10.1. Основные узлы и агрегаты жидкостного ракетного двигателя

ЖРД состоит из камеры (одной или нескольких), турбонасосных агрегатов, газогенератора, агрегатов автоматики, агрегатов системы управляющих сил и моментов, рамы, трубопроводов и вспомогательных устройств.

Камерой называют агрегат ЖРД в котором происходит генерация рабочего тела при сгорании компонентов топлива и создание тяги при истечении продуктов сгорания. Камера ЖРД состоит из собственно камеры сгорания и сопла.

Турбонасосным агрегатом ЖРД называют агрегат для насосной подачи компонентов топлива в камеру и газогенератор. ТНА состоит из насосов (окислителя и горючего) и приводящих их в действие турбин. ЖРД могут иметь два ТНА (окислителя и горючего) - каждый насос приводится в действие своей турбиной. Кроме основных ТНА в состав ЖРД иногда включают бустерные ТНА, устанавливаемые на входе в основные, в этом случае происходит повышение давления на входе в насосы основных ТНА для исключения явления кавитации.

Газогенератором ЖРД (сокращенно ЖГГ) называют агрегат, в котором основное или вспомогательное топливо преобразуется в генераторный газ. Основные ЖГГ предназначены для привода турбин ТНА, вспомогательные ЖГГ используют для наддува баков.

У ЖРД с вытеснительной системой подачи топлива нет ТНА. Подача компонентов топлива в камеру происходит путем вытеснения компонентов из баков сжатым газом.

Топливные магистрали соединяют между собой узлы и агрегаты: насосы с камерой и ЖГГ, ЖГГ с турбиной и др. Часть магистрали от стыка с двигателем до стыка с трубопроводом ступени, подводящим компонент топлива к ЖРД, называют узлом подвода. Магистрали ДУ с вытеснительной подачей подводят компоненты топлива непосредственно из баков в камеру.

Агрегатом автоматики ЖРД называют установленное в ДУ устройство для управления, регулирования и обслуживания ЖРД. Эти устройства могут быть механическими, гидравлическими, электротехническими, пиротехническими и др. К агрегатам автоматики относятся клапаны, регуляторы, сигнализаторы давления и электронагреватели. Клапаны обеспечивают прохождение топлива или генераторного газа при их включении и прекращение подачи при их закрытии. Регуляторами называют устройства, обеспечивающие изменение тяги, поддержание постоянного давления в камере сгорания, заданного соотношения компонентов на входе в ТНА и др.. Электронагреватели предназначены для поддержания заданного температурного режима компонентов топлива, в частности, предотвращения замерзания высококипящих компонентов.

Кроме основных узлов и агрегатов, в состав ЖРД могут входить устройства, обеспечивающие:

• зажигание топлива в камере и в ЖГГ;

• запуск турбины ТНА (пусковые твердотопливные ГГ, газовые баллоны);

• продувку полостей ДУ инертным газом;

• создание управляющих сил и моментов (шарнирный или карданный подвес камеры или двигателя в целом);

• наддув топливных баков (баллоны с сжатым газом, редукторы, теплообменники для испарения компонента);

• устойчивую работу ДУ (демпферы колебаний на топливных магистралях);

• изменение параметров ДУ;

• передачу тяги от ДУ к элементам ЛА (рама двигателя).