PERM 27 สิงหาคม - RIA Novosti Dmitry Rogozin หัวหน้าองค์กรของรัฐ Roscosmos ประกาศความตั้งใจที่จะเปิดการผลิตเครื่องยนต์ RD-191 ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับจรวด Angara ในภูมิภาค Perm ตามเว็บไซต์ของผู้ว่าราชการและรัฐบาลของภูมิภาค
คำแถลงของ Rogozin มีขึ้นเมื่อวันอังคาร ในระหว่างการประชุมทำงานร่วมกับ Maxim Reshetnikov ผู้ว่าการเขตดัด ซึ่งจัดขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของร้านเสริมสวยด้านการบินและอวกาศ MAKS-2019 ในเมือง Zhukovsky ตามที่รัฐบาลระดับภูมิภาคระบุว่าหนึ่งในหัวข้อหลักของการประชุมคือการพัฒนาเทคโนโลยี New Star ในภูมิภาคระดับการใช้งานและความทันสมัยที่เกี่ยวข้องขององค์กร Proton-PM (ส่วนหนึ่งของ Roscosmos) ซึ่งมีแผนที่จะเปิดตัว การผลิตแบบอนุกรมเครื่องยนต์จรวด RD-191 ใช้ส่วนประกอบเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
“ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะส่งผลดีต่อภูมิภาค หากมีการทดสอบการผลิตใด ๆ ในภูมิภาคระดับการใช้งาน มันจะเป็น RD-191 ภายใต้ Angara และนี่คือเครื่องยนต์ไอพ่นออกซิเจนซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สะอาดที่เราชื่นชอบ ภูมิภาคระดับการใช้งาน เรารัก Kama ไม่ใช่ฉันต้องการทิ้งร่องรอยที่ไม่ดีไว้ในภูมิภาคที่สวยงามเช่นนี้” บริการกดของผู้ว่าการระดับการใช้งานกล่าวถึง Rogozin
ตามที่รายงานระบุไว้ Rogozin ชี้แจงว่าการผลิตเครื่องยนต์ RD-191 สำหรับยานยนต์ยิง Angara จะเพิ่มขึ้นมากมายตั้งแต่ปี 2023 ด้วยการเริ่มการผลิตจรวดต่อเนื่อง ในเรื่องนี้ Rogozin ดึงความสนใจไปที่การพัฒนา โครงสร้างพื้นฐานทางสังคมคลัสเตอร์ "นิวสตาร์" “ ที่นี่ฉันรู้สึกขอบคุณผู้ว่าการรัฐสำหรับความพยายามทั้งหมดของเขาที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน ก่อนหน้านี้เรามาถึงระดับการใช้งาน - เมืองชนชั้นแรงงานกำลังพัฒนา ตอนนี้งานใหม่และผู้เชี่ยวชาญจะปรากฏขึ้นและจำเป็นสำหรับพวกเขา ที่จะไม่เพียงมีถนนเท่านั้น แต่ยังมีโรงเรียนที่ดีด้วย”- Rogozin กล่าว
ผู้ว่าราชการ Reshetnikov ในส่วนของเขาตั้งข้อสังเกตว่า PJSC Proton-PM ได้สร้างแผนแม่บทตามโครงสร้างพื้นฐานที่กำลังได้รับการพัฒนาในเขตย่อย New Lyady ซึ่งเป็นดินแดนสำหรับการพัฒนาที่มีแนวโน้มของเทคโนโลยี
ตามที่รัฐบาลของภูมิภาคระดับการใช้งานระบุว่าภายในปี 2568 มีการวางแผนที่จะสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านกีฬาที่ทันสมัย และสร้างสระว่ายน้ำใน Novye Lyady อาคารของคลินิกท้องถิ่นที่มีการเข้าชม 150 ครั้งต่อวัน และโรงเรียนเทคนิคที่ตั้งชื่อตาม วี.พี. Savinykh 1,000 แห่ง นอกจากนี้ ยังมีการวางแผนที่จะสร้างสถานบำบัดและสถานีกรองในพื้นที่ขึ้นใหม่
"Angara" เป็นตระกูลยานยนต์ปล่อยตัวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในคลาสต่างๆ ประกอบด้วยผู้ให้บริการแบบเบา "Angara-1.2", ขนาดกลาง - "Angara-A3", หนัก - "Angara-A5" และ "Angara-A5M" ที่ทันสมัยพร้อมความสามารถในการบรรทุกที่เพิ่มขึ้น - "Angara-A5B" เครื่องยนต์ RD-191 ใช้เป็นส่วนหนึ่งของโมดูลจรวดสากล URM-1 ของขีปนาวุธ Angara ขีปนาวุธ Angara-1.2 ระดับเบาใช้ URM-1 หนึ่งตัว, Angara-A3 ขนาดกลาง - สามอัน, Angara-A5 หนัก - ห้าอัน
