Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое жидкостный реактивный двигатель

Жидкостный ракетный двигатель HWK-109-509

Жидкостный ракетный двигатель HWK-109-509

Немецкий ракетный двигатель HWK-109-509 (конструкции Вальтера), действующий на жидком топливе, выполнен в виде отдельного агрегата, который может быть установлен на самолете в качестве основного источника тяги.

Этот двигатель применялся немцами на истребителе- перехватчике Ме-163.

Известны две модификации двигателя HWK-109-509: А-0 и А-1. На основании фирменной инструкции по эксплуатации можно заключить, что в конструктивном отношении оба варианта в основном подобны. Вариант А-1 двигателя дает большую максимальную тягу.

Применяемое в двигателе топливо состоит из окислителя и горючего. В качестве окислителя используется водный раствор перекиси водорода (компонент “Т”- штофф), содержащий стабилизаторы. Горючее представляет собой раствор гидрат-гидразина в метиловом спирте (компонент “С”-штофф).

Общий вид двигателя HWK-109-509

1 — камера сгорания, 2 — парогазогенератор, 3 — регулятор давления топлива, 4 — блок топливных кранов, 5 — редуктор со стартером, 6 — фильтр компонента «С», 7 — сливной кран, 8 — каркас, 9 — опорная плита, 10 — колонка, 11 — вилка крепления двигателя к самолету;

Прим.: на рисунке представлен вид двигателя сбоку.

Разложение перекиси водорода производится в специальном парогазогенераторе путем соприкосновения ее с катализатором (кубики из пористой керамической массы, пропитанной перманганатом бария и хлористыми солями кобальта и никеля). При этом перекись водорода разлагается на пары воды и газообразный кислород с выделением большого количества тепла по формуле:

2H 2O 2 =› 2H 2O + O 2 + 46900 кал.

Температура гозопаровой смеси на выходе из парогазогенератора достигает примерно 180 °C. Скорость вращения турбины при максимальном режиме — составляет примерно 17000 об/мин.

Величина давления компонентов топлива в нагнетающей магистрали двигателя зависит от чмсла оборотов турбины, т. е. от расхода поступающего в парогазогенератор компонента “Т”. Регулировка давления подачи топлива осуществляется автоматически с помощью регулятора давления.

Основные части двигателя: камера сгорания с двенадцатью форсунками; турбонасосный агрегат, состоящий из двух центробежных одноступенчатых насосов и активной двухступенчатой турбины; парогазогенератор; регулятор давоения топлива; блок топливных кранов; редуктор со стартером; фильтр компонента “С”; сливной кран.

Агрегаты двигателя кроме камеры сгорания и сливного клапана, скомпонованы на металлическом каркасе, соединенном с опорной плитой. К последней прикреплена колонка, в которой проложены топливные трубопроводы.

Крепление двигателя к конструкции самолета осуществляется при помощи двух вилок и трубчатого подкоса.

Ниже приведены характеристики двигателя, построенные на основании данных фирменных инструкций по эксплуатации.

Основные данные двигателя

Модификации двигателя HWK-109-509 А-0 А-1 Максимальная тяга на земле, кг 1500 +50 1700 +50 Максимальная тяга на Н=20000 м, кг 1704 +50 1904 +50 Удельная максимальная тяга на земле, кг/кг/сек 200,0 200,0 Удельная максимальная тяга на Н=20000 м, кг/кг/сек 227,2 224,0 Давление газа в камере сгорания при режиме максимальной тяги, атм 19 +0.6 21 +0.6 Давление подачи топлива при режиме максимальной тяги, атм 35-38 40-43 Диапазон изменения тяги на земле, кг 100-1500 +50 100-1700 +50 Объем камеры сгорания, л 14 14 Сухой вес двигателя, кг — 165

Жидкостный ракетный двигатель

Жидкостный ракетный двигатель – это двигатель, горючим для которого помогают химические жидкости и сжиженные газы. В зависимости от количества компонентов ЖРД делятся на одно-, двух- и трехкомпонентные.

Краткая история развития

В первый раз применение кислорода и сжиженного водорода как топлива для ракет внес предложение К.Э. Циолковский в 1903 году. Первый прототип ЖРД создал американец Роберт Говард во второй половине 20-ых годов XX века. Потом подобные разработки проводились в СССР, США, Германии. Самых громадных удач добились германские ученые: Тиль, Вальтер, фон Браун. На протяжении Второй мировой они создали целую линейку ЖРД для армейских целей.

