Gasgenerator (raketvetenskap)

En gasgenerator  är en energianordning som producerar komprimerad gas, [1] het gas, ånggas, [2] rena enskilda gaser (kväve, syre) [3] :5 med reglering av deras kvantitet, flödeshastighet och tryck. Till skillnad från squib- patroner eller pyroenergisensorer har gasgeneratorn ett munstycke med ett superkritiskt tryckfall. På grund av detta är förbränningsprocessen i gasgeneratorn inte beroende av förhållandena i den volym där gasen strömmar ut. Designen har mycket gemensamt med konventionella raketmotorer. [ett]

Låg temperatur

Gasgeneratorn kan användas som tryckackumulator inom raketteknik. Tillsammans med cylindrar i vilka gas lagras under tryck, används gasgeneratorer som använder flytande bränsle eller krut. Den används för trycksättning av bränsletankar och andra behållare, automatisk styrning, initial spin-up av en turbopumpenhet. [fyra]

Hög temperatur

Inom raketteknik är gasgeneratorns huvuduppgift att erhålla en arbetsvätska med en given temperatur och i en given mängd för att driva en turbopumpenhet (TPU).

Hur det fungerar

En liten del av oxidationsmedlet och bränslet tas från ledningarna (1, 2) bakom pumparna (3, 4) och matas in i gasgeneratorn (6). Gasgeneratorn producerar arbetsvätskan för gasturbinen. Gasen som produceras av generatorn, som är produkter av bränsleförbränning, måste ha en temperatur som inte är högre än 1200 K - 1500 K för att inte skada turbinbladen . För kylning kan ett överskott av en av bränslekomponenterna till GG användas. Från GG kommer förbränningsprodukterna in i TNA-turbinen, där de utför arbete. Den resulterande energin används för att driva pumpar som levererar bränslekomponenter till förbränningskammaren.

Krav på gasgeneratorer

Klassificering

Gasgeneratorer kan delas upp efter antalet bränslekomponenter som används för att erhålla arbetsvätskan:

  1. Enkomponent- eller ånggasgeneratorer (SGG) - arbetsvätskan bildas som ett resultat av nedbrytningen av ett enkomponentbränsle i närvaro av en katalysator eller utan den. Katalysatorn placeras i GG, där bränslet kommer in. Väteperoxid , hydrazin , isopropylnitrat och andra används som bränsle . Även i denna kategori kan tillskrivas TTG.
  2. Två- och trekomponents- eller flytande gasgeneratorer (LGG) - arbetsvätskan bildas som ett resultat av förbränning av bränsle och oxidationsmedel som används i motorns huvudförbränningskammare. På grund av turbinens egenskaper, som kräver att gastemperaturen framför den är mindre än 1500K, sker processen i GG med ett betydande överskott av en av komponenterna i bränsleblandningen. Gasgenererande produkter kallas oxiderande om de erhålls med ett överskott av oxidationsmedel, och reducerande om de erhålls med ett överskott av bränsle. I trekomponents GG:er används ytterligare en komponent för kylning eller för att förbättra arbetsvätskans prestanda.

Det finns också raketmotorer utan JGG - arbetsvätskan i dem erhålls som ett resultat av avdunstning av vätska i motorkammarens kylbana . Sådana motorscheman kallas generatorlösa och används framgångsrikt i de andra stegen av bärraketer.

Litteratur

Dobrovolsky M.V. Flytande raketmotorer. Fundamentals of design: Lärobok för universitet. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare .. - Moskva: MSTU im. N.E. Bauman, 2005. - 488 sid. — ISBN 5-7038-2649-7 .

M. I. Shevelyuk. Teoretiska grunder för design av flytande raketmotorer. - Moskva: State Scientific and Technical Publishing House OBORONGIZ, 1960. - 687 s.

V. G. Popov, N. L. Yaroslavtsev. Flytande raketmotorer. - Förlag och tryckeri - "MATI" - KTU im. K.E. Tsiolkovsky, 2001. - 171 sid. — ISBN 5-230-21212-8 .

Länkar

  1. ↑ 1 2 Antonov O.Yu., Vagonov S.N., Tartynov I.V., Polyakov E.P. Historia och framtidsutsikter för utvecklingen av lågtemperaturpyrotekniska generatorer//News of the Tula State University. Teknisk vetenskap. Problem. 12. Del 1 - Tula: TulGU Publishing House, 2016
  2. ↑ Gasgenerator // Cosmonautics: Encyclopedia - M .: Sov. uppslagsverk, 1985
  3. ↑ Shandakov V.A., Zharkov A.S., Strelnikov V.N., Pilyugin L.A., Savelyeva E.V. Fysiska och kemiska baser för att skapa delar av utrustning för lågtemperaturgasgeneratorer för olika ändamål - M .: FIZMATLIT, 2011
  4. ↑ Tryckackumulator // Cosmonautics: Encyclopedia - M .: Sov. uppslagsverk, 1985