MIA "Russia Today" เป็นพันธมิตรข้อมูลอย่างเป็นทางการของร้านการบินและอวกาศ MAKS-2019
2019-07-23. ไซต์การผลิตดัดใหม่จะเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตจรวดและผลิตภัณฑ์อวกาศในเดือนกรกฎาคม ที่บริเวณชานเมืองของ Proton-PM PJSC (ส่วนหนึ่งของโครงสร้างบูรณาการของ NPO Energomash JSC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการบูรณะใหม่และอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ขององค์กร ได้มีการจัดส่วนการตัดแผ่นและทาสี จำนวนเงินลงทุนในการสร้างการผลิตมีจำนวนมากกว่า 76 ล้านรูเบิล
ไซต์งานแห่งใหม่นี้ผลิตผลิตภัณฑ์บนบก: ชิ้นส่วนและหน่วยประกอบของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซในซีรีส์ Ural รวมถึงอุปกรณ์ต่างๆ ในอนาคตอันใกล้ สถานที่นี้จะถูกใช้ในการผลิตห้องเผาไหม้สำหรับเครื่องยนต์จรวดและผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอวกาศ
ก่อนหน้านี้ ผู้ว่าการ Prikamye Maxim Reshetnikov ตั้งข้อสังเกตว่าการผลิตเครื่องยนต์จรวดถือเป็นจุดสุดยอดของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาภูมิภาค หัวหน้าภูมิภาคกล่าวว่า บริษัทด้านจรวดและการสร้างเครื่องยนต์ได้รับความไว้วางใจอย่างมากจากความเป็นผู้นำของประเทศ และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ก็ได้รับการประเมินว่าสูงมาก ทุกคนเข้าใจดีว่าองค์กร Perm เป็นผู้รับประกันความน่าเชื่อถือ
กรรมการบริหารของ Proton-PM PJSC Dmitry Shchenyatsky ตั้งข้อสังเกตว่าการสร้างส่วนตัดเป็นขั้นตอนต่อไปในการจัดระเบียบที่ทันสมัย การผลิตการจัดซื้อจัดจ้างครบวงจรที่ไซต์ชานเมืองขององค์กรใน Novye Lyady “นี่คือก้าวไปข้างหน้าที่จะปรับให้เหมาะสม กระบวนการผลิตใช้ความสามารถใหม่ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์จรวดและอวกาศที่มีแนวโน้มดี และการเปลี่ยนไปสู่การผลิตแบบอนุกรม ปีหน้าเราวางแผนที่จะรับประกันการใช้งานอุปกรณ์ที่นำไปใช้งานได้ 100%” ผู้จัดการระดับสูงเน้นย้ำ
ในพื้นที่ตัดและพ่นสีแผ่นรวมพื้นที่กว่า 2 พันตารางเมตร ม. 4 หลัง ทรงโมเดิร์น อุปกรณ์เทคโนโลยี: การติดตั้ง ตัดด้วยเลเซอร์และการติดตั้งเครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทสำหรับการตัดวัสดุแผ่น ห้องพ่นทรายเพื่อเตรียมโลหะสำหรับการเคลือบ และห้องพ่นสีและอบแห้ง นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งกรรไกรกิโยตินสำหรับการตัดและสับโลหะบนเว็บไซต์ และมีโกดังเก็บวัสดุแผ่นตั้งอยู่ที่นี่
ลักษณะทางเทคนิคของระบบเลเซอร์ช่วยให้คุณสามารถตัดส่วนรูปร่างที่มีความหนาสูงสุด 12 มม. ได้ในเวลาเพียงหนึ่งนาทีครึ่ง ในทางกลับกัน การติดตั้งเครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทสามารถตัดวัสดุต่างๆ ที่มีความหนาสูงสุด 300 มม. ด้วยกระแสน้ำ โดยทำการตัดในมุม เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำและความสะอาดที่จำเป็นของพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผล ไม่มีการใช้น้ำมัน ของเหลว หรือก๊าซที่เป็นอันตราย ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตและความปลอดภัย
