Атлас. Атлас конструкций жрд. Описания. Часть I
 Скачать 0.87 Mb.
|
Рулевая камера двигателя РД-107 (лист 10)Два рулевых агрегата двигателя – левый и правый – аналогичны по конструкции и являются зеркальным отражением один другого. Рулевой агрегат состоит из камеры, узла подвода горючего, узла подвода окислителя, пироклапана окислителя (с пиропатронами) и деталей общей сборки. Вес рулевых агрегатов не более 76 кг. Рулевая камера для обеспечения возможности ее качания устанавливается на подшипниках, которые монтируются в корпусах узлов подвода компонентов топлива. Цапфы узлов подвода компонентов крепятся к площадкам, расположенным на цилиндрической части камеры. Качание камеры осуществляется гидравлическим приводом, действующим через рычаг на цапфе узла подвода горючего. Горючее от магистрали двигателя подводится к узлу подвода горючего, а затем, по двум трубопроводам, приваренным к камере, к коллектору сопла. Окислитель от магистрали двигателя подводится к узлу подвода окислителя, а затем, по трубопроводу через пироклапан, установленный на фланце головки, к форсуночной головке камеры. При выключении рулевого агрегата подается напряжение на пиропатроны; при срабатывании пиропатронов происходит быстрое закрытие пироклапана, благодаря чему импульс последействия рулевого агрегата составляет незначительную величину. Основные параметры камеры
Рулевая камера состоит из камеры сгорания с форсуночной головкой и сопла. Форсуночная головкаНа головке установлено 163 однокомпонентных центробежных форсунки. Форсунки расположены на десяти концентрических окружностях с одной форсункой горючего в центре. Расположение форсунок близко к сотовому. Форсунки окислителя (6) и основные форсунки горючего (5) открытого типа, цельноточеные. Периферийные форсунки горючего (7) закрытого типа, состоят из корпуса и припаянной к нему заглушки. Схема расположения форсунок на головке и их характеристики приведены на рис. 1-20 и 1-21. Форсунка окислителя и основные форсунки горючего разбиты по расходу на три класса. Форсунки разных классов равномерно распределены по площади головки (цифры на схеме указывают номера классов). Рисунок 1.20 Рисунок 1.21 Все форсунки припаиваются твердым припоем к внутреннему (1) и среднему (2) днищам, образующим полость горючего. Полость окислителя образуется средним (2) и наружным (4) днищами. Все три днища штампуются из листового материала. К наружному сферическому днищу (4) приварен фланец (3), к которому при помощи шпилек крепится отсечной пироклапан с патронами. На сферическом днище (4) установлен штуцер для замера давления окислителя, сообщающийся с полостью окислителя. Замер давления горючего перед форсунками осуществляется через угольник с внутренними каналами, сообщающимися с полостью горючего, привариваемый к соединительному кольцу (8). Цилиндрическая часть. Докритическая часть сопла и область критического сеченияВнутренняя стенка (9) имеет фрезерованные рёбра по всей длине. Рубашка включает цилиндрическую секцию (10), переходное кольцо (14) и рубашку области критического сечения (15). Цилиндрическая секция рубашки и внутренняя стенка выполнены из листового материала глубокой вытяжкой и не имеют продольных сварных швов. Выполнение рубашки (15) из двух половин с продольным разъемом позволило отнести сварной шов между внутренней стенкой (9) и внутренней стенкой закритической части сопла (18) достаточно далеко от критического сечения, т.е. в зону с малой теплоналряженностью. Рубашка и внутренняя стенка соединены между собой пайкой до вершинам ребер твердым припоем. На цилиндрической части камеры сгорания установлен биметаллический штуцер замера давления газов в камере. Закритическая часть соплаКонтур закритической части сопла спрофилирован по дуге окружности. Внутренняя стенка (18) оребренная. Наружная рубашка, соединенная с внутренней стенкой пайкой, включает две штампованные секции (19) и (21), кольцо коллектора (20) и переходное кольцо (17). В кольце коллектора горючего (20) имеются отверстия, количество которых в два раза меньше числа канавок на внутренней стенке. При сборке отверстия в кольце коллектора совмещаются с межреберными канавками. Сам коллектор состоит из двух секторов и двух патрубков, к которым привариваются трубы подвода горючего с тройниками и ниппелями. На срезе сопла установлено замыкающее кольцо (22) с тремя бобышками, из которых две служат для крепления пирозажигательного устройства и одна, сообщающаяся с полостью зарубашечного пространства, – для слива горючего. Соединение частейСтыки средней части камеры с закритической частью сопла и форсуночной головкой выполнены аналогично подобным стыкам основной камеры, т.