3. Основные агрегаты и узлы ду ci.54.00
3.1. Камера двигателя
Принципиальная схема камеры двигателя представлена на рис* 2. Камера состоит из головки ( 1 ), камеры сгорания ( 6 ) и сопла ( 9 )• Она представляет собой неразъемную паяно-сварную конструкцию, выполненную из титановых (наружная оболочка камеры и расширяющаяся часть сопла), медных (внутренняя теплонапряженная оболочка) и стальных (силовые участки головки) сплавов. Основные характеристики камеры.
1. Тяга в пустоте - 66500 Н (6780 кг)
2. Удельный импульс в пустоте - 3345,2 м/с
3. Массовые соотношения компонентов – Укс= 2,4
4. Расходы
а) суммарный - 19,865 кг/с
б) горючего - 5,84 кг/с
в) окислителя - 14,025 кг/с
5, Давление в камере сгорания Р = 5,36 МПа (54, 7 атм)
6. Давление на срезе сопла Ра = 4,9 КПа (0,05 атм)
7. Давление горючего на входе в КС. Рвх’’Г’’ = 858,3 Мпа ( 82,5 атм)
8. Диаметр критического сечения сопла Dкр = 91 мм
9. Диаметр выходного сечения сопла Da. = 858,3 мм
10. Диаметр камеры сгорания Dкс = 219 мм
11 Безразмерная площадь выходного сечения сопла fa = 89
12.Безразмерная площадь камеры сгорания fкc = 5,3 3.
13 Объем камеры сгорания (до критического сечения) Vкс = 11,43 л
14, Приведенная длина камеры сгорания lpпр = -Vкс/ Fкр = 1,76 м
15.. Сухая масса камеры - 47 кг.
Головка камеры состоит иэ наружного ( 2 ), среднего ( 3 ) и огневого ( 5 ) днищ, дефлектора ( 4 ), форсунок горючего ( 12 ) и окислителя ( 11 ) и соответствующих штуцеров. Между наружным и средним днищами располагается полость окислителя, между средним и огневым - полость горючего.
| Горючее из охлаждающего тракта вначале проходит вдоль огневого днища для его охлаждения, а затем через отверстия в дефлекторе поступает в предфорсуночную полость.
Для выравнивания давления окислительного газа перед форсунками ' в полости окислителя установлена решетка ( 10) с 117 отверстиями диаметром d = 6 мм.
На головке расположено 114 струйных форсунок окислительного газа и 109 центробежных тангенциальных форсунок горючего, которые по периферии расположены на концентрических окружностях, а в ядре образуют смесительные элементы в виде окислительных сот. Применяются форсунки горючего трех типов: основная, промежуточная и малого расхода. Основные форсунки расположены в ядре потока, образуя с форсунками окислителя соты; промежуточные - расположены по периферии концентрично с форсунками окислителя; форсунки малого расхода (47 штук) образуют последний ряд периферийных форсунок и предназначены для создания пристеночного слоя горючего.
Форсунки горючего состоят из корпуса с завальцованным донышком, припаянным к корпусу форсунки и имеют по 4 тангенциальных входных отверстия.
Форсунки окислителя выполнены в виде втулки с диаметром сопла dc = 4,5 мм.
Огневое днище и форсунки изготовлены из медного сплава № 4; наружное и среднее днища, дефлектор и штуцера - из стали Х22Н6Т.
Соединение деталей из медного сплава между собой и со стальными деталями производится путем пайки в вакууме серебряным припоем ПC М068-27-5. Соединение головки с камерой сгорания по наружной оболочке производится через биметаллическую резьбовую вставку сваркой по однородным материалам.
На головке расположены штуцера замеров давления перед форсунка-•ми окислителя и горючего и штуцер для отбора окислительного газа для наддува бака окислителя.
Камера двигателя конструктивно состоит из блока камеры ( 13 ), расширяющейся части сопла (насадка) ( 15) и вставки ( 14 ), соединяющей блок камеры с насадком.
Охлаждение камеры двигателя осуществляется горючим. Для этой цели на цилиндрической части камеры сделано 330 каналов постоянной ширины (1,01 мм), на суживающейся части сопла - 290 каналов переменной ширины, переходящих в районе критического сечения в 145 каналов шириной 1,02 мм, на внутренней оболочке выходной части сопла - 188 каналов переменного сечения с шириной от 1,19 до 2,14 мм. Ширина ребер везде постоянна и равна I мм»
Внутренняя оболочка блока камеры и часть внутренней оболочки вставки выполнены из медного сплава № 4, остальные элементы - из титановых сплавов (оболочки - ОТ-4; гофры BTI-I).
Блок камеры представляет собой паяную конструкцию, в которой охлаждавшая жидкость проходит по фрезерованным пазам. После пайки блок камеры разрезают по цилиндрической части и вваривают два пояca завесы. Питание поясов завес производится из охлаждающего тракта. Кольца завес изготовлены в виде медно-титановых вставок, состоящих из медного кольца с фрезерованными ребрами и титанового кольца, подача жидкости в камеру осуществляется с закруткой для лучшей организации защити стенок.
Конструкция вставки принципиально аналогична конструкции блока камеры. Сопло выполнено с угловым входом, степень расширения сопла Ркс/Ра= 1000. Начиная с диаметра 411 мм наружная и внутренняя оболочки сопла выполнены из титанового сплава, что приводит к выигрышу в массе сопла. Охлаждающий тракт в этой части сопла выполнен при помощи четырех (по длине) гофрированных проставок. В начале последнего гофра по его впадинам заложены вкладыши из проволоки диаметром ,2 мм. Горючее подается в коллектор ниже вкладыша через косые прорези и далее по наружным впадинам гофра - до среэа сопла. Затем компонент поступает в охлаждающий тракт через нижние каналы последней секции гофра.
Усилие тяги снимается с цилиндрической оболочки камеры через бандаж, к которому приварены две опоры, имеющие пазы для установки рамы. Тяга камеры через валики, входящие в отверстия опор и подшипники передается на раму двигателя.