กำลังสร้างความสามารถในการจัดซื้อใหม่ภายในองค์กรในภูมิภาคระดับการใช้งาน คอมเพล็กซ์การผลิตสำหรับการผลิตแบบอนุกรมของ RD-191 และเครื่องยนต์ของเหลวอื่นๆ ที่มีแนวโน้มดี โครงการนี้มีสถานะเป็นลำดับความสำคัญระดับภูมิภาค โครงการลงทุนและรวมถึงการสร้างใหม่และการเพิ่มประสิทธิภาพ พื้นที่การผลิต PJSC "Proton-PM" ที่มีความเข้มข้นในอาณาเขตของ New Lyady การพัฒนาองค์กรของการผลิตครบวงจรของหน่วยเครื่องยนต์ RD-191 ในภูมิภาคระดับการใช้งานและอื่น ๆ เทคโนโลยีใหม่การสร้างโครงสร้างพื้นฐานทางสังคม การศึกษา และที่อยู่อาศัยคุณภาพสูง การลงทุนทั้งหมดจะอยู่ที่ 10.8 พันล้านรูเบิล และจะสร้างงานประมาณ 250 ตำแหน่ง โครงการนี้เริ่มต้นในปี 2561 และมีกำหนดดำเนินการจนถึงปี 2568
เครื่องยนต์ที่เป็นเอกลักษณ์ได้ถูกสร้างขึ้นในสหพันธรัฐรัสเซีย รัสเซียได้เริ่มใช้ยานยนต์ยิง Angara รุ่นใหม่ ซึ่งประหยัดและทนทานที่สุด นักวิชาการ V.P. Glushko"
“อังการา” ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของโมดูลจรวดสากลที่มีเครื่องยนต์ออกซิเจน-น้ำมันก๊าดซึ่งเป็นองค์ความรู้ของรัสเซีย ตระกูลเครื่องยนต์เหล่านี้ประกอบด้วยรถบรรทุกตั้งแต่งานเบาไปจนถึงงานหนัก และมีน้ำหนักบรรทุกเฉพาะตั้งแต่ 1.5 ถึง 25 ตัน ด้วยจรวดดังกล่าวผู้เชี่ยวชาญจึงเชื่อมโยงการพัฒนาอวกาศของรัสเซียในทศวรรษต่อ ๆ ไป เครื่องยนต์จรวด RD-191 ใหม่ที่พัฒนาโดย NPO Energomash ตั้งชื่อตามนักวิชาการ V.P. Glushko ซึ่งมีไว้สำหรับยานปล่อย Angara ที่มีแนวโน้มดีและจรวดเสริม Baikal ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ได้รับการส่งมอบสำหรับการติดตั้งบนผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่แล้ว ตามรายงานของสำนักข่าว Space Agency “การพัฒนาเทคโนโลยี ใช้ซ้ำส่วนที่แพงที่สุดของจรวดจะช่วยลดต้นทุนในการปล่อยสินค้าขึ้นสู่อวกาศ” เนื่องจากเครื่องยนต์เป็นของชนชั้นกลาง นอกเหนือจากการใช้งานหลักแล้ว จึงสามารถใช้เป็นระยะแรกในยานปล่อย (LV) เมื่อทำการบิน โทรคมนาคม ยานอวกาศ- RD-191 คือ การพัฒนาต่อไปเครื่องยนต์ตระกูล RD-170/171 ที่ถูกพัฒนาเพื่อความอเนกประสงค์ ระบบการขนส่ง"พลังงาน" และปัจจุบันใช้เป็นส่วนหนึ่งของยานส่งเซนิต ตระกูลพัฒนาขึ้นไปในทิศทางของการสร้างเครื่องยนต์ที่เบากว่า: หาก RD-170 ซึ่งใช้ในขั้นตอนแรกของยานยิง Energia หนักนั้นมีสี่ห้อง จากนั้นเครื่องยนต์ส่งออกก็ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของมันสำหรับผู้ให้บริการ Atlas ของอเมริกาที่ทันสมัย ตระกูล III/IV RD-180 เหมือนเดิมคือ "ครึ่งหนึ่ง" ที่มีห้องเผาไหม้สองห้อง จริงๆ แล้ว RD-191 นั้นเป็น "หนึ่งในสี่" ของเครื่องยนต์ Energia: มีห้องเผาไหม้เพียงห้องเดียว อย่างไรก็ตามมันพัฒนาแรงขับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ในระดับเดียวกัน - 221 ตันโดยมีน้ำหนักตาย 2.2 ตัน ตัวเลขนี้ทำได้สำเร็จโดยการรวมสารละลายที่พัฒนาขึ้นอย่างดีโดยวิทยาศาสตร์จรวดของสหภาพโซเวียต ที่เรียกว่า "การเผาไหม้ภายหลังของก๊าซออกซิไดซ์" (ประกอบด้วยการส่งไอเสียของหน่วยเทอร์โบปั๊มไปยังห้องเผาไหม้แทนที่จะสิ้นเปลืองไปอย่างเปล่าประโยชน์) ด้วย แบบฟอร์มใหม่ห้องเผาไหม้ทำงานเป็นสามมิติ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และมั่นใจในการใช้พลังงานการเผาไหม้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดยิ่งขึ้น เชื้อเพลิงจรวด- โครงการที่มีการเผาไหม้ก๊าซออกซิไดซ์ภายหลังคือ “ นามบัตร » "Energomash": ถูกใช้ในการพัฒนา NPO ทั้งหมดตั้งแต่ปี 1965 คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของเครื่องยนต์ซึ่งหาได้ยากในวิทยาศาสตร์จรวดและทำให้มีลักษณะเฉพาะตัวคือความสามารถในการควบคุมแรงขับได้อย่างราบรื่นตั้งแต่ 38% ไปจนถึงเล็กน้อย อันที่จริง เพื่อให้มั่นใจถึงไดนามิกของการเร่งความเร็วที่จำเป็น แรงขับเต็มกำลังเป็นสิ่งจำเป็นในช่วงแรกของการบิน เมื่อยังไม่มีการจ่ายเชื้อเพลิงจนหมด และมวลจรวดอยู่ใกล้กับมวลการปล่อย เมื่อเชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์เผาไหม้ แรงขับจะลดลง ซึ่งช่วยประหยัดเชื้อเพลิงที่จำเป็น เช่น สำหรับการเคลื่อนตัวในวงโคจร ควรสังเกตว่าการพัฒนาเครื่องยนต์ดำเนินมาตั้งแต่ปี 1998 แบบจำลองน้ำหนักและขนาดแรกของ RD-191 ซึ่งออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อจรวดและส่วนต่อประสานของเครื่องยนต์ จัดส่งโดย NPO Energia ในปี 1999 และการทดสอบการยิงครั้งแรกบนแท่นภาคพื้นดินเกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2544 ด้วยการยอมรับการตัดสินใจของรัฐบาลในเดือนกันยายน พ.ศ. 2547 เพื่อเร่งการทำงานในโครงการ Angara งานเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนก็ทวีความรุนแรงมากขึ้นเช่นกัน ซึ่งจริงๆ แล้วมาจากการทดสอบไฟภาคพื้นดินชุดใหญ่ (มากกว่า 100 รอบไฟ) พร้อมการวิเคราะห์ที่ตามมาและ การกำจัดข้อบกพร่องที่ระบุเนื่องจากทรัพยากรขนาดใหญ่ - หนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดสำหรับ RD-191 ความจริงก็คือว่าแต่เดิมเครื่องยนต์คิดว่าสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ ตามเนื้อผ้าเมื่อมีการเปิดตัวจรวดระยะแรกที่ใช้ไปจะตกลงสู่พื้นโลกเสมอซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและกายภาพในพื้นที่ของการล่มสลาย เวทีสำหรับ "Angara" ที่เรียกว่า "จักรยาน" นั้นสามารถควบคุมได้ นำกลับมาใช้ใหม่ได้ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ การพัฒนาเทคโนโลยีในการส่งคืนและนำชิ้นส่วนที่แพงที่สุดของจรวดกลับมาใช้ใหม่จะช่วยลดต้นทุนในการปล่อยน้ำหนักบรรทุกสู่อวกาศได้หลายครั้ง ด้วยความสามารถทางการเงินที่จำกัดขององค์กรของเรา การพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวจึงดูเหมือนว่าจะมีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ประเพณีในการกล่าวข้อความเกี่ยวกับวันที่นั้นเป็นสิ่งที่แก้ไขไม่ได้ในรัสเซีย ดังนั้นจึงมีการประกาศ "การสร้างเสร็จสมบูรณ์" ของเครื่องยนต์จรวดในวันที่ 2 กันยายนซึ่งเป็นวันครบรอบ 100 ปีวันเกิดของผู้พัฒนาเครื่องยนต์จรวดนักวิชาการ Valentin Petrovich Glushko ซึ่งมีชื่อว่า NPO Energomash เรื่องตลกของ Valentin Petrovich ซึ่งได้เข้าสู่บันทึกประวัติศาสตร์แล้วและยังคงได้รับการอ้างอิงอย่างกว้างขวางจากผู้นำหลายคนไม่เพียง แต่ในอุตสาหกรรมจรวดและอวกาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบินด้วย ฟังดูเหมือน: "ถ้าคุณมีจรวด เครื่องยนต์แล้วก็ผูกรั้วไว้ด้วย - มันจะบินได้” ! อย่างไรก็ตามเครื่องยนต์นั้นเป็นโลหะก็ผ่านไปได้สำเร็จ เต็มรอบ การทดสอบภาคพื้นดินคือยังไม่มีใครยกเลิกแคมเปญประชาสัมพันธ์เลย
การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของส่วนต่อขยายหัวฉีดสำหรับเครื่องยนต์จรวด RD-191
มารัต เซย์ดากาลิเยฟ
รัสเซีย, ไบโคนูร์
นิโคไล อิลยูเชนโก
นักศึกษาชั้นปีที่ 5 ภาควิชา “การออกแบบและทดสอบเครื่องบิน” สาขา “วอสคอด” เอ็ม เอ ไอ
รัสเซีย, ไบโคนูร์
โอลก้า เชสโตปาโลวา
ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ สาขาวอสคอด
ของสถาบันการบินมอสโก (มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ)
รัสเซีย, ไบโคนูร์
คำอธิบายประกอบ
ทันสมัย เครื่องยนต์จรวดความสามารถด้านพลังงานของเชื้อเพลิงเกือบจะถึงขีดจำกัดแล้ว ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จรวดแม้จะใช้ในปริมาณน้อยจึงเป็นงานที่ยาก งานนี้เสนอวิธีแก้ปัญหานี้โดยใช้หัวฉีดแบบเลื่อน ในการคำนวณเครื่องยนต์จรวดเหลวห้องเดียวที่มีประสิทธิภาพและมีแนวโน้มมากที่สุด RD-191 ถูกนำมาเป็นตัวอย่างของจักรวาลศาสตร์ในประเทศ
เชิงนามธรรม
เครื่องยนต์จรวดสมัยใหม่เกือบจะถึงขีด จำกัด ของขีดความสามารถของพลังงานเชื้อเพลิงแล้ว ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จรวดแม้จะมีค่าเพียงเล็กน้อยก็เป็นปัญหาใหญ่ มีวิธีแก้ไขคือแนะนำให้ใช้ส่วนต่อขยายหัวฉีด เป็นตัวอย่างในการคำนวณ RD-191 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์จรวดขับเคลื่อนของเหลวที่มีประสิทธิภาพและมีมุมมองมากที่สุดในขณะนี้
คำสำคัญ:ยานพาหนะปล่อยตัว (LV), ระบบขับเคลื่อน (PS), หัวฉีดหัวฉีด, เครื่องยนต์จรวดเหลว (LPRE), แรงขับไอพ่น, แรงกระตุ้นจำเพาะ
คำสำคัญ:ยานปล่อยตัว, ส่วนต่อขยายหัวฉีด, เครื่องยนต์จรวดขับเคลื่อนของเหลว, แรงขับของไอพ่น, แรงกระตุ้นจำเพาะ
วันนี้ยานยิงที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการบินอวกาศในประเทศคือยานยิงในตระกูล Angara ซึ่งใช้โมดูลจรวดสากล - 1 (URM-1) ระบบขับเคลื่อน URM-1 เป็นเครื่องยนต์จรวดขับเคลื่อนของเหลว RD-191 เอกสารนี้นำเสนอการประเมินประสิทธิผลของการใช้ชุดประกอบหัวฉีดสำหรับเครื่องยนต์ RD-191 หัวฉีดหัวฉีด - ติดตั้งส่วนที่หดได้ของหัวฉีดเครื่องยนต์จรวด ตำแหน่งการทำงานซึ่งช่วยเพิ่มพื้นที่เอาท์พุตของหัวฉีด ส่งผลให้เพิ่มประสิทธิภาพในชั้นบรรยากาศที่หายากหรือในสุญญากาศ
มีสมมติฐานดังต่อไปนี้ในการคำนวณ:
- เครื่องยนต์ทำงานในโหมดปกติ (โดยมีการไหลของมวลคงที่)
- ยานปล่อยบินไปตามวิถีทางตรงด้วยความเร็วคงที่
- การสูญเสียอันเนื่องมาจากแรงเสียดทานและการกระจายความเร็วที่ทางออกของหัวฉีดจะไม่ถูกนำมาพิจารณา
จำเป็นสำหรับการคำนวณ ข้อกำหนดทางเทคนิคเครื่องยนต์จรวดเหลว RD-191 แสดงไว้ในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 .