Имеется вывод, что создай Рейх «Фау-2» раньше, они бы победили войну. Потом гонка вооружений и холодная война стали катализатором для ускорения разработок ЖРД с целью применения их в космической программе. При помощи РД-108 были выведены на орбиту первые неестественные спутники Почвы.

Сейчас ЖРД употребляется в космических программах и тяжелом ракетном оружии.

Как уже было сообщено выше, ЖРД употребляется по большей части как двигатель космических ракет и аппаратов-носителей. Главными преимуществами ЖРД имеется:

  • наивысший удельный импульс в классе;
  • возможность исполнения полной повторного запуска и остановки в паре с управляемостью по тяге дает повышенную маневренность;
  • намного меньший вес топливного отсека в сравнении со твердотопливными двигателями.

Среди недочётов ЖРД:

  • более дороговизна и сложное устройство;
  • повышенные требования к надёжной транспортировке;
  • в состоянии невесомости нужно задействовать дополнительные двигатели для осаждения горючего.

Но главным недочётом ЖРД есть предел энергетических возможностей горючего, что ограничивает космическое освоение с их помощью до Марса и расстояния Венеры.

принцип и Устройство действия

Принцип действия ЖРД один, но он достигается при помощи различных схем устройств. окислитель и Горючее при помощи насосов поступают из различных баков на форсуночную головку, нагнетаются в камеру сгорания и смешиваются. По окончании возгорания под давлением внутренняя энергия горючего преобразовывается в кинетическую и через сопло вытекает, создавая реактивную тягу.

Читать еще:  Что такое абиом двигателя

Топливная совокупность складывается из топливных баков, насосов и трубопроводов с турбиной для нагнетания горючего из бака в трубопровод и клапана-регулятора.

Насосная подача горючего формирует большое давление в камере и, как следствие, большее расширение рабочего тела, за счет которого достигается большое значение удельного импульса.

Форсуночная головка – блок форсунок для осуществления впрыска топливных компонентов в камеру сгорания. Главное требование к форсунке – скорость подачи и качественное смешивание горючего в камеру сгорания.

Не смотря на то, что часть теплоотдачи конструкции в ходе сгорания незначительна, неприятность охлаждения актуальна ввиду большой температуры горения (3000 К) и угрожает термическим разрушением двигателя. Выделяют пара типов охлаждения стенок камеры:

Регенеративное охлаждение базируется на создании полости в стенках камеры, через которую проходит горючее без окислителя, охлаждая стенку камеры, а тепло вместе с охладителем (горючим) возвращается обратно в камеру.

Пристенный слой – это созданный из паров горючего слой газа у стенок камеры. Достигается данный эффект методом установки по периферии головки форсунок подающих лишь горючее. Так горючая смесь испытывает недочёт окислителя, и горение у стены происходит не так интенсивно, как в центре камеры. Температура пристенного слоя изолирует большие температуры в центре камеры от стенок камеры сгорания.

Абляционный способ охлаждения жидкостного ракетного двигателя осуществляется нанесением на стены сопел и камеры особого теплозащитного покрытия. Покрытие при больших температурах переходит из жёсткого состояния в газообразное, поглощая значительную часть тепла. Этот способ охлаждения жидкостного ракетного двигателя употреблялся в лунной программе «Аполлон».

Запуск ЖРД весьма важная операция в плане взрывоопасности при сбоях в ее осуществлении. Имеется самовоспламеняющиеся компоненты, с которыми не появляется трудностей, но при применении для воспламенения внешнего инициатора нужна совершенная согласованность подачи его с компонентами горючего. Скопление несгоревшего горючего в камере имеет разрушительную взрывную силу и сулит тяжелые последствия.

Запуск громадных жидкостных ракетных двигателей проходит в пара ступеней с последующим выходом на большую мощность, тогда как малые двигатели запускаются с моментальным выходом на стопроцентную мощность.

Совокупность автоматического управления жидкостных ракетных двигателей характеризируется исполнением выхода запуска и безопасного двигателя на главный режим, контролем стабильной работы, регулировкой тяги в соответствии с замыслу полета, регулировкой расходников, отключением при выходе на заданную траекторию. Благодаря не поддающихся расчетам моментов ЖРД оснащается гарантийным запасом горючего, дабы ракета имела возможность выйти на заданную орбиту при отклонениях в программе.

