Файл: Мошкин, Е. К. Развитие отечественного ракетного двигателестроения.pdf

190

i ^ < ^ r t r 'r i r v r - > l - . l - . r - '<- l cl<3C U

5 .Q О

В 193? г. была разработана конструкция ÖPM-7Ö — экспериментального двигателя с тягой 300 кгс па азотно- кислотно-керосиновом топливе. Устройство ОРМ-70 ана­ логично ОРМ-67. Число форсунок — 8. Максимальный диаметр камеры сгорания — 200 мм, длина — 500 мм. Материал — нержавеющая и малолегированная сталь, дюралюминий. Двигатель изготовлялся в 1937—1938 гг., по не испытывался.

Двигатели ОРМ-101 — ОРМ-102

Эти экспериментальные двигатели были спроектиро­ ваны в 1937 г. с целью изучения возможностей и целесо­ образности применения тетранитрометама в качестве оки­ слителя. Были проведены коррозионные испытания раз­ личных металлов в тетранитрометане и выбраны стойкие в нем конструкционные материалы. Проводились экспе­ риментальные исследования взрывобезопасиости тетра­ нитрометана в эксплуатации. В качестве горючего был взят керосин. ОРМ-101 тягой 80 кгс предназначался для кратковременных пусков. ОРМ-102 тягой 100 кгс при том же давлении в камере сгорания (20 ат) был пол­ ностью охлаждаемым. Двигатели были изготовлены в 1937—1938 гг., но огневые испытания они не проходили в связи С'выявленной небезопасностью применения тетраиитрометапа.

Газогенераторы ГГ-1, ГГ-2

Разработанные газогенераторы (ГГ) предназначены для питания рабочим телом поршневого двигателя или

В связи с требованием высокой чистоты вырабатываемого газа предпочтение было отдано двухкамерной схеме, хо­ тя однокамерный вариант также был построен и прохо­ дил стендовые огневые испытания.

В газогенераторе ГГ-1 впрыск компонентов топлива в камеру производился шестью форсунками: три форсунки окислителя питаются через нижний кольцевой коллек­ тор, три форсунки горючего — через верхний кольцевой коллектор; вода вспрыскивается через две верхние фор-

191

Двигатель ОРМ-102

\

192

Газогенератор ГГ-1

сункп. Газогенератор рассчитан на внутреннее охлажде­

было введено наружное проточное охлаждение спираль­ но ооебренных стенок этой же камеры сгорания водой,

проводов— дюралюминий. Уплотнение рубашек осущест­ влялось шнуровым асбестом, пропитанным жидким стек­ лом. Пуск ГГ-1 производился по сигнальной лампочке или автоматически, с одновременным впрыском компо­ нентов топлива и воды. В зимнее время вместо воды ис­ пользовался антифриз (75% воды и 25% этилового спирта).

Производительность ГГ-1 составляла 40—70 л/с газа при давлении 20—25 ат и температуре 450—580° С- Га­ зогенератор устойчиво работал на азотной кислоте и

тракторном керосине со впрыском воды. Суммарный расход окислителя и горючего составлял 0,15—0,17 кг/с,

венных дефектов и был пригоден для дальнейшей рабо­

вырабатываемого газа до 700—800° С. Вырабатываемый газогенератором газ отличался высокой степенью чисто­ ты, был бесцветен; по данным газового анализа, не со­ держал азотной кислоты, двуокиси азота и в процессе работы не івызывал коррозии медных сплавов. Химиче­ ский состав газа из ГГ-1 по результатам анализа пробы, отобранной при сдаточных испытаниях при а = 0,88, дав­ лении в ГГ, равном 23 ат, температуре газа 490° С, пос­

194

Газогенератор ГГ-1 был разработан в течение 1935— 1936 гг. и успешно прошел официальные стендовые испы­ тания 27 августа 1937 г.

В 1937 г. была разработана конструкция Г-образного двухкамерного газогенератора ГГ-2 производительно­ стью до 100 л/с газа при давлении до 30 ат и темпера­

меньше 30 кг; ГГ-2 построен не был.

Двигатель РДА-1-150

Двигатель РДА-1-150 разрабатывался под руководст­ вом Л. С. Душкина и А. В. Палло на топливе, состоящем из азотной кислоты и керосина, и был рассчитан на тя­ гу в 150 кгс. На неохлаждаемой сферической головке располагались центробежные форсунки — 8 основных топливных и 2 пусковых — так, что потоки компонентов топлива направлялись в центр полусферы, к зоне соеди­ нения головки с цилиндрической частью камеры. В верх­ ней части головки по оси камеры имелась горловина для зажигательного устройства. Головка крепилась к ци­ линдрической части камеры с помощью резьбы. В месте стыка находился сальниковый компенсатор линейного расширения.