е. через соединительные кольца (8) и (16). Узлы крепленияДля крепления камеры к узлам качания на средней части камеры приварены две площадки (12) с ребрами (13). Для исключения перемещения опорных площадок (из-за недостаточной жесткости цилиндрической части)у переднего торца площадок приварен силовой бандаж (11). В отверстиях опорных площадок устанавливаются эксцентрики, позволяющие при необходимости снижать величину эксцентриситета тяги до заданных значений. Система охлажденияНаружное охлаждение внутренней стенки осуществляется горючим, поступающим по трубопроводам в коллектор (20) и через отверстия в кольце коллектора в межреберные канавки, совпадающие с этими отверстиями. Часть горючего по этим канавкам течет в сторону форсуночной головки, а другая часть – к срезу сопла, откуда по соседним канавкам направляется к головке. Оба потока соединяются у окончания коротких ребер стенки сопла и продолжают движение к форсуночной головке. Внутреннее охлаждение осуществляется путем организации пристеночного слоя, обогащенного горючим. Параметры охлаждения по длине камеры и схема оребрения представлены на рис.1-22, там же приведены результаты гидравлического расчета. Рисунок 1.22 МатериалыДля изготовления основных деталей рулевой камеры применяется следующие материалы, см. табл.1-8. Таблица 1-8
Напряжения и запасы прочностиВ таблице 1-9 даны расчетные значения напряжений и запасов прочности рубашки и внутренней стенки в характерных сечениях по длине камеры. Схема расчетных сечений приведена на рис. 1-23. Таблица 1-9 Рисунок 1.23 Пирозажигательное устройствоДля воспламенения компонентов топлива используется пирозажигательное устройство (ПЗУ), аналогичное ПЗУ, устанавливаемому в основную камеру (см.рис.1-19), и отличающееся от ПЗУ основной камеры только габаритами. Узлы подвода компонентов топливаРулевая камера снабжена двумя приваренными к рубашке площадками, к которым крепятся узлы подвода горючего и окислителя. Узел подвода горючего показан на листе 10. Корпус (5) узла воспринимает через цапфу (1) и подшипник (2) тягу рулевой камеры. Узел подвода окислителя обеспечивает свободу перемещения камеры вдоль оси качания, поэтому подшипник (2) в этом узле установлен в корпусе с осевыми зазорами. Литая цапфа жестко крепится к камере. К цапфе приварен вильчатый рычаг, к которому шарнирно крепится шток рулевой машинки. Через рычаг осуществляется передача усилия на цапфу для поворота камеры на угол качания ±47°. Цапфа в узле подвода окислителя вильчатого рычага не имеет. Обе цапфы выполнены полыми. В канал цапфы компонент поступает от неподвижного патрубка (13); после цапфы окислитель поступает через отсечной клапан, расположенный на головке камеры,к форсункам окислителя} горючее после цапфы поступает к коллектору камеры для охлаждения. К фланцу патрубка (13) шпильками крепится обойма (9), зафиксированная относительно цапфы двумя подшипниками (3) и (15). Между этими подшипниками размещено фторопластовое уплотнение (б), предотвращающее выход компонента наружу в случае утечки через уплотнение (10) между цапфой и патрубком (13). Это уплотнение (10) состоит из трех фторопластовых колец, поджатых стальной втулкой (11) с помощью пружины (12). К торцу втулки (11) приварена мембрана (14), защемленная по контуру между обоймой (9) и фланцем патрубка (13). Дополнительное усилие на фторопластовые кольца возникает за счет давления компонента на мембрану. Это усилие замыкается на цапфе через обойму, гайку (4), подшипник (3) и разрезное кольцо (16). Осевое положение обоймы фиксируется гайкой (4) с таким расчетом, чтобы обеспечить нормальное качание подшипников(3) и (15). При случайном прорыве компонента через уплотнение (10) он удаляется из полости обоймы дренажной трубкой (7) за борт ракеты. Полость подшипника (2) уплотнена двумя фторопластовыми уплотнениями (17). Узел подвода горючего снабжен приводом потенциометрического датчика обратной связи системы качания. Для этого на корпусе имеется прилив с фланцем и система тяг, связанных с цапфой. Необходимое значение момента трения по уплотнительным поверхностям колец (10), манжет (17) и в подшипниках (3) и (15) достигается выдерживанием зазора «е» путем изменения толщины пакета уплотнительных колец (10) и затяжки гайки (4) в соответствии с разработанной технологией. Кроме того, в процессе сборки узел подвода подвергается обкатке, при которой производится вращение цапфы со скоростью 60 оборотов в минуту. После обкатки узла подвода при давлении воздуха во внутренней полости, равном давлению окислителя в работающем агрегате, определяется момент трогания цапфы. Он не должен превышать 0,5 кгс·м. Кроме этих испытаний, узел подвода окислителя подвергается испытаниям под кислородом, при которых после полного охлаждения узла также определяется момент трогания цапфы (не должен превышать 1,4 кгс·м). Партионным испытаниям подвергается один узел подвода от партии, включающей не более 50 узлов. Партионные испытания включают: испытания на тряску в течение 4 час, испытания на ресурс: качание цапфы на угол ±47° с частотой 0,5 Гц в течение 15 мин., испытания на вибрацию в течение 2 час. После каждого испытания проверяется герметичность по уплотнительным поверхностям узла подвода и момент трогания цапфы. Узел подвода горючего подвергается тем же испытаниям,что и узел подвода окислителя за исключением испытаний на компоненте . МатериалыДля основных деталей узлов подвода компонентов применены следующие материалы (см. табл. 1-10). Таблица 1-10
|