Выбор энергетических параметров кислородно-водородного безгазогенераторного жидкостного ракетного двигателя
Автор: Беляков В.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.23, 2022 года.
Бесплатный доступ
В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), выполненных по безгазогенераторной схеме, привод турбины турбонасосного агрегата (ТНА) осуществляется подогретым горючим в тракте охлаждения (ТО) камеры сгорания (КС). Отсутствие газогенератора в значительной мере повышает надежность ЖРД и дает ряд преимуществ по сравнению с другими схемами двигателя. На данный момент существующие кислородно-водородные безгазогенераторные ЖРД не отвечают современным тактико-техническим требованиям по уровню тяг и давлений в (КС) двигателя. Поэтому необходимо изучить способы повышения энергетических параметров ЖРД и выявить перспективные схемы двигателя. В данной статье предлагаются схемные решения кислородно-водородного ЖРД, приводится анализ влияния различных факторов на энергетические параметры двигателя, а также рекомендации по проектированию безгазогенераторных ЖРД. Разработана математическая модель расчета основных энергетических и геометрических параметров двигателя. Предложены перспективные пневмогидравлические схемы (ПГС) кислородно-водородного безгазогенераторного ЖРД в зависимости от тактико-технических требований.
Безгазогенераторный жрд, кислород, водород, турбонасосный агрегат, камера сгорания, удельный импульс тяги двигателя, интенсификация теплообмена
Короткий адрес: https://sciup.org/148325779
IDR: 148325779 | DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-3-424-436
Список литературы Выбор энергетических параметров кислородно-водородного безгазогенераторного жидкостного ракетного двигателя
- Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 461 с.
- Безгенераторный ЖРД тягой 200 т.с. на углеводородном горючем / Г. П. Калмыков, Е. В. Лебединский, В. И. Тарарышкин, И. О. Елисеев // Space Launcher Liquid Propulsion: 4th Int. Conf. on Launcher Techn. Liege (Belgium), 3-6 декабря, 2002. С. 2-9 [Электронный ресурс]. URL: https://el.bok2.org/dl/3136783/f689d5 (дата обращения: 10.06.2019).
- Калмыков Г. П., Лебединский Е. В., Тарарышкин В. И. Компьютерные модели жидкостных ракетных двигателей / под ред. А. С. Коротеева. М.: Машиностроение, 2009. 376 с.
- Беляков В. А., Василевский Д. О. Перспективные схемные решения безгазогенераторных двигателей // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2019. №5 8. С. 69-86. DOI: 10.15593/2224-9982/2019.58.06.
- Развитие концепции многоразового жидкостного ракетного двигателя на трехкомпонентном топливе / В. А. Беляков, Д. О. Василевский, А. А. Ермашкевич и др. // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22, №1. С. 121-136. DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-1-121-136.
- Калмыков Г. Р., Лебединский Е. В., Тарарышкин В. И. Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателе и их моделирование. М.: Машиностроение, 2008. 512 с.
- Гахун Г. Г. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1989. 424 с.
- Моделирование рабочих процессов и конструкция элементов камеры ЖРД / Р. А. Бережинский, С. А. Соколов, С. Р. Гудкова и др. Воронеж: ВГТУ, 2002. 169 с.
- Атлас конструкций ЖРД. Ч. 1 / Г. Г. Гахун, И. Г. Алексеев, Е. Л. Березанская и др. М.: МАИ, 1969. 286 с.
- Naraghi M. H., Dunn S., Coats D. Dual regenerative cooling circuits for liquid rocket engines (Preprint) // 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf. & Exhibit, 9 July - 12 July 2006, Sacramento, California. AIAA 2006-4367. 2006. P. 1-18.
- Иевлев В. М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. М.: Наука, 1975.255 с.
- Ponomarenko A. RPA: Tool for Rocket Propulsion Analysis, Thermal Analysis of Thrust Chambers [Электронный ресурс]. URL: http://propulsion-analysis.com/downloads/2/docs/RPA_ ThermalAnalysis.pdf (дата обращения: 10.10.2020).
- Проектирование системы охлаждения многоразового ракетного двигателя на трёхкомпо-нентном топливе / В. А. Беляков, Д. О. Василевский, А. А. Ермашкевич и др. // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22, № 2. С. 316-327. Doi: 10.31772/2712-8970-2021-22-2-316-327.
- Хорлокк Дж. Х. Осевые турбины (газовая динамика и термодинамика). М.: Машиностроение, 1972.211 с.
- Овсянников Б. В., Боровский Б. И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1986. 375 с.
- Korpela S. A. Principles of turbomachinery. Hoboken, New Jersey, 2011. 467 р.
- Oskar J. Haidn. Advanced rocket Engines. Germany: German Aerospace Center (DLR), 2008. 40 р.
- Oskar J. Haidn. On the effect of axial turbine rotor blade design on efficiency: a parametric study of the Balje-diagram. Germany: German Aerospace Center (DLR), 2017. 15 р.
- Хоблер Т. Теплопередача и теплообменники. Л.: Госхимиздат, 1961. 821 с.
- Кудрявцев В. М., Васильев А. П. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. М.: Высшая школа, 1975. 656 с.
- Александренков В. П. Расчет наружного проточного охлаждения камеры ЖРД. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 74 с.
