Материал: Ракетно-космическая техника и технология 2015. тез. докл. Российской науч.- техн. конф., посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года. Федеральное космическое агентство

2.Сравнительно низкая рабочая температура.

3.Отсутствие металлических частей в конструкции камеры, что исключает распыление металла, приводящее впоследствии к короткому замыканию.

4.Относительно простая механическая конструкция, система электропитания и блок управления.

Помимо преимуществ у ВЧИД имеются недостатки, связанные со сложности конструирования, а именно:

1.Ограничение применяемых материалов.

2.Юстировка электродов и их отверстий внутри ИОС.

Материал стенки ГРК должен быть устойчивым к вибрационным и ударным нагрузкам, а также быть газонепроницаемым и не сублимировать. С точки зрения диэлектрических свойств наилучшим материалом для ГРК является кварцевое стекло, однако, изготовление камер большого диаметра из данного материала представляется неоптимальной с точки прочности и веса камеры.[2] Решить данную проблему возможно при помощи использования керамических материалов.

Второй сложностью конструирования ВЧИД, как и любого другого типа ИД – является сложность юстировки электродов ИОС. Проблема заключается главным образом в сложности комплекса операций по юстировке ускоряющей системы, требующей максимальной точности не только в расположении самих электродов друг относительно друга, но и точности юстировки перфорированных отверстий. По основным геометрическим параметрам ИОС мы видим, что изготовление элементов ускоряющей системы обеспечивается только высокоточным оборудованием.

В результате анализа даны основные характеристики ВЧИД, проведен анализ конструкции и выделены принципиальные сложности в конструировании данного типа двигателя.

60

Литература

1.H.W. Loeb et al.: “State–of–the–Art of the RIT–Ion Thrusters for Space Exploration and Their Spin–Offs”. IAF–88, 258,39thIAF– Congress, Bangalore, 1988.

2.Антипов Е.А., Балашов В.В., Вебер А.В. Выбор конструкционных материалов для высокочастотных ионных двигателей/ Электронный журнал “Труды МАИ” . -2013 г.-№ 65.

3.Лёб Г.А., Попов В.А., Обухов В.А. Крупногабаритные высокочастотные ионные двигатели/ Электронный журнал “Труды МАИ” . -2012 г.-№ 60.

УДК 621.941

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ И ЦЕНТРИРОВАНИЯ БЛОКОВ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ИХ РЕМОНТЕ

Н.Б. Бабич, ВГТУ, студент группы РД-111,тел. +7(920) 429 76 56 В.В. Голубятник, КБХА, нач. отдела

При восстановлении зеркала цилиндров растачиванием на ремонтные размеры, важное значение имеет способ центрирования блоков цилиндров, т.к. искажение межцентрового расстояния цилиндров блока более 0,02мм приводит к снижению моторесурса отремонтированного двигателя примерно на 18%.

Устройство для установки и центрирования блока цилиндров при их ремонте изображено на рисунке. Оно состоит из двух опор 1, на верхней поверхности которых нанесены осевые линии для совмещения с осевыми линиями посадочных призм 2 и 3. Призма 2 имеет упорный бортик, служащий для фиксации всего блока цилиндров, а также для совмещения осей первого цилиндра и шпинделя станка. Призмы соединены между собой трубой 4. На подвижной части стола станка закреплена планка 5 с отверстиями 6, расстояние между которыми строго равно межцентровому расстоянию цилиндров соответствующего блока, а их количество равно количеству цилиндров блока.

На неподвижной части стола вертикально-расточного станка закреплено электронное устройство с фотодиодом 7 и

61

электрическая лампочка 8. Размещены они таким образом, чтобы между фотодиодом 7 и лампочкой 8 находилась планка 5 с отверстиями 6. Остановка подвижной части стола станка в крайних положениях осуществляется конечными выключателями 9 и микропереключателем 10, а для мгновенной остановки стола станка при срабатывании фотодиода 7, на валу электродвигателя, привода подвижной части стола станка установлена электромуфта.

