Kaasugeneraattori (rakettitiede)

Kaasugeneraattori  on energialaite, joka tuottaa painekaasua, [1] kuumaa kaasua, höyrykaasua, [2] puhtaita yksittäiskaasuja (typpi, happi) [3] :5 säätämällä niiden määrää, virtausnopeutta ja painetta. Toisin kuin squib- patruunat tai pyroenergia-anturit, kaasugeneraattorissa on suutin, jossa on ylikriittinen painehäviö. Tästä johtuen kaasugeneraattorin palamisprosessi ei riipu olosuhteista tilavuudessa, josta kaasu virtaa ulos. Suunnittelulla on paljon yhteistä perinteisten rakettimoottoreiden kanssa. [yksi]

Matala lämpötila

Kaasugeneraattoria voidaan käyttää painevaraajana rakettitekniikassa. Yhdessä sylintereissä, joissa kaasua varastoidaan paineen alaisena, käytetään kaasugeneraattoreita, jotka käyttävät nestemäistä polttoainetta tai ruutia. Sitä käytetään polttoainesäiliöiden ja muiden säiliöiden paineistamiseen, automaattiseen ohjaukseen, turbopumppuyksikön alkukierrokseen. [neljä]

Korkea lämpötila

Rakettitekniikassa kaasugeneraattorin päätehtävänä on saada tietyn lämpötilan käyttöneste ja tietyssä määrässä turbopumppuyksikköä (TPU) ajaa.

Kuinka se toimii

Pieni osa hapettimesta ja polttoaineesta otetaan pumppujen (3, 4) takana olevista linjoista (1, 2) ja syötetään kaasugeneraattoriin (6). Kaasugeneraattori tuottaa käyttönesteen kaasuturbiinille. Generaattorin tuottaman kaasun, joka on polttoaineen palamistuotteita, lämpötilan tulee olla enintään 1200 K - 1500 K , jotta turbiinin siivet eivät vaurioidu . Jäähdyttämiseen voidaan käyttää yhden polttoainekomponentin ylisyöttöä GG:hen. GG:stä palamistuotteet menevät TNA-turbiiniin, jossa ne tekevät työtä. Tuloksena olevaa energiaa käytetään pumppujen ohjaamiseen, jotka syöttävät polttoainekomponentteja polttokammioon.

Vaatimukset kaasugeneraattoreille

Luokitus

Kaasugeneraattorit voidaan jakaa käyttönesteen saamiseksi käytettyjen polttoainekomponenttien lukumäärän mukaan:

  1. Yksikomponenttiset tai höyrykaasugeneraattorit (SGG) - työneste muodostuu yksikomponenttisen polttoaineen hajoamisen seurauksena katalyytin läsnä ollessa tai ilman sitä. Katalyytti asetetaan GG:hen, jonne polttoaine tulee. Polttoaineena käytetään vetyperoksidia , hydratsiinia , isopropyylinitraattia ja muita . Myös tähän luokkaan voidaan katsoa TTG.
  2. Kaksi- ja kolmikomponenttiset tai nestekaasugeneraattorit (LGG) - työneste muodostuu moottorin pääpolttokammiossa käytetyn polttoaineen ja hapettimen palamisen seurauksena. Johtuen turbiinin ominaisuuksista, jotka edellyttävät, että kaasun lämpötila sen edessä on alle 1500K, prosessi GG:ssä tapahtuu merkittävällä ylimäärällä yhtä polttoaineseoksen komponenteista. Kaasunmuodostustuotteita kutsutaan hapettaviksi , jos niitä saadaan ylimäärällä hapettavaa ainetta, ja pelkistäviksi , jos niitä saadaan ylimäärällä polttoainetta. Kolmikomponenttisissa GG:issä yhtä komponenttia käytetään lisää jäähdytykseen tai käyttönesteen suorituskyvyn parantamiseen.

On myös rakettimoottoreita ilman JGG:tä - niissä oleva käyttöneste saadaan nesteen haihtumisen seurauksena moottorikammion jäähdytysreitillä . Tällaisia ​​moottorijärjestelmiä kutsutaan generaattoreiksi ja niitä käytetään menestyksekkäästi kantorakettien toisessa vaiheessa.

Kirjallisuus

Dobrovolsky M.V. Nestemäiset rakettimoottorit. Muotoilun perusteet: Oppikirja yliopistoille. - 2. painos, tarkistettu. ja muita .. - Moskova: MSTU im. N.E. Bauman, 2005. - 488 s. — ISBN 5-7038-2649-7 .

M. I. Shevelyuk. Teoreettiset perusteet nestemäisten rakettimoottorien suunnittelulle. - Moskova: Valtion tieteellinen ja tekninen kustantamo OBORONGIZ, 1960. - 687 s.

V. G. Popov, N. L. Jaroslavtsev. Nestemäiset rakettimoottorit. - Kustannus- ja painokeskus - "MATI" - KTU im. K.E. Tsiolkovsky, 2001. - 171 s. — ISBN 5-230-21212-8 .

Linkit

  1. ↑ 1 2 Antonov O.Yu., Vagonov S.N., Tartynov I.V., Polyakov E.P. Matalalämpötilaisten pyroteknisten generaattoreiden kehityksen historia ja näkymät//Tulan osavaltion yliopiston uutisia. Tekninen tiede. Ongelma. 12. Osa 1 - Tula: TulGU Publishing House, 2016
  2. ↑ Kaasugeneraattori // Kosmonautiikka: Encyclopedia - M .: Sov. tietosanakirja, 1985
  3. ↑ Shandakov V.A., Zharkov A.S., Strelnikov V.N., Piljugin L.A., Saveljeva E.V. Fysikaaliset ja kemialliset perusteet matalan lämpötilan kaasugeneraattoreiden laitteiden elementtien luomiseen eri tarkoituksiin - M .: FIZMATLIT, 2011
  4. ↑ Paineakku // Kosmonautiikka: Encyclopedia - M .: Sov. tietosanakirja, 1985