3. Устройство и работа регуляторов и дросселей

Регуляторы и дроссели ЖРД являются исполнительными агрегатами системы автоматического управления работой двигателей и ДУ. К ним предъявляются требования по высокой точности управления, быстродейст-вию, межполостной герметичности, высокой надежности функционирова­ния, а также малому гидросопротивлению.

Простейшими регуляторами ЖРД являются редукторы давления га­за. Рассмотрим их устройство и работу на примере редуктора наддува бака (рисунок 7). Он предназначен для автоматического поддержания постоянного давления газа, идущего на наддув, при изменении в широком диапазоне давления на входе в редукторы за счет израсходования по мере работы ДУ бортового запаса газа.

Редуктор имеет чувствительный элемент в виде тонкой мембраны 3, по­стоянно следящей за давлением газа на выходе из редуктора (в полости "б" низкого давления). Эталонное (потребное) значение этого давления задается силой затяжки регулировочной пружины 2, которая настраивается винтом При совпадении реального давления на выходе из редуктора с эталонным мембрана находится в нейтральном положении. При понижении давления

.

а - полость высокого давления (вход в редуктор), б - полость низкого дав­ления (выход из редуктора); 1 - настроечный вал; 2 - регулировочная пру­жина; 3 - мембрана; 4 - шток; 5 - седло; 6 - тарель; 7 - вспомогательная пружина

Рисунок 7 - Схема газового редуктора

на выходе ниже эталонного мембрана прогнется вверх, при повышении давле­ния на выходе сверх эталонного мембрана прогнется вниз. Перемещение мембраны через шток 4 передается на исполнительный орган - тарель 6, ко­торая отходит или приближается к седлу 5, увеличивая или уменьшая про­- ходное сечение редуктора, а следовательно, и изменяя степень дросселиро­вания газа на нем. При полной разгрузке регулировочной пружины 2 давле­ние газа на входе в редукторов полости "а" высокого давления и силы вспо- могательной пружины 7 посадят тарель на седло и перекроют путь газа через редук­тор. Включение редуктора в работу и настройка его на требуемое выходное давление осуществляется винтом 1.

В процессе работы редуктора давление газа на его входе непрерывно уменьшается за счет расходования бортового запаса. Это приводит к нару­- шению равновесия сил, действующих на подвижные части редуктора, увеличивая площадь дросселирующего зазора между тарелъю и седлом.

Произойдет уменьшение степени дросселирования газа, за счет чего и бу­дет поддерживаться его постоянное давление на выходе, заданное наст­ройкой регулировочной пружины. Если также по какой-либо причине давле­ние газа на выходе отклонится от эталонного, мембрана сместит шток и тарель, изменит степень дросселирования и воссстановит потребное выходное давление.

Настройку редуктора можно производить как при подготовке ДУ к функ­ционированию, так и в ходе ее работы. В последнем случае к регулировочному винту подстыковывают электромотор, осуществляющий дистанцион­ное управление настройкой по командам от САУ ДУ.

1 – штуцер подвода окислителя; 2 – настроечные пружины; 3 – мембрана (чувствительный элемент); 4 – подвижный стакан; 5 – подвижный стакан; 6 – корпус; 7 – патрубок отвода горючего в газогенератор.

Рисунок 8 - Схема стабилизатора газогенератора

В ряде ЖРД для защиты наиболее теплонапряженных элементов двигате­ля (камеры, газогенератора, турбины) от перегрева применяются специаль­ные регуляторы (стабилизаторы) соотношения компонентов. Рассмот­рим их устройство и работу на примере стабилизатор» соотношения компо­нентов в газогенераторе (рисунок 8). Стабилизатор имеет корпус 6 с неподвижным стаканом 5, внутри которо­го перемещается подвижный стакан 4. В обоих стаканах имеются отверстия для компонента (например, регулятор расхода - в магистрали питания газоге­нератора окислителем, а стабилизатор газогенератора - в маги­страли питания горючим). Кроме того, точка отбора контролируе­мого стабилизатором давления второго компонента размещается обя­зательно за регулятором или дросселем.

Дроссели ЖРД более просты по устройству и принципам действия, по­скольку в них отсутствуют чувствительные элементы. Устанавливаются дроссели, как правило, в магистрали подачи одного из компонентов (напри­мер, горючего) в камеру ЖРД.

В типовой конструкции дросселя имеются корпус 1 (рисунок 9), подвижная 2 и неподвижная 4 решетки с окнами (вместо решеток могут использоваться гильзы или стаканы) и привод 3 с электромотором 5. За счет смешения при­водом подвижной решетки относительно неподвижной изменяется гидросо­противление магистрали, а следовательно, и расход компонента по ней.

1 - корпус; 2 - подвижная решетка, 3 - червячный привод; 4 -неподвижная решетка; 5 – электромотор

Рисунок 9 - Схема дросселя СОБ

Степень изменения расхода в дросселях СОБ задается электромотору системой синхронного опорожнения баков по результатам текущего контроля уровней компонентов топлива в них. В дросселях обеспечения предварительных ступеней тяги требуется, как правило, быстрое изменение гидросопротивления. Это достигается определенной конструкцией подвижных элементов и применением пироприводов для их перемещения. Конкретные агрегаты ряда ЖРД могут отличаться от рассмотренных устройством и принципом действия.