Компоненты горючего и их выбор в ходе проектирования являются решающими в схеме построения жидкостного ракетного двигателя. Исходя из этого, определяются условия хранения, технологии и транспортировки производства. Наиболее значимым показателем сочетания компонентов есть удельный импульс, от которого зависит распределение груза массы и процента топлива. масса и Размеры ракеты рассчитываются при помощи формулы Циолковского.

Не считая удельного импульса, плотность воздействует на размер баков с компонентами горючего, температура кипения может ограничивать условия эксплуатации ракет, химическая агрессивность характерна всем окислителям и при несоблюдении правил эксплуатации баков может стать обстоятельством возгорания бака, токсичность некоторых соединений горючего может нанести большой ущерб окружающей среде и атмосфере. Исходя из этого фтор не смотря на то, что и есть лучшим окислителем, чем кислород, не употребляется ввиду собственной токсичности.

Однокомпонентные жидкостные ракетные двигатели как горючее применяют жидкость, которая, взаимодействуя с катализатором, распадается с выходом тёплого газа. Главное преимущество однокомпонентных ЖРД в простоте их конструкции, и не смотря на то, что удельный импульс таких двигателей маленькой, они идеально подходят как двигатели с малой тягой для стабилизации и ориентации космических аппаратов.

Эти двигатели применяют вытеснительную совокупность подачи горючего и ввиду маленькой температуры процесса не нуждаются в совокупности охлаждения. К однокомпонентным двигателям относятся кроме этого газореактивные двигатели, каковые употребляются в условиях недопустимости тепловых и химических выбросов.

В начале 70-х годов СССР и США разрабатывали трехкомпонентные жидкостные ракетные двигатели, каковые применяли бы в качестве горючего углеводородное горючее и водород. Так двигатель трудился бы на кислороде и керосине при запуске и переключался на кислород и жидкий водород на громадной высоте. Примером трехкомпонентного ЖРД в Российской Федерации имеется РД-701.

Управление ракетой в первый раз было применено в ракетах «Фау-2» при применении графитных газодинамических рулей, но это снижало тягу двигателя, и в современных ракетах употребляются поворотные камеры, прикрепленные к корпусу шарнирами, создающими маневренность в одной либо двух плоскостях. Не считая поворотных камер, употребляются кроме этого двигатели управления, каковые закреплены соплами в противоположном направлении и включаются при необходимости управления аппаратом в пространстве.

ЖРД закрытого цикла – это двигатель, один из компонентов которого газифицируется при сжигании при маленькой температуре с малой частью другого компонента, полученный газ выступает как рабочее тело турбины, а по окончании подается в камеру сгорания, где сгорает с остатками топливных компонентов и формирует реактивную тягу. Главным недочётом данной схемы имеется сложность конструкции, но наряду с этим удельный импульс возрастает.

Читать еще:  Что такое вкр двигателе

Возможность повышения мощности жидкостных ракетных двигателей

В российской школе создателей ЖРД, начальником которой продолжительное время был академик Глушко, стремятся к большому применению энергии горючего и, как следствие, предельно вероятному удельному импульсу. Так как большой удельный импульс возможно взять только при увеличении расширения продуктов сгорания в сопле, все разработки ведутся на поиски совершенной топливной смеси.

Устройство, принцип работы и рабочие процессы жидкостного ракетного двигателя

Увлекательные записи:

  • Яковлев як-142. фото. история и характеристики.
  • Dornier do 27. технические характеристики. фото.
  • Самолет ан-225 «мрия». фото. характеристики.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Пороховой ракетный двигатель – это один из несложных вариантов реактивных двигателей для ракет и самолётов. В качестве горючего он применяет жёсткое…

Ракетное оружие США разного назначения создавалось в основном на базе ракетных двигателей жёсткого горючего (РДТТ). Отечественные ракеты стратегического…

Известны следующие главные типы реактивных двигателей: ракетные, пороховой, жидкостной ракетный; воздушно-реактивные двигатели, прямоточный…

Реактивный двигатель самолета — двигатель, создающий нужную для перемещения силу тяги при помощи преобразования внутренней энергии горючего в…