ลักษณะของเครื่องยนต์จรวดเหลว RD-191
|
ลักษณะเฉพาะ |
การกำหนด |
ความหมาย |
|
แรงขับ (โลก) tf |
||
|
แรงขับ (ความว่างเปล่า) tf |
||
|
แรงกระตุ้นจำเพาะ (โลก), s |
||
|
แรงกระตุ้นเฉพาะ (โมฆะ), s |
||
|
ความดันในห้องเผาไหม้ กก./ซม. มีหน่วยเป็น ตร.ม. |
||
|
ความดันที่ทางออกของหัวฉีด กก./ซม. มีหน่วยเป็น ตร.ม. |
||
|
อุณหภูมิในห้องเผาไหม้ |
||
|
อัตราการขยายตัวของหัวฉีด |
||
|
เส้นผ่านศูนย์กลางทางออกของหัวฉีด mm |
||
|
เส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าตัดหัวฉีดขั้นต่ำ mm |
สำหรับการคำนวณ ขอเสนอให้ใช้สูตรสำหรับแรงขับของเครื่องยนต์ไอพ่น โดยสมมติว่าก๊าซไหลผ่านหัวฉีดเป็นมิติเดียว:
โดยที่: µ – การไหลของมวลที่สอง; – ความดัน ความเร็ว และพื้นที่หน้าตัดที่ทางออกของหัวฉีด ตามลำดับ - ความดัน สิ่งแวดล้อม, (ขึ้นอยู่กับความสูงของลิฟต์ h)
ความเร็วการไหลที่ทางออกของหัวฉีดถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ที่ทราบจากพลศาสตร์ของแก๊ส:
(2)
โดยที่: – ค่าคงที่ก๊าซของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ – อุณหภูมิและความดันในห้องเผาไหม้ตามลำดับ – ดัชนีอะเดียแบติก
ดัชนีอะเดียแบติกขึ้นอยู่กับส่วนประกอบเชื้อเพลิงที่ใช้สำหรับคู่น้ำมันก๊าด-ออกซิเจน =1.11.
จากนิพจน์ (1) และ (2) เราได้รับนิพจน์สุดท้ายสำหรับการคำนวณแรงขับของเครื่องยนต์ไอพ่น:
(3)
แน่นอนว่าแรงขับของเครื่องยนต์จะเปลี่ยนไปเมื่อคุณขึ้นสู่ระดับความสูง เหตุผลก็คือความดันบรรยากาศเป็นปริมาณที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
สมการ (3) อธิบายแรงขับของเครื่องยนต์ที่มีระดับการขยายตัวทางเรขาคณิตคงที่ ให้เราพิจารณากรณีที่มีการใช้โหมดการทำงานของการออกแบบของเครื่องยนต์ () ในแต่ละช่วงเวลา จากนั้นสมการ (3) จะอยู่ในรูปแบบ:
(4)
ในการคำนวณแรงขับเฉลี่ยของเครื่องยนต์โดยใช้หัวฉีดแบบเลื่อน จำเป็นต้องกำหนดลักษณะทางเรขาคณิตของหัวฉีดหัวฉีด การคำนวณแสดงให้เห็นว่ารัศมีที่เหมาะสมที่สุดของหัวฉีดซึ่งแรงขับเฉลี่ยจะยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดระยะเวลาการทำงานของเครื่องยนต์นั้นเกินรัศมีของ URM-1 (1.45 ม.) โดยขึ้นอยู่กับสิ่งนี้เราจึงยอมรับรัศมีของการเลื่อน หัวฉีดยาวเท่ากับ 1.20 ม. ซึ่งจะช่วยให้สามารถใช้หัวฉีดในการออกแบบบรรจุภัณฑ์และโครงร่าง (Angara-A3, Angara-A5, Angara-A5B) ขึ้นอยู่กับรัศมีของหัวฉีด เราจะกำหนดความดันที่ทางออกของหัวฉีด และคำนวณแรงขับของเครื่องยนต์ตามสมการ (1)
ด้านล่างนี้เป็นผลการคำนวณ (รูปที่ 1) แรงขับของเครื่องยนต์ตามสมการ (3), (4) สำหรับสามกรณี:
