ОАО КБХА

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ЮБИЛЕЙНЫЙ СБОРНИК

1941 – 2011 гг.

В трех томах

Воронеж 2011 г.

Посвящается 70-летию образования Конструкторского бюро химавтоматики

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ЮБИЛЕЙНЫЙ СБОРНИК

1941 – 2011 гг.

Том 2

Воронеж 2011 г.

ББК 39.62

УДК 629.78

Н 34.

Н34 Научно-технический юбилейный сборник. КБхимавтоматики: В 3 т. Т.1 – ИПФ «Воронеж», 2011. – 800 с.

В сборнике приводятся результаты научно-исследовательских, проектно-конструкторских работ и производственной деятельности, полученные Конструкторским бюро химавтоматики (ОАО КБХА) и смежными предприятиями при создании жидкостных ракетных двигателей и энергетических установок.

В первый том входят научно-технические труды ведущих специалистов организаций ракетно-космической отрасли, посвященные следующим направлениям: сотрудничеству смежных предприятий при создании ракетно-космической техники, разработке двигателей КБХА, этапам создания агрегатов и узлов двигателей, элементам лазерных систем.

Главный редактор – генеральный директор - генеральный конструктор КБХА,

доктор технических наук, профессор В.С. Рачук

Редакционная коллегия: Рачук В.С., Горохов В.Д., Шостак А.В., Ростиславин А.Б., Пригожин В.И.,

Гуртовой А.А., Кузьминова Н.Ю., Гарманов Ю.А., Кажикин А.А., Гречко Ю.С.

© ОАО КБХА, 2011 г.

Предисловие

Настоящий сборник научно-технических трудов посвящен 70-летнему юбилею ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики» – одного из ведущих предприятий отечественного ракетного двигателестроения, внесшего достойный вклад в развитие отечественной науки и техники, получившего международное признание.

История КБХА, его научно-исследовательские и опытно-конструкторские достижения получили отражение в научно-технических сборниках, посвященных 40-летию, 50-летию и 60-летию КБХА.

В настоящем сборнике в основном отражены результаты научно-технической деятельности коллектива за период с 2001 года.

В настоящее время коллектив КБХА продолжает трудиться над созданием нового поколения жидкостных ракетных двигателей, расширяя сотрудничество с ведущими фирмами мира и наращивая конверсионную деятельность.

Редколлегия настоящего сборника выражает глубокую благодарность всем авторам статей

Камеры, газогенераторы, запальники

УДК 629.7.036.54-63: 621.43.056

НЕКОТОРЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ ПРИ СОЗДАНИИ КАМЕРЫ ДЛЯ ЖРД РД0124

Братухин Н.А. – КБХА

Круглова Л.М. – КБХА, канд. техн. наук

Рачук В.С. – КБХА, доктор техн. наук

Рубинский В.Р. – КБХА, доктор техн. наук

Федоров С.А. – КБХА

Изложены исследования, выполненные в обеспечение работоспособности и параметров камер двигателя РД0124.

Специальные гидропроливки форсунок по линии горючего в составе смесительной головки

Преследовалась цель специальными гидропроливками выяснить фактическое распределение расходов горючего (при эксперименте – воды) по форсункам в составе смесительной головки камеры двигателя РД0124 [1]. Фактические значения расходов через форсунки могут отличаться от расчетных из-за уменьшения перепада давлений жидкости при ее движении в межфорсуночном тракте смесительной головки от периферии к центру.

На камере применены газожидкостные форсунки по жидкостной линии (линия горючего) центробежного типа: с тангенциальными отверстиями для подачи горючего в основных («ядерных») и периферийных форсунках (рис. 1) и с использованием шнека в «крестовых» форсунках (рис. 2).

Рис. 1. Периферийная форсунка

Рис. 2. «Крестовая» форсунка

Эксперимент позволил уточнить распределение:

а) расходонапряженности по зонам смесительной головки;

б) соотношения компонентов по «полю» смесительной головки, в том числе и по периферии.

Таким образом, выявлена взаимосвязь данных специальных гидропроливок с показателями экономичности камеры.

Смесительная головка камеры для двигателя РД0124 содержит «ядерные» (основные),

периферийные и «крестовые» форсунки.

Каждая форсунка пролита по линии горючего при перепаде давления ∆Р = 1,67 МПа (17 кгс/см²) и подвергнута продувке воздухом по линии окислителя в соответствии с требованиями КД.

Ядерные форсунки образуют зону № 1 смесительной головки, периферийные форсунки составляют зону № 2, «крестовые» форсунки отнесены к зоне № 3. Гидропроливкам была подвергнута «штатная» смесительная головка, изготовленная в соответствии с действующей КД. При проливках в специальном приспособлении определялось давление на входе в него - Р_вх, которое включает давление на входе в смесительную головку Р_фг и сопротивление каналов приспособления - ∆Р_присп.

Анализ результатов проливок смесительной головки показал следующее:

- с точностью до 0,2 - 0,37 % совпадают значения зон № 1 и 2 с Р_ф.г при проливке данной смесительной головки по КД;

- зоны № 3 («крестовые» форсунки) занижено относительно Р_ф.г на 13,3 %, вследствие чего на объекте (камере) через «крестовые» форсунки проходит увеличенный расход горючего при постоянном перепаде давлений на смесительной головке. При Р_ф.г. = 15,5 кгс/см² расход через «крестовые» форсунки возрастает на 91 г/с или на ~ 7 % через каждую форсунку. В дальнейшем были назначены мероприятия, которые позволили исключить повышенный расход через «крестовые» форсунки.

Экспериментальные данные проливок разных типов форсунок позволили получить распределение горючего по «полю» (поверхности) смесительной головки.

Расчетом определяется расходонапряженность по горючему зоны q (кг/с·мм²) как отношение расхода горючего через форсунки зоны смесительной головки к площади «F» данной зоны. Полученные значения «q» для средних зон составили одну и ту же величину 0,55 кг/с·мм², в то время как на крайних зонах повышенная расходонапряженность в центральной зоне - до 0,73 и пониженная в периферийной зоне - до 0,376. Отличие q крайних зон от средних примерно ± 0,18 (± 32,7 %).

Результаты такой специальной проливки форсунок смесительной головки позволили прогнозировать соотношения компонентов по типам форсунок и геометрическим зонам при использовании данных продувок воздухом форсунок, которые выполняются по КД.