6.6.2 Поверочный расчет двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки

Для более точного определения коэффициента расхода форсунки необходимо учесть некоторые дополнительные параметры ее конструкции. Для учета влияния параметра , определим по графикуиз [3], коэффициент. С помощью этого коэффициента сделаем поправку геометрической характеристикиА:

.

По графику, представленному на рисунке 6.13 [3], в зависимости от значений , уточняем соответствующее значение коэффициента расхода:

;

;

.

Влияние степени раскрытия форсунки на коэффициент расхода форсунки и угол распыла:

;

.

По графику определим поправочный коэффициент.

Влияние относительной длины сопла на коэффициент расхода форсунки и угол распыла:

,

где ,

.

По графику определим поправочный коэффициент.

Влияние относительной длины входных отверстий на коэффициент расхода форсунки и угол распыла:

.

По графику определим поправочный коэффициент.

Погрешность расходного комплекса:

;

.

Уточнение не требуется, так как погрешность составляет допустимые 3%.

Начертим продольное и поперечное сечения форсунки в масштабе 10:1 (рисунок 8).

Рисунок 8 – Схема двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки

Оценим проведенные расчеты:

;

;

Видно, что полученная погрешность Δ = 0% < 3%, т.е. расчеты можно считать хорошими.

7 Функциональное проектирование

На рисунке 9 изображена пневмогидравлическая схема ДУ ЖРД 1-й ступени, работающего на керосине и кислороде. На схеме линиями изображены трубопроводы, двойными линиями – механические связи. К схеме прилагается перечень агрегатов (таблица 1).

Рисунок 9 – Пневмогидралическая схема ДУ

Таблица 1 – Перечень агрегатов к схеме ПГС ДУ.

№	Наименование	Кол-во	Тип
1	Теплообменник	1
2	Обратный клапан	2
3	Регулятор расхода	1
4	Главный клапан горючего	1	пироклапан
5	Клапан окислителя	1	пироклапан
6	Регулятор системы СОБ	1
7	Насос окислителя	1
8	Насос горючего	1
9	Турбина ТНА	1
10	Главный клапан окислителя ЖГГ	1
11	Пирозапал ЖГГ	1
12	ЖГГ	1	восстановительный
13	Пороховой стартер турбины ТНА	1
14	Стабилизатор соотношения компонентов	1
15	Клапан горючего ГГ	1
16	Блок продувки	1
17	Камера	4
18	Отсечной клапан окислителя	4
19	Обратный клапан продувки	8
20	Датчик давления	4

Продолжение таблицы 1.

21	Пневмореле	4
22	Пирозапал камеры	8
23	Датчики уровня СОБ	1
24	Бак горючего	1
25	Бак окислителя	1

По команде «запуск» и срабатывании пневмореле 21, контролирующих давление в баках:

- подаётся команда на включение продувки полостей камер 17 и ГГ 12 гелием, поступающим из ГАД через обратные клапаны. Магистраль керосина продувается для вытеснения воздуха. Полости О₂ камеры и ГГ продувается в связи с тем, что окислитель является запаздывающим компонентом.

- компоненты заливают насосы 7 и 8 до клапанов 5, 4 и начинается захолаживание насоса, при котором пары компонентов вытесняются в баки.

Через 0,3 с после команды «запуск» при повышении давления вследствии продувки и срабатывании пневмореле подаётся команда «зажигание» и электрический ток поджигает пирозапалы 11 и 22. Через 0,3 с после команды «зажигание» подаётся команда на открытие клапанов 4 и 5, компоненты поступают в камеры, где и начинается горение, клапан блока продувки 16 закрывается.

Керосин под давлением наддува последовательно проходит через охлаждающие тракты камеры и ЖГГ, головку ЖГГ, турбину, головку камеры. Часть выбрасывается через камеру в окружающее пространство, захолаживая агрегаты двигателя, а другая идёт на наддув бака горючего.

В ГГ происходит воспламенение компонентов и турбина переходит на питание генераторным газом, а обратные клапаны закрываются. При этом генераторный газ из-за турбины 9 выбрасывается в окружающее пространство с помощью верьерных сопел.

При повышении давления в камере срабатывает пневмореле 21, по команде системы управления производится перестройка регулятора расхода 3 и двигатель с промежуточной ступени тяги плавно выходит на главную.

Для обеспечения обратной связи между камерой и регулятором 3 служит датчик давления 20.

Наддув баков при работе на режиме главной ступени осуществляется подачей генераторного газа в бак горючего и подачей окислителя, газифицируемого в испарители 1, в бак окислителя.

Регулирование одновременного опорожнения баков осуществляется с помощью дроссельного регулируемого устройства 6. Выключение двигателя производится в следующем порядке:

- по команде «выключение» закрываются клапаны 10 и 15 и горение в ЖГГ прекращается.

- через 0,3 с закрываются клапаны 4, 5, 21 и после испарения остатков окислителя в полости головки горение в камере также прекращается.

7.1 Циклограмма запуска – останова двигателя

На ПГС состояние агрегатов изображают в момент времени, предшествующий предпусковой подготовке. Включение агрегатов и характер их срабатывания указаны на циклограмме. Она представляет собой график, по оси абсцисс которого откладываются интервалы времени с начала запуска или останова до момента срабатывания того или иного агрегата автоматики, а по оси ординат изменение давления газа в камере. Циклограмма работы ДУ изображена на рисунке 10. Знак “ + ” включение агрегата в работу, “ - ” выключение. Под осью абсцисс проставлены номера позиций агрегатов, указанные на ПГС.

Рисунок 10 – Циклограмма работы ДУ