Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Потенциальным направлением повышения безотказности жидкостной ракетной двигательной установкой (ЖРДУ) является разработка комбинированной схемы ЖРДУ с параллельным включением вытеснительной системы (ВСП) и насосной системы подачи (НСП). Подобное интегрирование позволит иметь резервную систему подачи топлива, которая начнет работу в случае прекращения работоспособности основной системы с помощью переключения рабочих магистралей, спроектированных с учетом обоих режимов. Конечным результатом станет повышение вероятности успешного выполнения поставленной задачи по выведению полезной нагрузки и её сведения с орбиты к концу срока службы для снижения не прекращаемо растущих рисков, связанных с увеличением космического мусора [1].
Целью работы является, на основании исследования аналитических моделей характеризующих рассматриваемые схемы ЖРДУ, определение рациональных областей работы [2] каждой из них и формирование представления об условиях эффективного применения комбинированной схемы.
В данной работе рассмотрено влияние конструкционных и энергетических параметров [3–5]соответствующих определённой схеме, на области эффективного применения ЖРДУ. Проведено сравнение схем ЖРДУ с разложением унитарного топлива, относящаяся к ВСП, со схемами насосной системы подачи (НСП) [6]. В рамках анализа ВСП приняты во внимание результаты численного анализа и экспериментальных работ по предложенной новой системе подачи, работающей на принципах «самонаддувающегося» вытеснительного газа. Схема, хранящая вытеснительный газ в сжиженном состоянии и подогревающая его за счёт тепла, отводимого от регенеративной системы охлаждения ЖРД, отличается относительно высокой надежностью и пониженной массой в сравнении с традиционными ВСП [7].
Подлежащие анализу насосные системы подачи, применяющие аккумуляторы сжатого газа для первичного вытеснения из топливных баков, являются такие схемы как схема ЖРД с разложением вспомогательного однокомпонентного или основного топлива в жидкостном газогенераторе (ЖГГ), также активно эксплуатируются и разрабатываются схема с ЖГГ на двухкомпонентном топливе [8]. В рамках данного исследования дополнительно рассмотрена перспективная схема ЖРД с электронасосным агрегатом (ЭНА) [9, 10]. Применение ЭНА на данный момент ограничено небольшими показателями тяги измеряемых в десятках кН и не рассматривается в качестве замены двигателей, работающих по закрытому циклу, с дожиганием генераторного газа. Однако для двигательных установок с меньшими характеристиками ЭНА способен не только снизить напряженность конструкции с точки зрения тепловых потоков, но и с развитием аккумуляторных технологий не уступать по энергетическим характеристикам ЖРДУ с ТНА. По полученным аналитическим зависимостям параметров: времени работы, массы и тяги ЖРДУ определена область рационального применения рассмотренных систем подачи топлива.
На основании изложенных областей рационального утилизации иных типов ЖРДУ определены условия целесообразности применения комбинированной схемы ЖРДУ для повышения безотказности двигательной установки.
