Материал: Основы проектирования РН Куренков

- средняя сила тяги -10500 kH.

Топливо двигателя – твердое, смесевое, с высоким удельным весом, которое способно сохранять высокий уровень эластичности при низких температурах. Корпус двигателя – семисекционный, односопловой. В качестве конструкционного материала для корпуса был принят стеклопластиковый вариант. При этом концевые секции предполагалось выполнять методом спирально-кольцевой намотки по схеме "полукокон", остальные секции - методом продольнопоперечной намотки.

Основную сложность в освоении такого двигателя вносили его габариты и масса, которые промышленностью страны по всей технологической цепочке не были освоены. Поэтому решение было принято в пользу ускорителей на жидких компонентах топлива.

10.4. Компоновка переходных отсеков

Компоновочные схемы переходных отсеков между ступенями ракеты-носителя определяются схемой разделения ступеней.

10.4.1.Схема с холодным разделением

Вэтом случае следует предусмотреть установку тормозных ракетных двигателей твердого топлива на отделяемом ракетном блоке и ускоряющих РДТТ на ракетном блоке, маршевые двигатели которого должны запускаться. Ускоряющие РДТТ необходимы для обеспечения начального ускорения и прилива топлива к заборным устройствам перед запуском маршевых двигателей.

На рис. 10.21 представлена схема сил, действующих на ракетные блоки, и диаграмма изменения этих сил во времени с учетом переходных процессов. На рисунке введены следующие обозначения: 1 - ракетный блок первой ступени; 2 - тормозной двигатель первой ступени; 3 - вторая ступень, 4 - ускоряющий двигатель второй ступе-

ни; t1 ,t2 ,...,ts - соответствующие моменты времени.

231

ных экранов, предотвращающих повреждение днища бака или приборного отсека ракетного блока нижней ступени при запуске маршевого двигателя верхней ступени ракеты-носителя. Недостатком такой схемы является начальный этап полета верхней ступени как бы в невесомости, так как необходимо применять конструктивные меры для обеспечения надежности безударного разделения и запуска двигателей в невесомости.

Схемы с холодным разделением ранее были характерны для РН США, например, РН «Сатурн-V».

10.4.2. Схема с горячим разделением

В случае выбора схемы с горячим разделением тормозные РДТТ не нужны, так как маршевый двигатель верхней ступени запускается при работающем двигателе нижней ступени (перед окончанием его работы). На рис. 10.23 представлены схема сил, действующих на ракетные блоки при горячем разделении, и диаграмма изменения этих сил во времени с учетом переходных процессов.

2 1

P2

Рис. 10.23. Схема и диаграмма сил, действующих на ракетные блоки при горячем разделении

На этой схеме цифрами обозначены: 1 - ракетный блок первой ступени; 2 - ракетный блок второй ступени. Моменты времени

233

t1 ,t2 ,..., ts соответствуют началу или окончанию включения или вы-

ключения каждого из двигателей.

Переходный отсек может быть выполнен в виде ферменной конструкции (рис. 10.24, а) или в виде подкрепленной обечайки с люками (так называемые «вышибные» окна), которые отбрасываются при повышении давления в переходном отсеке (рис. 10.24, б). На этих рисунках введены следующие обозначения: 1 - ракетный блок верхней ступени; 2 - переходный отсек; 3 - ракетный блок нижней ступени; 4 - переходная ферма; 5 - теплозащитный экран; 6 - люки, открывающиеся газами двигателя.

Верхняя часть нижнего ракетного блока должна быть экранирована прочным теплозащитным экраном (отражателем), иначе огненная струя газов из сопла работающего двигателя может прожечь днище бака ракетного блока, расположенного ниже (или стенки приборного отсека), и разделение ракетных блоков будет нештатным. Для выхода газов срез сопла запускаемого двигателя должен отстоять от теплозащитного отражателя на некотором расстоянии.

Рис. 10.24. Схемы переходных отсеков с горячим разделением: а) с фермой; б) с люками

234