Схема устройства для установки и центрирования блоков цилиндров двигателей при их ремонте

Литература

1.Морозов И.М., Гузеев В.И. (2003) Техническое нормирование операций механической обработки деталей: Учебное пособие,2003 г.-67с.

2.Данилевский В.В. (1960) Справочник молодого технолога- машиностроителя,1960г.-416с.

62

УДК 681.518.54

ВЫБОР МЕСТА УСТАНОВКИ БУСТЕРНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

С.Н. Московкин, ВГТУ, студент

В.И. Пригожин, КБХА, канд. техн. наук

Выбор места установки бустерных насосных агрегатов (БНА) существенно зависит от типа ракетной ступени и ее назначения. Характерной особенностью нижних ступеней РН, обладающих высокими уровнями тяги и продолжительностью работы ДУ (180с …600с), является наличие топливных баков больших объемов и длинных трубопроводов между баком и двигателем. Кроме того, в процессе работы ДУ существует значительная осевая перегрузка, создающая при длинных трубопроводах повышенное статическое давление в потоке на входе в двигатель на величину гидростатического столба жидкости, находящейся в трубопроводе. Поэтому для таких ракетных ступеней представляется целесообразным автономные БНА системы топливоподачи ЖРДУ РН располагать на входном фланце двигателя. Такое расположение позволяет практически полностью вырабатывать компоненты топлива в трубопроводах и наиболее рационально реализовать повышенное давление гидростатического столба жидкости на входе в БНА.

Совсем другой подход существует по данному вопросу применительно к верхним ступеням изделий и РБ. Для них являются характерными сравнительно короткие трубопроводы между баками и двигателем и малые осевые перегрузки. Поэтому все преимущества расположения БНА на фланцах двигателя, характерные для нижних ступеней, отсутствуют. По этим соображениям для верхних ступеней и РБ могут быть реализованы самые различные варианты расположения БНА в ДУ: в баке, под теплоизоляцией баков и непосредственно на входе в ТНА.

Для кислородно-водородных космических ступеней применяют различные методы термостатирования водорода. Классическим способом является слив "теплого" водорода из нижней части бака и

63

подача в бак из хранилища через верхний коллектор водорода потребной температуры.

Для низкокипящих жидкостей (в первую очередь для жидкого водорода) является актуальной проблема обеспечения нормального функционирования насосов на кипящем во всасывающей магистрали компоненте. Рассмотрим вопросы решения указанной проблемы применительно к системе подачи жидкого водорода.

Образование двухфазного водорода в баке может быть следствием:

1). Процесса глубокого дренирования паров подушки бака перед стартом для обеспечения заданной среднемассовой температуры водорода в ограниченный период времени.

2). Процесса глубокого дренирования паров водорода из подушки бака в полете при регулировании теплового состояния компонента.

3). Больших тепловых потоков к днищу бака. Указанный случай является штатным для ядерных энергосиловых установок.

4). Наличия паровых включений под сетчатым разделителем в баке.

5). Нештатных ситуаций, например, из-за повреждения теплозащиты бака, ошибок в настройке дренажного клапана и т.п.

Образование двухфазного водорода в топливоподающих магистралях может быть следствием:

1). Неполного их захолаживания в целях сокращения потерь компонентов топлива на захолаживание. Следует указать на существование ДУ с запуском двигателя без предварительного захолаживания линии подачи кислорода.

2). Снижения давления и повышения температуры водорода на входе в двигатель, например, в конце работы ДУ.

3). Нештатных ситуаций, вызванных, например, повреждением элементов теплозащиты, нерасчетным нагревом конструкции, ненормальной работой системы наддува и дренажа топливных баков, засорением входных фильтров и т.п.

Большинство из вышеперечисленных причин возникновения двухфазного водорода в баке и магистралях могут быть успешно преодолены в случае установки в баке бустерного водородного агрегата. Покажем это на примере анализа результатов исследований американских специалистов при разработке системы

64