для зенитной управляемой ракеты (ЗУР). Годы разработки 1964-1965. Изменение режима работы двигателя осуществляется автоматической системой регулирования, переводящей в заданный момент ТНА на пониженные обороты. Основные параметры двигателя
* отклонения параметров двигателя обусловлены допусками на критический диаметр сопла, точностями настройки органов регулирования тяги и соотношения компонентов. Выход на режим 90% максимальной тяги – 1,5 с, на режим 100% – 2,5 с. Ресурс работы на максимальном режиме 25 с, на минимальном – 70 с. Масса двигателя 124,5 кг. Основные параметры камеры
Газодинамический профиль соплаДозвуковая часть сопла выполнена в виде плавных переходов для обеспечения минимальных потерь при течении газа в сужающемся канале. Сверхзвуковая часть сопла спрофилирована методом характеристик. Координаты сверхзвуковой части сопла приведены в таблице 2-25. Таблица 2-25
Камера представляет собой паяно-сварную конструкцию, состоящую из головки, корпуса камеры и закритического участка сопла. Форсуночная головкаГоловка состоит из силового кольца (21) с приваренным к нему кольцом завесы(19), огневого (17), среднего (18) днищ с двухкомпонентныли центробежными форсунками (16) и наружного днища, состоящего из сферической накладки (25) и фигурной накладки (13). Полость окислителя образована огневым и средним днищами, полость горючего – средним и наружным днищами. Блок днищ с форсунками образован силовым кольцом с двумя плоскими днищами, между которыми установлена 191 двухкомпонентная форсунка. Двухкомпонентная форсунка (место VI, VII) состоит из корпуса форсунки окислителя (5) и запресованного в него корпуса форсунки горючего (6). Герметичность и прочность соединения форсунок обеспечивается пайкой кислотостойким припоем, установленным в проточках корпусов форсунок горючего, а между днищами и форсунками окислителя – развальцовкой форсунок в днищах с аналогичной пайкой кислотостойким припоем, устанавливаемым в местах соединений в виде колец. Пайка производится в вакууме. Из 191 двухкомпонентной форсунки 79 выполнены увеличенного расхода и установлены по 5 окружностям в центре форсуночной головки (схема расположения форсунок на листе 43), а 112 форсунок выполнены уменьшенного расхода и установлены по 3 концентрическим окружностям между ядром и стенкой камеры. Геометрические параметры всех форсунок приведены в таблице 2-26 (GФ, PФ и 2 –для максимального режима). Таблица 2-26
В центре форсуночной головки ко всем 3 днищам приварена втулка (15), к которой приварен трубопровод (12) для соединения полости камеры с регулятором тяги. Одновременно втулка (15) увеличивает жесткость головки. Для увеличения жесткости головки к фигурной накладке(13) и к среднему днищу (18) приварен перфорированный стакан (14). К наружному днищу по внешней поверхности приварены 2 дуговые пластины (27) (лист 43), предназначенные для приварки к ним корпуса турбонасосного агрегата. На этом же наружном днище вварены два штуцера (26) для замера давления горючего при испытании камеры. К силовому кольцу (21) приварен коллектор окислителя (23). В коллектор вварены 2 патрубка (24), которые через трубопроводы объединены в один заборник (1). В заборник вмонтирована дроссельная шайба (3) и фильтр (4). На этом же заборнике вварены: штуцер (37) для отбора окислителя к стабилизатору соотношения компонентов и штуцер (38) для замера давления окислителя при испытаниях. На листе 43 (сеч. З-З) этот штуцер показан с глухим отверстием, которое может быть просверлено в случае использования камеры для испытания. В силовом кольце (21) для подвода компонентов к полостям окислителя и горючего просверлено по 44 отверстия диаметрами 10 и 6 мм во взаимноперпендикулярных плоскостях. В одно из отверстий, подводящих окислитель, на резьбе вставлен штуцер (сеч. Т-Т) для замера давления окислителя при испытаниях. Этот штуцер своим корпусом вварен в коллектор. Как указывалось выше к силовому кольцу приварено кольцо завесы с 60 отверстиями для впрыска горючего на стенку камеры. На цилиндрической части кольца завесы просверлено 4 отверстия для установки жиклеров (20) (место I), дозирующих расход горючего на завесу. Расход на завесу составляет 6% от общего расхода горючего (на максимальном режиме). Все детали головки камеры, кроме форсунок, соединены между собой аргоно-дуговой сваркой. Корпус камеры сгоранияЦилиндрический и докритический участки камеры с частью закритического участка сопла, составляющие корпус камеры сгорания, выполнены из двух оболочек, связанных между собой при помощи пайки кислотостойким припоем по вершинам ребер внутренней оболочки. Внутренняя оболочка (7) выполнена из медного сплава. Каналы для охлаждения указанной части выполнены фрезерованием (сеч. Г-Г). Наружная оболочка выполнена стальной, точеной и состоит из двух частей: с поперечным швом. К цилиндрической части камеры призарено кольцо (10), в котором просверлено 200 отверстий диаметром 3 мм для подвода горючего