微妙的火箭的复杂性,第4部分:更多关于发动机和坦克




导弹技术我们的世界开发多样化和不愉快的敬意支付缺陷。今天我们就来谈谈付出什么增加液体喷气发动机的参数,这些设计师都在等待坦克微妙的问题。

工作LRE的方案 H4>
存在不同的方案,使开发人员能够选择合适的,与所需的素质(易于使用,便于生产,高推力,高比冲的)和可接受的不足之处。

体积排阻饲料 H5>


最简单的选择。高压气体加压(第一氮气现在大量切换为氦)提供了入口压力与发动机的必要的参数。上线的排除喂养的第一个火箭试验GIRD和戈达德却一直没有消失随着时间的推移,从现场。这个方案被用于在卫星和航天器的推进。 “联盟”,“穿梭巴士”,“阿波罗”用它。由于其自燃尤其是良好的供应排除加上一对燃料偏二甲肼/ AT的。它变成了一个简单的,可靠的发动机具有多个夹杂物的可能性。

优点:的
在简易。 可靠性。 的便宜。 质量无损失的涡轮泵组装。 高效率小发动机推力 弱点:的
在低特定的冲动。 不善适合于大推力发动机。
开路 H5>


为了提高牵引力,比冲和发动机功率也需要一个泵。所需的参数只能提供涡轮机。在第一个“真正的”导弹 - “V-2”,“R-7”来驱动涡轮机使用一个单独的工作介质 - 浓缩的过氧化氢,但随后切换到燃烧的燃料元件的一小部分。在第一排气气体发生器只是扔在一旁,十分壮观火炬:


启动“图集”。注意火焰输出的大小和颜色。清楚地表明,TNA运行在过量燃料,燃烧空气中的 I>
排水产生的气体直接落水看着浪费,于是他开始被送到喷嘴的超临界一部分 - 有点UI的补充,并作为<一个href="http://habr.habrastorage.org/comment_images/909/ff7/670/909ff767049fdea00a9328252ead7d4c.png">завеса工作:


的经典画面 - 一个F-1 i>的
发动机 然而,气体发生器开路的排水有另一个有趣的使用案例 - 发动机侧倾控制:


第二级火箭猎鹰9。旋转排气管通向控制该翻滚阶段的回旋力。 I>
查看动态(第三分钟) B>
现在,不可能开路用于在不久的将来消失。由于相对小的损失实施机构的它可以让你做出更强大的引擎(<一href="http://ru.wikipedia.org/wiki/F-1_%28%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%29">F-1)或更便宜的发动机(的RS-68 的),或使得能够开发用于该球队资源有限(<一href="http://ru.wikipedia.org/wiki/Merlin_%28%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%29">Merlin).

优点:的
在它比一个封闭的回路更容易,更便宜 弱点:的
在不是在一个封闭的回路中更低的冲动。

闭路 H4>


逻辑溶液来改善UI引擎是企图引导排气气体发生器到燃烧室,以便它在最佳条件下被烧毁,以产生推力。此任务被证明是相当困难的 - 在一个很大的压力的燃烧室,有发动机的可持续性的其他问题,因为它增加了一个更反馈“TNA-燃烧室”。发动机关闭电路首先开始做苏联 - NK-15和NK-33被放在一个重型火箭H-1,RD-253上运行的“质子”。美国已故不够做这个计划 - 第一LRE闭路成为美国航天飞机主发动机SSME,其中,在另一方面,是在对氧/氢的第一个闭式循环发动机
您将欣赏到发动机的复杂性 B>



  

优点:的

在最大UI 弱点:的
在最困难和最昂贵的方案。

驾驶与相变 H4>


的物理火箭发动机优雅“黑客” - 需要冷却发动机喷嘴被用来作为能源的涡轮泵单元。该计划设计为发动机<一href="http://ru.wikipedia.org/wiki/RL-10_%28%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%29">RL-10,这五十年是用在提升块“半人马座»。

