МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Балтийский Государственный Технический Университет

' ВОЕНМЕХ '

В.В.Красник

Учебно-методическое пособие

по лабораторной работе

' Изучение двигателей РД-107-РД-108

' Утверждено на заседании

Кафедры А3

Зав. Кафедрой А3

Ю.Н. Филимонов

Санкт-Петербург

2008

Содержание.

Введение ……………………………………………….. 1

1.Основные параметры двигателей РД-107 и РД-108...3

1.А. Экологические характеристики двигателя.

2.Двигатель РД-107……………………………………..5

2.1.Пневмогидравлическая схема……………………...5

2.2.Основные агрегаты и узлы двигателя РД-107…….8

2.2.1.Основная камера сгорания……………………….8

2.2.2.Турбонасосный агрегат………………………….11

2.2.3.Газогенератор……………………………………14

2.2.4.Агрегаты автоматики двигателя РД-107……….15

2.2.4.1.Редукторы РД-107…………………………..15

2.2.4.2.Регуляторы РД-107………………………….16

2.2.4.3.Клапаны жидких компонентов РД-107……18

2.2.4.4.Газовые клапаны РД-107……………………21

2.2.5.Рулевые агрегаты ДУ РД-107……………………21

2.2.5.1.Рулевая камера сгорания……………………23

2.2.5.2.Узлы подвода горючего и окислителя……..23

3.Отличие двигателя РД-108 от РД-107………………23

Список использованных источников…………………27

Список использованных источников.

1.Альбом конструкций ЖРД (часть III) (п/р Глушко В.П. ).

Военное издательство МО СССР, М.,1969.

2. Атлас конструкций ЖРД . Часть I. ( п/р Гахуна Г.Г.),

МАИ, М., 1969.

3.Атлас конструкций ЖРД. Часть II. (п/р Гахуна Г.Г.),

МАИ , М., 1973.

4.Атлас конструкций ЖРД. Часть III. (п/р Гахуна Г.Г.),

МАИ , М., 1981.

Введение.

Разработка многокамерных двигателей РД-107, РД-108 тягой в пустоте 1,0 Мн и 0,92 Мн соответственно была начата в опытно-конструкторском бюро под руководством главного конструктора В.П. Глушко в 1954 году. За сравнительно короткий срок были созданы двигатели, работающие при большом по тому времени давлении в камере и значительно превосходящие по своим характеристикам (тяга, удельный импульс, надежность и др.) все раннее созданные двигатели. Этому способствовала хорошо отработанная система смесеобразования и ряд принятых конструктивных решений. Создание двигателей РД-107, РД-108 явилось

выдающимся событием в ракетостроении. С 1957 года советские космические и межконтинентальные ракеты были оснащены этими двигателями или их модификациями. С помощью РД-107 и РД-108 выводились на орбиту спутники Земли , Луны и Солнца, автоматические станции к Луне, Марсу и Венере, пилотируемые корабли-спутники 'Восток', 'Восход', 'Союз' .

На ракетах для которых были созданы двигатели РД-107, РД - 108 и их модификации, устанавливается по пять двигателей : по четыре двигателя РД-107- на боковых блоках каждой ракеты, представляющих собой первую ступень ,и по одному двигателю РД-108- на центральном блоке, представляющим собой вторую ступень ракеты, запускающуюся одновременно с первой.

Двигатели РД-107 и РД-108 многокамерные. Они аналогичны по схеме и конструкции. Каждый двигатель состоит из четырех основных камер сгорания ( КС ) , одного турбонасосного агрегата ( ТНА ), газогенератора ( ГГ ), испарителя азота для наддува баков ракеты , комплекта агрегатов автоматики, узлов и деталей общей сборки. Кроме того, на двигателе РД-107 имеются два рулевых агрегата ,а на двигателе РД- 108 четыре рулевых агрегата , которые служат для управления полетом ракеты. Рулевые агрегаты включа-

ют в себя рулевые камеры и узлы, обеспечивающие их качание и подвод компонентов. Рулевые агрегаты питаются от основного ТНА.

Схема установки двигателей на ракете приведена на рисунке (рис. 1).

1.Основные параметры двигателей рд-107 и рд-108 .

Параметры Двигатели

РД-107 РД-108

Тяга в пустоте, (МН) 1,0 0,92

Тяга у земли , (МН) 0,82 0,73

Удельный импульс в

пустоте , ( М/СЕК) 3067 3087

Удельный импульс у

земли , (М/СЕК ) 2509 2430

Коэффициент полноты

удельного импульса

камеры сгорания 0,938 0,944

Давление в КС ,( МПА) 5,85 5,10

Мощность ТНА ,( МВТ) 3,827 3,238

Габариты , ( М )

диаметр 2,58 1,95

высота 2,86 2,86

Давление на срезе

сопел основных

КС (МПА) 0,039 0,033

Окислитель Жидкий кислород

Горючее Керосин -' Т-1 '

Компоненты

Газогенерации Перекись водорода 82%

Катализатор марки Ж-30-С-О

Массы двигателя(кг) 1190 1279

На двигателях РД-107 и РД-108 было впервые осуществлено регулирование по тяге и соотношению компонентов топлива при работе их на основном режиме , что позволило существенно повысить эффективность ракеты как за счет обеспечения более полной и синхронной выработки компонентов топлива из баков ( система СОБ ), так и за счет обеспечения полета ракеты с заранее рассчитанной оптимальной скоростью по всей траектории полета ( система регулирования кажущейся скорости - РКС ). Применение рулевых КС с достаточно высоким удельным импульсом ( в пустоте -3070 м/сек, у земли- 2470 м/сек ) позволило обеспечить необходимую эффективность системы управления полетом ракеты с малыми потерями удельного импульса двигательной установки в целом .

1.А. Экологические характеристики двигателя.

Двигатель экологически чистый по основным КРТ. Кислород входит в состав воздуха. Экологическая опасность использования кислорода связана с возможностью возгорания различных материалов, при котором могут возникнуть вредные выбросы в атмосферу.

Керосин как смесь жидких углеводородов является загрязнителем окружающей среды. При эксплуатации двигателя должны быть обеспечены минимальные выбросы его в виде паров в атмосферу, а также попадание его на почву и в водные бассейны.

Продукты сгорания керосина с кислородом содержат вредные вещества – окись углерода СО, несгоревшие углеводороды.

Перекись водорода Н₂О₂ является мало ядовитым веществом. Вызывает сильное раздражение, при попадании на кожу, на слизистые и в дыхательные пути. При работе рекомендуется использовать защитные костюмы, очки (маску), сапоги и перчатки. В закрытом помещении с туманом Н₂О₂ - противогаз.