Цилиндрическая камера сгорания имела двухзахюдные винтовые ребра охлаждения. Азотная кислота посту­ пала в полость охлаждения в месте соединения камеры с соплом, а затем через прорези в головке поступала не­ посредственно к форсункам.

Съемное сопло охлаждалось керосином, который по­ ступал за рубашку у среза сопла и выходил в зоне сое­ динения его с камерой. На внешней поверхности сопла имелась винтовая двухзаходная нарезка, к вершинам ко­ торой плотно прилегали полувкладыши сопла. В нижней части сопла (у выходного сечения) находился сальнико­ вый компенсатор линейного расширения.

Основное отличие РДА-1-150 от ОРМ-65 заключалось в измененном расположении топливных форсунок на головке двигателя. Если в ОРМ-65 компоненты топлива впрыскивались радиально или под некоторым углом в

19Ö

Разрез газогенератора ГГ-2

197

Двигатель РДА-1-150

сторону от сопла, то в РДА-1-150 все топливо направ­ лялось к центру камеры, в сторону сопла, а форсунки располагались на одной окружности под одинаковым уг­ лом к оси камеры. Однако именно это отличие привело к существенному снижению основных характеристик дви­ гателя.

Стендовые испытания двигателя РДА-1-150 начались во второй половине 1938 г. Испытывались два одинако­ вых образца, с которыми провели около 20 пусков. В ян­ варе 1939 г. на зачетном испытании один из образцов проработал без повреждений 200 с. С марта по сентябрь 1939 г. проводились комплексные испытания на ракето­ плане совместно с системой подачи топлива и с системой управления. За этот период времени двигатель выдержал І08 огневых испытаний, показав следующие результаты: тяга — 140 кгс (вместо 175 кгс ОРМ-65), удельный им­ пульс при давлении в камере 18 ат достигал 186 с (вме­ сто 210—215 с ОРМ-65).

В итоге испытаний РДА-1-150 была достигнута на­ дежная работа двигателя, отработаны запуск, управле­ ние режимом и выключение двигателя из кабины раке­ топлана, получен опыт эксплуатации, позволявший экс­ периментаторам после наземных испытаний двигателя начать летные.

Первые летные испытания двигателя РДА-1-150 про­ ведены летчиком В. П. Федоровым 28 февраля 1940 г. на ракетопланере РП-318.

Обычный самолет с поршневым двигателем отбукси­ ровал ракетоплан на высоту 2000 м, где летчик произвел отцепку от самолета, и ракетоплан перешел на режим планирования. Отлетев на достаточное расстояние от са­ молета-буксира, летчик-испытатель включил ракетный двигатель, который работал до полного израсходования топлива. После включения двигателя ракетоплан продол­ жал свободное планирование и приземлился на аэро­ дроме.

Это был первый в СССР полет человека на летатель­ ном аппарате с ЖРД.

Двигатель РДА-300

Двигатель РДА-300 был рассчитан на тягу в 300 кгс и также предназначался для ракетоплапера РП-318, с тем чтобы обеспечить автономный взлет, т. е. без букси­ рования ракетопланера самолетом.

198

Двигатель РДА-300, который разрабатывался в 1939 г. под руководст­ вом Л. С. Душкина, по своей конструкции отли­ чался от двигателя РДА- 1-150 только габаритами. В связи с требованием по­ вышения удельного им­ пульса до 200 с расчетное давление в РДА-300 было увеличено. К концу пер­ вой половины 1939 г. про­ ектирование и изготовле­ ние двигателя были за­ кончены. Одновременно с этим разрабатывался дру­ гой вариант РДА-300, в конструкцию которого вносились уже. принципи­ альные изменения, наме­ ченные после обработки результатов испытаний РДА-1-150. Повышалась надежность системы ох­ лаждения благодаря ис­ пользованию обоих ком­ понентов; улучшились ус­

ловия запуска и качество смесеобразования.

Двигатель РДА-300, прошедший огневые испытания, имел головку, по устройству и принципу работы сущест­ венно отличающуюся от головок всех предшествующих образцов. Она имела шнековые форсунки, направляющие поток в сторону сопла и обеспечивающие мелкий распыл и хорошее перемешивание компонентов. Азотная кисло­ та из полости охлаждения цилиндрической части камеры поступала по каналам в головке к игольчатым запорным кранам иа две форсунки каждый.

Аналогично керосин из охлаждающего тракта посту­ пал к игольчатым запорным кранам у керосиновых фор­ сунок.

На головке размещались не только основные, но и пусковые форсунки, обеспечивавшие надежный запуск двигателя.

199