优点:的

在质量没有损失TNA 设计的简单 可靠性 弱点:。。。 B>
仅适合氧 - 氢双 LI> 的压力比在所述电路与TNA低,因此,在下面的MI 李> UL>

坦克的内部 H4>
里面的坦克发射了太多有趣的事情。罐是一个在另一个之上,因此,必须提供线“上部”组件管道提升,以及也许有必要解决寻找下一个燃料组件具有不同的温度的问题。再有波动燃料,这也必须解决的问题。

管路部件 H5>


此 - 燃料火箭的第一阶段的罐(底)“大豆-2.1V”。注意大管道用波纹套。这 - 管道氧化剂。由于氧化剂是液态氧,有必要把绝缘,以小号不namerz煤油。唉,这一切都需要额外的质量。


这就是 - PH“安加拉”。高亮黄色 - 管道执行同样的功能。根据该比例,它也是该导管氧化剂(氧气罐,用于该对氧煤油更煤油),但印刷的一面,以简化并降低生产成本。一方面,这是不雅观的,但数字控制系统,以应付非对称导弹。

intertank仓 H5>
火箭的第二级和第三级“土星V»用很优雅的解决方案 - 氧和氢罐都有一个共同的墙:


在左边 - 第一步intertank隔室,在右边 - 具有共同壁的第二阶段。红色 - 燃料,蓝 - 氧化剂 I>
。 困难的事实是,在液态氢气和氧气中,温度差是70摄氏度。因此,该面板包括了铝与绝缘之间两层。这样的设计允许保存多达3,6吨第二阶段。奇怪的是,油箱“航天飞机”在某些方面后退一步,这是一个典型的intertank舱。

管道增压 H5>
如果你已经部署了上述SSME图中,我们看到有退出气化氢气和氧气。它们被用来增压各个罐。一方面,保存在气体涡轮增压的分离罐的重量,另一方面,接收一个附加的管道:


Эта大同一画面。

阻尼分区 H5>
如果你仔细看看坦克部分的图片,然后看到不同的宽度和交会上穿梭舱底部的环。这 - 减振燃油特殊元素
。 道口在穿梭的燃料箱的底部用来防止漏斗的形成为排空水箱。一个事实,即在漏斗可吸导致气体燃料组分,这可能会导致在管道和发动机的问题。
环形元件用于抑制燃料的振动。因为它是一种液体,溢流燃料向一侧时操纵可能会导致对系统的稳定性的问题。分区可以是非常大的,作为“土星-Ⅰ»第一阶段:

或几乎不存在,如在“土星-V»第三阶段:

长的形式,但我建议看 - 很有意思看到的行为液氢火箭的加速度和失重​​ I>
一般的规则是 - 从阶段预期的更机动,更大的分区的大小被放置。例如,苏联集团“E” - 第三级火箭“东方号”。还有分区大小的油箱​​几乎整个高度,因为单位能积极机动,而且你不能溅燃料:


而这一切,唉,额外的成本质量。

系统排空水箱和同步 H5>
必须解决的另一个问题。首先,在一些独特的每个内燃机。必然小传播推力和流动的燃料组件的速率。即使是单引擎应该放在一个特殊的系统,以耗尽燃料和氧化剂同时进行。如果我们有一些坦克或侧面的步骤,你必须把一个特殊的系统,这将确保在几个阶段同时完成的组件。现在此系统被称为多燃料管理系统,由一组水平的传感器和一数字计算机,其中,除了导弹控制,解决了这一问题和多个:


“联盟号”的第三阶段。随着坦克的轴是液位传感器用于苏尔特。 I>
然而,尽管苏尔特的努力,她自己的精确度有限,燃料的某些小部分还是输了。她的加入所谓的填充时,考虑到“保证供应燃料»。

结语 H5>
建议观看演出«月亮机械»(<一href="http://www.youtube.com/watch?v=Gb6Otwd7Ff4&index=2&list=PLljK76TUMBkadbS4-QjVyi93oZd3OrQtI">русская版本,英文版)。非常好,并且示出的是必须在空间技术的设计中需要解决的复杂性。

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周期的第一篇文章第二条 - 固体发动机 第三篇文章 - 类型的液体燃料,几何尺寸,交通便利。

来源: habrahabr.ru/post/215959/

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