Основные технические данные (при работе двигателя на режиме главной ступени)

Давление газов	24 МПа
Температура газов	780 К
Соотношение весовых расходов компонентов топлива	21,5

6.2. Газогенератор наддува

Газогенератор наддува предназначен для создания рабочего тела - газа наддува бака горючего при полете ракеты.

Газогенератор (рис. 20) представляет собой неразъемную сварную конструкцию, состоящую из шатровой форсуночной головки 8 и охлаждаемой горючим нижней части 13 с форсункой - разбавителем 14.

К выходному фланцу газогенератора присоединяется трубопровод наддува бака. Между газогенератором и трубопроводом установлен мембранный узел для разделения внутренних полостей двигателя и бака.

Компоненты топлива подводятся в газогенератор через штуцер 1 (горючее) и штуцер корпуса 4 (окислитель). Номинальные расходы окислителя и горючего обеспечиваются проходными сечениями жиклеров, установленных на магистралях подвода компонентов топлива.

Для обеспечения устойчивого режима работы газогенератор имеет двухзоное смешение компонентов. В зону сгорания через форсуночную головку подается весь расход окислителя и треть расхода горючего. Остальная часть горючего подается в зону разбавления через форсунку - разбавитель 14, благодаря чему происходит снижение температуры газа до заданного значения.

Охлаждение газогенератора обеспечивается протоком горючего по межрубашечному пространству к форсунке-разбавителю.

Основные технические данные (при работе двигателя па режиме главной ступени)

Давление газов в газогенераторе	7 МПа
Давление газов на выходе из ГГ	2,5 МПа
Температура газов на выходе из ГГ	520 К
Соотношение компонентов	0,063

6.3. Смеситель

В смесителе образуется газ с избытком окислителя для наддува бака изделия. Смеситель (рис. 21) представляет собой сварную конструкцию, состоящую из трубы 6 и кожуха 5. В пяти поперечных сечениях трубы 6 имеется по четыре равнорасположенных по окружности отверстия. К кожуху 5 приварена труба 3, соединяющаяся с полостью окислителя газогенератора.

Газ от коллектора турбины через жиклер 1 поступает в трубу 6. Для понижения температуры газа до требуемой из газогенератора через жиклер 2 по трубе 3 подводится окислитель, который через отверстия в трубе 6 впрыскивается в газовый поток.

Номинальные расходы газа и окислителя обеспечиваются жиклерами 1 и 2.

Основные технические данные

Давление газа на выходе	3,5 МПа
Температура газа на выходе	520 К

7. Узлы и агрегаты

Компенсатор (рис. 22) обеспечивает возможность качания изделия на угол 8 . Гибкой частью компенсатора является сильфон 13, приваренный к корпусу 3 и фланцу 9. Между гофрами сильфона расположены резиновые кольца 14 для сохранения профиля гофра при наличии давления внутри сильфона и изгиба компенсатора при качании изделия.

Струйный преднасос (рис 23) создает дополнительный напор (0.17 МПа) на входе в насос окислителя, что обеспечивает бескавитационную работу насоса при достаточно низком давлении в баке. Представляет собой сварную конструкцию и состоит из соплового аппарата 1, конфузора 2, смесительной камеры 3 и диффузора 4.

Окислитель под высоким давлением подводится в коллектор соплового аппарата. Из коллектора 2 через отверстия в кольце 1 активный поток направляется в конфузор 2 и смесительную камеру 3, где. смешиваясь с основным потоком компонента, сообщает дополнительную скорость основному потоку. В диффузоре 4 скоростной напор потока преобразуется в статическое давление.

Пиромембранный клапан служит для разобщения полости насоса от полости подводящей магистрали при хранении.

Клапан (рис. 24) состоит из корпусов 1 и 2. Между корпусами установлены мембрана 3 и кольцевой нож 5. При подаче напряжении на пиропатроны воспламеняются их пирозаряды. Давление пороховых газов, прорвав мембраны 7, передается через алюминиевое кольцо 6 на нож 5. Нож 5, перемещаясь в направлении мембраны 3, срезает последнюю по окружности. Под действием потока окислителя срезанная мембрана отгибается но направлению потока и облегает перекладину 4, открывая доступ компонента в насос.

Пироклапан (рис. 25) предназначен для прекращения подачи окислителя в газогенератор при выключении изделия.

Пироклапан состоит из корпуса 2 и клапана 6. Корпус имеет бобышку с отверстием для установки пирочеки 4. Клапан 6 устанавливается в расточку обтекаемого прилива корпуса 2 и удерживается чекой пирочеки 4.

При подаче напряжения на пиропатрон срабатывает пирочека. Чека 3 выходит из зацепления с клапаном 6. Клапан под действием пружины 5 перемещается и садится уплотняющим кольцом 7 на седло газогенератора, прекращая поступление компонента в газогенератор.

Регулятор расхода (рис 26, 27) является исполнительным органом системы РКС и предназначен для изменения расхода горючего с целью изменения режима работы двигателя, для перевода режима его работы с предварительной ступени на главную и поддержания постоянного расхода, соответствующего режиму работы двигателя на предварительной и главной ступенях.

