В приведенной схеме наддув бака горючего осуществляется газом, отбираемым из газогенератора, который вырабатывает рабочее тело для турбины. Рабочее тело для наддува бака окислителя генерируется в отдельном газогенераторе. Оба газогенератора работают на основных компонентах топлива, но с той разницей, что первый работает с большим избытком горючего, а второй — с большим избытком окислителя.
Преимущество*: рассмотренной схемы является отсутствие на борту ракеты вспомогательных компонентов топлива.
В газогенераторах на твердом топливе, часто называемых ПЛД, используется топливный заряд торцового горения.
Чтобы исключить попадание твердых частиц в бак, на пути движения газа устанавливаются специальные фильтры.
Принципиально возможны газогенераторы для наддува на гибридном топливе. Такие газогенераторы обеспечат хорошее регулирование режима наддува.
В испарительной системе наддува (см. рис. 4.21,в) рабочее тело получается за счет испарения компонента топлива или сжиженного газа. Компонент отбирается па выходе из насоса, а затем подогревается и испаряется в теплообменнике. Преимуществами) такой системы являются: простота конструкции, отсутствие спе- , циальных емкостей для хранения рабочего тела на борту ракеты К и рациональное использование тепла отработанных газов,недостаток— затрудиенносхь точного регулирования наддува. -"
Система наддува путем непосредственного ввода-реагейта в бак (см. рис. 4.21, г) характерна тем, что в ней рабочее тело наддува получается в самом баке в результате взаимодействия жидкого (твердого или газообразного) реагента с компонентом топлива. Система будет проще, если для впрыска используется второй компонент топлива, имеющийся иа борту. В приведенной схеме окислитель отбирается на выходе из насоса и впрыскивается в бак горючего. Для регулирования расхода впрыскиваемой жидкости и, следовательно, давления наддува используется регулятор с обратной связью. Такой способ наддува можно использовать в двигательных установках с насосной и вытееннтелыюй системами подачи в случае применения двухкомпонентных топлив.
4.3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ
Подача топлива из баков в камеру двигателя с требуемым секундным расходом под необходимым давлением осуществляется истемамн подачи двигателя, которые разделяются на две группы:
насосные и в ы т е с н и т е л ь н ы е. К системам подачи любої о тина предъявляют следующие основные требования:
— простота, компактность и малая масса конструкции;
— равномерность подачи рабочих компонентов и легкость управления двигателем;
— высокая экономичность и надежность работы;
— дешевизна изготовления и удобство эксплуатации.
Зарубежные специалисты считают, что насосные системы подачи целесообразно применять для двигателей со сравнительно большой тягой и большим временем работы, вытеснительные — для двигателей со временем работы не более 15—30 сек, т. е. двигателей малых и средних тяг.
Рассмотрим более подробно основные схемы каждой из этих систем.
1. Насосные системы подачи
Основным агрегатом насосной системы подачи компонентов является турбонасосный агрегат (TIIA). Главные его элементы — насосы, подающие компоненты под необходимым давлением при требуемом расходе, и турбина, которая служит приводом насосов.
THA могут иметь различные компоновочные схемы. Наиболее распространена соосная схема, в которой насосы и турбина располагаются на одном валу.
Насосы. В системах подачи ЖРД нашли применение центробежные и осевые (шнековые) насосы. Основными достоинствами, определившими применение этих видов насосов, явились: обеспечение высоких давлений подачи и производительности при малых размерах и массе, а также возможность работы с большой частотой вращения при удобном соединении с валом привода (обычно с турбиной).
Схема центробежного насоса приведена на рис. 4.22. При вращении рабочего колеса жидкость под действием центробежных сил отбрасывается на периферию. Затрачиваемая на вращение рабочего колеса работа переходит в спиральной камере в давление.
Осевые насосы применяются в качестве вспомогательных,так называемых преднасосов, устанавливаемых на входе перед центробежными насосами и служащих для предотвращения кавитаций. Рабочим колесом насоса является шнек (рис. 4.23) —осевая лопаточная решетка, состоящая из двух-трех лопаток.
Для оценки насоса наиболее важными характеристиками являются производительность, напор, полезная мощность, частота вращения (число оборотов).
Под производительностью понимают количество жидкости, подаваемое насосом в 1 сек. Различают объемную Q (в лР/сек) и
массовую GH (в кг/сек) производительности, которые связаны соотношением
(4.35)
где р—плотность компонента, кг/л3.
Напором называют приращение механической энергии каждого килограмма жидкости, проходящего через колесо. Величина напора определяется необходимым давлением подачи /;110Д, из которого нужно вычесть давление жидкости на входе в насос рвх. Сле-