- มอเตอร์ที่มีหัวฉีดที่ไม่สามารถปรับได้
- เครื่องยนต์พร้อมหัวฉีดปรับความสูงได้อย่างสมบูรณ์แบบ
- มอเตอร์พร้อมหัวฉีดแบบปรับได้ขั้นตอนเดียว
รูปที่ 1 การเปลี่ยนแปลงแรงขับของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับระดับความสูงของเที่ยวบิน: 1 – หัวฉีดที่ไม่สามารถปรับได้, 2 – หัวฉีดแบบปรับได้ขั้นตอนเดียว 3 – หัวฉีดปรับความสูงได้อย่างเหมาะสม
ผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าการใช้สิ่งที่แนบมากับหัวฉีดสำหรับยานพาหนะเปิดตัวตระกูล Angara ซึ่งทำในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทำให้สามารถเพิ่มแรงขับเฉลี่ยของ URM-1 แต่ละตัวได้ 9.28 tf โดยคำนึงถึงการสูญเสียเนื่องจากแรงเสียดทานใน หัวฉีด เมื่อใช้หัวฉีดแบบหัวฉีดแบบเลื่อนบนยานปล่อยระดับเบาที่ผลิตในรูปแบบตีคู่ (Angara 1.1 และ 1.2) แรงขับที่เพิ่มขึ้นจะเป็น 17.5 tf เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับรัศมีของหัวฉีดหัวฉีด เมื่อทำการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหัวฉีด RD-191 (เพื่อเพิ่มแรงดันที่ทางออกของหัวฉีด) ดูเหมือนว่าจะสามารถเพิ่มแรงขับได้ 24.4 tf สำหรับแพ็คเก็ตและ 35.7 tf สำหรับการออกแบบตีคู่
การควบคุมความสูงของหัวฉีดโดยใช้สิ่งที่แนบมากับหัวฉีดไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาทางวิศวกรรมขั้นพื้นฐาน แต่เป็นวิธีการใหม่ การปฏิบัติจริง การตัดสินใจครั้งนี้ไม่เคยพบเนื่องจากความยากลำบากในการทำให้หัวฉีดเย็นลง วันนี้ปัญหานี้สามารถถอดออกได้เนื่องจากการเกิดขึ้นของวัสดุใหม่ ๆ ที่ไม่เคยมีมาก่อน อุณหภูมิสูงการว่ายน้ำ ความแข็งแรง ความต้านทานต่อการสึกหรอ ฯลฯ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมงานที่นำเสนอจึงมีความเกี่ยวข้องและเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ
อ้างอิง:
1. อเลมาซอฟ วี.อี. ทฤษฎีเครื่องยนต์จรวด: หนังสือเรียน สำหรับมหาวิทยาลัย – ม.: วิศวกรรมเครื่องกล, 2523.
2. เกรชุค แอล.ไอ. การออกแบบเครื่องยนต์จรวดเหลว: แนวทางสำหรับการออกแบบหลักสูตรและประกาศนียบัตร – อ.: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐออมสค์, 2554. – 69 หน้า
3. โดโบรโวลสกี้ เอ็ม.วี. เครื่องยนต์จรวดเหลว: หนังสือเรียน สำหรับมหาวิทยาลัย –M.: MSTU ตั้งชื่อตาม N.E. บาวแมน, 2006. – 269 น.
4.ระบบขับเคลื่อน. RD-191 – [ ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์- - โหมดการเข้าถึง – URL: http://ecoruspace.me/%D0%A0%D0%94-191.html (วันที่เข้าถึง: 04/08/59)
5 ดาว