к форсункам. Кольцо (10) выполнено из пластичной стали, которая позволяет осуществить сварку медного сплава оболочки со стальным кольцом завесы. К кольцу (10) приварены штуцеры (один из них глухой) для замера давления в камере (сеч. Б-Б). К наружной оболочке в цилиндрической части камеры и к соединительному кольцу (22) приварены четыре кронштейна (28) для крепления камеры к раме ракеты. Закритический участок сопла из первоначальной цилиндрической формы доводится до нужного профиля с помощью развальцовки внутренней стенки, после сборки с внешней оболочкой. Закритический участок соплаУказанная часть сопла по конструкции аналогична критической области сопла и состоит из двух частей. Первая часть, состоящая из двух оболочек: внутренней из медного сплава с фрезерованными ребрами по внешней поверхности и внешней – стальной. Вторая часть состоит из двух стальных оболочек, связанных между собой гофрированными проставками. К торцу внутренней оболочки этой части приварено промежуточное кольцо из пластичной стали для сочленения с предыдущей внутренней оболочкой, выполненной из медного сплава. В этом переходном кольце просверлены отверстия для прохода компонента (место III). Внешняя оболочка второй части составная: для стыковки с предыдущей частью внешней оболочки к ней приварено кольцо большей толщины и далее вварен коллектор (31) с двумя патрубками (32), в наконечники которых вмонтированы дроссельные шайбы (33). В наконечник вварены: штуцер (30) (лист 43) для отбора горючего в стабилизатор соотношения компонентов и штуцер (29) для замера давления горючего в случае использования камеры для испытания. Для организации охлаждения конца сопла (от коллектора) вторая (от критического сечения) гофровая проставка имеет особенность: на некотором участке (вид К) проходное сечение наружных каналов гофров сжато. Этим достигается увеличение гидравлического сопротивления во(внешнем канале и большая часть потока направляется к срезу сопла. Сопло заканчивается кольцом жесткости (11), к которому приварены обе оболочки (место VIII). Для увеличения площади поворотного коллектора в районе кольца жесткости в гофре сделана кольцевая проточка (это также увеличивает расход охладителя, идущего на охлаждение конца сопла); здесь же находится шов. Соединение узлов камерыГоловка камеры с цилиндрической частью соединяются при помощи аргоно-дуговой сварки. Внутренняя оболочка через переходное кольцо (10) привариваются к кольцу завесы (19). По наружной части переходное кольцо с силовым кольцом головки соединяются с помощью соединительного кольца (22). Внутренние оболочки из медного сплава в районе закритического участка сопла (место II) свариваются между собой. Над ними в промежутке между торщами внешних оболочек устанавливается дистанционное круглое кольцо (для разгрузки шва). По внешним оболочкам в этом месте соединение происходит за счет приварки к ним соединительного кольца. Соединение двух участков закритической части сопла по внешним оболочкам (место III) производится сваркой их с неразрезным соединительным кольцом. Соединения внутренних оболочек в этом месте описано выше. Работа камерыОкислитель из турбонасосного агрегата поступает в заборник (1) и по двум трубопроводам, в которые вварены дроссельные шайбы (36), поступает в коллектор (23) головки камеры, откуда по 44 отверстиям диаметром 10 мм в силовом кольце (21) попадает в полость между огневым и средним днищами и далее через форсунки – в камеру. Горючее поступает в коллектор, откуда через отверстия в межрубашечное пространство. В области коллектора поток горючего разделяется на две части. Часть горючего по наружным каналам гофра направляется к срезу сопла, доходит до коллектора у кольца жесткости и по внутренним каналам гофра направляется в область критического сечения камеры, охлаждая внутреннюю стенку сопла. Вторая часть горючего по внешним каналам гофра направляется сразу в район критического сечения камеры. В коллекторе стыка гофрированных проставок(в области входного коллектора) оба потока перемешиваются и далее, пройдя следующую гофрированную проставку и фрезерованные каналы, поступает к головке в полость форсунок горючего. Система охлажденияКамера охлаждается горючим. Расчетные величины перепадов давлений по участкам камеры, площадей и скоростей течения компонента приведены в таблице 2-27. Таблица 2-27 Проведенные проливки охлаждающего тракта показали, что величины перепадов давления при заложенных геометрических параметрах и скорости течения в 2,56 раза больше расчетных. Толщина внутренней стенки из медного сплава – 1,25 мм, стальной стенки сопла – 0,8 мм, высота охлаждающей щели 3 мм, толщина материала гофра 0,5 мм. Медная часть покрыта пористым хромом толщиной 200 микрон. Результаты теплового расчета камеры приведены в таблице 2-27. Материалы Основные детали камеры изготовлены из материалов, представленных в таблице 2-28. Таблица 2-28
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||