В корпусе 1 со стороны выхода на резьбе установлена направляющая 10 с золотником 9 и пружиной 8. Золотник предназначен для изменения гидравлического сопротивления между полостями Б и С, пружина - для уравновешивания сил от перепада давлений на эффективной площади золотника. Эффективная площадь золотника - кольцевая поверхность, ограниченная диаметрами D₁ и D₂.

Игла 5 предназначена для изменения расхода компонента через регулятор. Перемещается игла при помощи валика 14, который находится в зацеплении с рейкой . Рейка устанавливается в обойме 6 и прижимается торцем иглы 5. Валик 14 установлен на двух шарикоподшипниках 13. На валике крепится полумуфта 16, которая стыкуется с полумуфтой выходного вала привода РКС.

Золотник 12 предназначен для точной настройки предварительной ступени регулятора на определенный расход. Поворачивая золотник 12 и меняя при этом площадь окна Е, можно увеличивать или уменьшать перепуск компонента из полости А в полость Б через отверстия в игле 5.

На рисунках 26, 27 показан регулятор, настроенный на предварительную ступень. Стакан 3 удерживается в крайнем положении пирочекой 7. При этом величина расхода компонента через регулятор определяется суммарной площадью проходных сечений между стаканом 3 и иглой 5 и окна, обеспечиваемого золотником 12. Для перехода на режим главной ступени подастся напряжение на пиропатрон пирочеки 17. Пиропатрон срабатывает и чека выдергивается из отверстия стакана 3. Стакан усилием пружины 4 отводится до упора о гайку 2, увеличивая проходное сечение между иглой и кромкой стакана.

Номинальный расход компонента на режиме главной ступени обеспечивается положением иглы 5 относительно стакана 3.

Постоянный расход на режимах предварительной и главной ступеней обеспечивается постоянным перепадом давления между полостями А и Б. При уменьшении расхода через регулятор, вызванного уменьшением давления в полости А или увеличением давления в полости С, равновесие сил, действующих на золотник 9 (сила пружины и сила от перепада давления на эффективную площадь золотника), нарушается. Золотник перемещается в сторону увеличения дросселирующей щели, тем самым уменьшает гидравлическое сопротивление между полостями Б и С.

Давление в полости Б падает до величины, при которой наступает равновесие сил, действующих на золотник. Перепад давлений между полостями Л и Б, а, следовательно, и расход восстанавливаются.

При поступлении команды от системы РКС на изменение расхода электропривод поворачивает валик 14 на определенный угол, при котором игла 5 занимает новое положение, соответствующее новому требуемому расходу компонента.

Дроссель (рис. 28) является исполнительным органом системы СОБ и предназначен для изменения гидравлического сопротивления магистрали подвода горючего после насоса, дроссель устанавливается между выходным патрубком насоса горючего первой ступени и клапаном горючего.

В корпусе 10 установлены подвижная 12 и неподвижная 11 решетки.

Решетка 11 фиксируется от проворачивания штифтом 16, запрессованным в корпус. От перемещения в осевом направлении решетки удерживаются гайкой 13, которая контрится винтом 14. Для уменьшения усилия, необходимого для поворота решетки 12, последняя установлена между гайкой 13 и решеткой 11 на стальных шариках 15). Решетка 12 со штоком 9 находится в червячном зацеп­лении. Шток через ролик 7 прижимается усилием пружины 8 к поверхности кулачка 4 и о от проворачивания удерживается пробкой 18.

Кулачок спрофилировали таким образом, чтобы обеспечить определенное изменение перепада давления на дросселе в зависи­мости от угла поворота кулачка.

По команде от системы СОБ электропривод поворачивает кулачок. При повороте кулачок сообщает штоку поступательное движение, которое преобразуется во вращательное движение решетки 12, находящейся в зацеплении со штоком 9. За счет перекрытия окон изменяется проходное сечение дросселя и, следовательно, перепад давления на дросселе.

Перечень контрольных вопросов по двигателю РД253

1. Назначение ракетного топлива.

2. Компоненты ракетного топлива.

3. Основные технические характеристики двигателя: тяга номинальная, удельный импульс, масса сухого двигателя, габариты.

4. Экологические характеристики двигателя.

5. Состав двигателя. Пиро(пневмо)гидравлическая схема.

6. Запуск двигателя.

7. Работа двигателя на режиме главной ступени.

8. Работа двигателя по команде «остановка».

9. Аварийная остановка двигателя.

10. Назначение, устройство, основные технические данные камеры сгорания.

11. Форсуночная головка КС.

12. Нижняя часть КС.

13. Работа КС.

14. Турбонасосный агрегат (ТНА) общие сведения и технические данные.

15. Турбина.

16. Насос окислителя.

17. Насос горючего.

18. Смазка подшипников насоса.

19. Плавающие лабиринтные уплотнения.

20. Гидрозатвор лабиринтного типа.

21. Гидрозатвор (импеллер).

22. Сильфонное уплотнение.

23. Манжетное уплотнение.

24. Работа ТНА.

25. Газогенератор ТНА.

26. Работа газогенератора ТНА.

27. Газогенератор наддува.

28. Смеситель.

29. Компенсатор.

30. Струйный преднасос.

31. Пиромембранный клапан.

32. Пироклапана отсечки окислителя.

33. Регулятор расхода (РКС)

34. Дроссель системы СОБ.