Этот материал был переведен глубокоуважаемым сотрудником NF в декабре 2013 года и мало доработан мной. Материал выкладывается на сайт в развитие темы,…

Этот материал был переведен глубокоуважаемым сотрудником NF и мало доработан мной. Предисловие редакции: Макс Валье (Max Valier) был самоё активным среди…

– Это то и было бы прекрасно, – сказал Пьер.
Князь Андрей усмехнулся.
– Очень может быть, что это было бы прекрасно, но этого никогда не будет…
– Ну, для чего вы идете на войну? – спросил Пьер.
– Для чего? я не знаю. Так надо. Кроме того я иду… – Oн остановился. – Я иду потому, что эта жизнь, которую я веду здесь, эта жизнь – не по мне!

В соседней комнате зашумело женское платье. Как будто очнувшись, князь Андрей встряхнулся, и лицо его приняло то же выражение, какое оно имело в гостиной Анны Павловны. Пьер спустил ноги с дивана. Вошла княгиня. Она была уже в другом, домашнем, но столь же элегантном и свежем платье. Князь Андрей встал, учтиво подвигая ей кресло.
– Отчего, я часто думаю, – заговорила она, как всегда, по французски, поспешно и хлопотливо усаживаясь в кресло, – отчего Анет не вышла замуж? Как вы все глупы, messurs, что на ней не женились. Вы меня извините, но вы ничего не понимаете в женщинах толку. Какой вы спорщик, мсье Пьер.
– Я и с мужем вашим всё спорю; не понимаю, зачем он хочет итти на войну, – сказал Пьер, без всякого стеснения (столь обыкновенного в отношениях молодого мужчины к молодой женщине) обращаясь к княгине.
Княгиня встрепенулась. Видимо, слова Пьера затронули ее за живое.
– Ах, вот я то же говорю! – сказала она. – Я не понимаю, решительно не понимаю, отчего мужчины не могут жить без войны? Отчего мы, женщины, ничего не хотим, ничего нам не нужно? Ну, вот вы будьте судьею. Я ему всё говорю: здесь он адъютант у дяди, самое блестящее положение. Все его так знают, так ценят. На днях у Апраксиных я слышала, как одна дама спрашивает: «c’est ca le fameux prince Andre?» Ma parole d’honneur! [Это знаменитый князь Андрей? Честное слово!] – Она засмеялась. – Он так везде принят. Он очень легко может быть и флигель адъютантом. Вы знаете, государь очень милостиво говорил с ним. Мы с Анет говорили, это очень легко было бы устроить. Как вы думаете?
Пьер посмотрел на князя Андрея и, заметив, что разговор этот не нравился его другу, ничего не отвечал.
– Когда вы едете? – спросил он.
– Ah! ne me parlez pas de ce depart, ne m’en parlez pas. Je ne veux pas en entendre parler, [Ах, не говорите мне про этот отъезд! Я не хочу про него слышать,] – заговорила княгиня таким капризно игривым тоном, каким она говорила с Ипполитом в гостиной, и который так, очевидно, не шел к семейному кружку, где Пьер был как бы членом. – Сегодня, когда я подумала, что надо прервать все эти дорогие отношения… И потом, ты знаешь, Andre? – Она значительно мигнула мужу. – J’ai peur, j’ai peur! [Мне страшно, мне страшно!] – прошептала она, содрогаясь спиною.
Муж посмотрел на нее с таким видом, как будто он был удивлен, заметив, что кто то еще, кроме его и Пьера, находился в комнате; и он с холодною учтивостью вопросительно обратился к жене:
– Чего ты боишься, Лиза? Я не могу понять, – сказал он.
– Вот как все мужчины эгоисты; все, все эгоисты! Сам из за своих прихотей, Бог знает зачем, бросает меня, запирает в деревню одну.
– С отцом и сестрой, не забудь, – тихо сказал князь Андрей.
– Всё равно одна, без моих друзей… И хочет, чтобы я не боялась.
Тон ее уже был ворчливый, губка поднялась, придавая лицу не радостное, а зверское, беличье выраженье. Она замолчала, как будто находя неприличным говорить при Пьере про свою беременность, тогда как в этом и состояла сущность дела.
– Всё таки я не понял, de quoi vous avez peur, [Чего ты боишься,] – медлительно проговорил князь Андрей, не спуская глаз с жены.
Княгиня покраснела и отчаянно взмахнула руками.
– Non, Andre, je dis que vous avez tellement, tellement change… [Нет, Андрей, я говорю: ты так, так переменился…]
– Твой доктор велит тебе раньше ложиться, – сказал князь Андрей. – Ты бы шла спать.
Княгиня ничего не сказала, и вдруг короткая с усиками губка задрожала; князь Андрей, встав и пожав плечами, прошел по комнате.
Пьер удивленно и наивно смотрел через очки то на него, то на княгиню и зашевелился, как будто он тоже хотел встать, но опять раздумывал.
– Что мне за дело, что тут мсье Пьер, – вдруг сказала маленькая княгиня, и хорошенькое лицо ее вдруг распустилось в слезливую гримасу. – Я тебе давно хотела сказать, Andre: за что ты ко мне так переменился? Что я тебе сделала? Ты едешь в армию, ты меня не жалеешь. За что?
– Lise! – только сказал князь Андрей; но в этом слове были и просьба, и угроза, и, главное, уверение в том, что она сама раскается в своих словах; но она торопливо продолжала:
– Ты обращаешься со мной, как с больною или с ребенком. Я всё вижу. Разве ты такой был полгода назад?
– Lise, я прошу вас перестать, – сказал князь Андрей еще выразительнее.
Пьер, всё более и более приходивший в волнение во время этого разговора, встал и подошел к княгине. Он, казалось, не мог переносить вида слез и сам готов был заплакать.
– Успокойтесь, княгиня. Вам это так кажется, потому что я вас уверяю, я сам испытал… отчего… потому что… Нет, извините, чужой тут лишний… Нет, успокойтесь… Прощайте…
Князь Андрей остановил его за руку.
– Нет, постой, Пьер. Княгиня так добра, что не захочет лишить меня удовольствия провести с тобою вечер.
– Нет, он только о себе думает, – проговорила княгиня, не удерживая сердитых слез.
– Lise, – сказал сухо князь Андрей, поднимая тон на ту степень, которая показывает, что терпение истощено.
Вдруг сердитое беличье выражение красивого личика княгини заменилось привлекательным и возбуждающим сострадание выражением страха; она исподлобья взглянула своими прекрасными глазками на мужа, и на лице ее показалось то робкое и признающееся выражение, какое бывает у собаки, быстро, но слабо помахивающей опущенным хвостом.
– Mon Dieu, mon Dieu! [Боже мой, Боже мой!] – проговорила княгиня и, подобрав одною рукой складку платья, подошла к мужу и поцеловала его в лоб.
– Bonsoir, Lise, [Доброй ночи, Лиза,] – сказал князь Андрей, вставая и учтиво, как у посторонней, целуя руку.

Читать еще:  Двигатель 514 дизель уаз характеристики

Друзья молчали. Ни тот, ни другой не начинал говорить. Пьер поглядывал на князя Андрея, князь Андрей потирал себе лоб своею маленькою рукой.
– Пойдем ужинать, – сказал он со вздохом, вставая и направляясь к двери.
Они вошли в изящно, заново, богато отделанную столовую. Всё, от салфеток до серебра, фаянса и хрусталя, носило на себе тот особенный отпечаток новизны, который бывает в хозяйстве молодых супругов. В середине ужина князь Андрей облокотился и, как человек, давно имеющий что нибудь на сердце и вдруг решающийся высказаться, с выражением нервного раздражения, в каком Пьер никогда еще не видал своего приятеля, начал говорить:
– Никогда, никогда не женись, мой друг; вот тебе мой совет: не женись до тех пор, пока ты не скажешь себе, что ты сделал всё, что мог, и до тех пор, пока ты не перестанешь любить ту женщину, какую ты выбрал, пока ты не увидишь ее ясно; а то ты ошибешься жестоко и непоправимо. Женись стариком, никуда негодным… А то пропадет всё, что в тебе есть хорошего и высокого. Всё истратится по мелочам. Да, да, да! Не смотри на меня с таким удивлением. Ежели ты ждешь от себя чего нибудь впереди, то на каждом шагу ты будешь чувствовать, что для тебя всё кончено, всё закрыто, кроме гостиной, где ты будешь стоять на одной доске с придворным лакеем и идиотом… Да что!…

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector