Газогенератор (ракетостроение): различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
| [непроверенная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
мНет описания правки |
Fuxx (обсуждение | вклад) м чтобы чтобы=>чтобы |
||
| (не показано 16 промежуточных версий 6 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{другие значения|Газогенератор}}'''Газогенератор''' — энергетическое устройство, которое вырабатывает сжатый газ,<ref name="Antonov2016" /> горячий газ, парогаз,<ref name="GG_enc">Газогенератор//Космонавтика:Энциклопедия —М.:Сов. энциклопедия, 1985</ref> чистые индивидуальные газы (азот, кислород)<ref name="Shandakov2011">Шандаков В.А., Жарков А.С., Стрельников В.Н., Пилюгин Л.А., Савельева Е.В. Физико-химические основы создания элементов снаряжения низкотемпературных газогенераторов различного назначения —М.:ФИЗМАТЛИТ, 2011</ref>{{rp|5}} с регулированием их количества, расхода и давления. В отличие от [[пиропатрон]]ов или [[Пиротехнический энергодатчик|пироэнергодатчиков]] газогенератор имеет [[сопло]] со сверхкритическим перепадом давления. Из-за этого процесс горения в газогенераторе не зависит от условий в объёме, куда истекает газ. Конструкция имеет много общего с обычными ракетными двигателями.<ref name="Antonov2016">Антонов О.Ю., Вагонов С.Н., Тартынов И.В., Поляков Е.П. История и перспективы развития низкотемпературных пиротехнических генераторов//Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 12. Ч.1 —Тула: Изд-во ТулГУ, 2016</ref> |
|||
{{другие значения|Газогенератор}}'''Газогенератор''' (ГГ) — это агрегат [[Ракетный двигатель|ракетного двигателя]], в котором твёрдое или жидкое [[топливо]] в результате химических реакций преобразуется в продукты газогенерации (генераторный газ)<ref>{{Cite web|url=http://docs.cntd.ru/document/1200009345|title=ГОСТ 17655-89 Двигатели ракетные жидкостные. Термины и определения, ГОСТ от 25 декабря 1989 года №17655-89|publisher=docs.cntd.ru|accessdate=2018-04-03}}</ref>. Основной задачей газогенератора является получение [[Рабочее тело|рабочего тела]] заданной температуры и в заданном количестве для привода [[Турбонасосный агрегат|турбонасосного агрегата]] (ТНА). Твердотопливный газогенератор (ТТГ) в основном используют в качестве ''порохового стартера'' для раскрутки ТНА при запуске двигателя. Для привода турбины ТНА используются жидкостные газогенераторы (ЖГГ). Помимо этого ГГ используются в вытеснительной системе подачи топлива. Сжатый газ для наддува топливных баков и привода вспомогательных систем может быть получен из жидкостного аккумулятора давления (ЖАД) или порохового аккумулятора давления (ПАД). |
|||
== Низкотемпературные == |
|||
== Основные сведения == |
|||
Газогенератор может использоваться в качестве [[Аккумулятор давления|аккумулятора давления]] в ракетной технике. Наряду с баллонами, в которых под давлением хранится газ, используются газогенераторы на жидком топливе или порохе. Используется для наддува топливных баков и других емкостей, управления автоматикой, начальной раскрутки турбонасосного агрегата.<ref>Аккумулятор давления//Космонавтика:Энциклопедия —М.:Сов. энциклопедия, 1985</ref> |
|||
| ⚫ | |||
[[File:Rocket liquid fuel engine.svg|thumb|Рис. 1. Схема двухкомпонентного ЖРД<br />1 — магистраль горючего<br />2 — магистраль окислителя<br />3 — насос горючего<br />4 — насос окислителя<br />5 — турбина |
|||
== Высокотемпературные == |
|||
6 — газогенератор |
|||
В ракетной технике основной задачей газогенератора является получение [[Рабочее тело|рабочего тела]] заданной температуры и в заданном количестве для привода [[Турбонасосный агрегат|турбонасосного агрегата]] (ТНА). |
|||
7 — клапан газогенератора (горючее) |
|||
| ⚫ | |||
8 — клапан газогенератора (окислитель) |
|||
[[File:Rocket liquid fuel engine.svg|thumb|Рис. 1. Схема двухкомпонентного ЖРД<br />1 — магистраль горючего<br />2 — магистраль окислителя<br />3 — насос горючего<br />4 — насос окислителя<br />5 — турбина<br />6 — газогенератор<br />7 — клапан газогенератора (горючее)<br />8 — клапан газогенератора (окислитель)<br />9 — главный клапан горючего<br />10 — главный клапан окислителя<br />11 — выхлоп турбины<br />12 — форсуночная головка<br />13 — камера сгорания<br />14 — сопло<br />|альт=|407x407px]] |
|||
9 — главный клапан горючего |
|||
10 — главный клапан окислителя |
|||
11 — выхлоп турбины |
|||
12 — форсуночная головка |
|||
13 — камера сгорания |
|||
14 — сопло|альт=|407x407px]] |
|||
Небольшая часть окислителя и горючего отбирается из магистралей (1, 2) за [[Насос|насосами]] (3, 4) и подается в газогенератор (6). Газогенератор вырабатывает рабочее тело для [[Газовая турбина|газовой турбины.]] Выработанный генератором газ, являясь продуктами сгорания топлива, должен иметь температуру не выше 1200[[Кельвин|К]] - 1500[[Кельвин|К]] чтобы не повредить рабочие [[Лопатка (лопасть)|лопатки]] турбины. Для охлаждения может быть использована избыточная подача в ГГ одного из компонентов топлива. Из ГГ продукты сгорания поступают в турбину ТНА, где совершают работу. Полученная энергия используется для привода насосов, которые обеспечивают подачу компонентов топлива в камеру сгорания. |
Небольшая часть окислителя и горючего отбирается из магистралей (1, 2) за [[Насос|насосами]] (3, 4) и подается в газогенератор (6). Газогенератор вырабатывает рабочее тело для [[Газовая турбина|газовой турбины.]] Выработанный генератором газ, являясь продуктами сгорания топлива, должен иметь температуру не выше 1200[[Кельвин|К]] - 1500[[Кельвин|К]] чтобы не повредить рабочие [[Лопатка (лопасть)|лопатки]] турбины. Для охлаждения может быть использована избыточная подача в ГГ одного из компонентов топлива. Из ГГ продукты сгорания поступают в турбину ТНА, где совершают работу. Полученная энергия используется для привода насосов, которые обеспечивают подачу компонентов топлива в камеру сгорания. |
||
=== Требования, предъявляемые к газогенераторам === |
=== Требования, предъявляемые к газогенераторам === |
||
| Строка 32: | Строка 18: | ||
* Высокая работоспособность генераторного газа. |
* Высокая работоспособность генераторного газа. |
||
== Классификация |
=== Классификация === |
||
Газогенераторы можно разделить по числу компонентов топлива, используемых для получения рабочего тела: |
Газогенераторы можно разделить по числу компонентов топлива, используемых для получения рабочего тела: |
||
# Однокомпонентные или ''парогазогенераторы'' (ПГГ) — рабочее тело образуется в результате разложения однокомпонентного топлива в присутствии [[Катализатор|катализатора]] или без него. Катализатор помещается в ГГ, куда поступает топливо. В качестве топлива используется [[Пероксид водорода|перекись водорода]], [[гидразин]], [[изопропилнитрат]] и другие. Также в эту категорию можно отнести ТТГ. |
# Однокомпонентные или ''парогазогенераторы'' (ПГГ) — рабочее тело образуется в результате разложения однокомпонентного топлива в присутствии [[Катализатор|катализатора]] или без него. Катализатор помещается в ГГ, куда поступает топливо. В качестве топлива используется [[Пероксид водорода|перекись водорода]], [[гидразин]], [[изопропилнитрат]] и другие. Также в эту категорию можно отнести ТТГ. |
||
# Двух- и трёхкомпонентные или ''жидкостные газогенераторы'' (ЖГГ) — рабочее тело образуется в результате сжигания горючего и [[Окислитель|окислителя]], используемых в основной камере сгорания двигателя. Из-за особенностей турбины, требующих |
# Двух- и трёхкомпонентные или ''жидкостные газогенераторы'' (ЖГГ) — рабочее тело образуется в результате сжигания горючего и [[Окислитель|окислителя]], используемых в основной камере сгорания двигателя. Из-за особенностей турбины, требующих чтобы температура газа перед ней была меньше 1500К, процесс в ГГ проходит при значительном избытке одного из компонентов топливной смеси. Продукты газогенерации называют ''окислительными'', если они получены при избытке окислителя, и ''восстановительными'', если они получены при избытке горючего. В трёхкомпонентных ГГ ещё один компонент используется для охлаждения либо для улучшения работоспособности рабочего тела. |
||
Так же существуют ракетные двигатели без ЖГГ - рабочее тело в них получается в результате испарения жидкости в тракте охлаждения [[Камера сгорания|камеры]] двигателя. Подобные схемы двигателей называются ''безгенераторными'' и успешно используются на вторых ступенях ракет-носителей. |
Так же существуют ракетные двигатели без ЖГГ - рабочее тело в них получается в результате испарения жидкости в тракте охлаждения [[Камера сгорания|камеры]] двигателя. Подобные схемы двигателей называются ''безгенераторными'' и успешно используются на вторых ступенях ракет-носителей. |
||
== Литература == |
== Литература == |
||
| Строка 47: | Строка 33: | ||
== Ссылки == |
== Ссылки == |
||
<references /> |
<references /> |
||
{{Rocket-stub}} |
|||
[[Категория:Ракетная техника]] |
[[Категория:Ракетная техника]] |
||
[[Категория:Ракетные двигатели]] |
[[Категория:Ракетные двигатели]] |
||
[[Категория:Пиротехника]] |
|||
Текущая версия от 15:09, 6 сентября 2023
Газогенератор — энергетическое устройство, которое вырабатывает сжатый газ,[1] горячий газ, парогаз,[2] чистые индивидуальные газы (азот, кислород)[3]:5 с регулированием их количества, расхода и давления. В отличие от пиропатронов или пироэнергодатчиков газогенератор имеет сопло со сверхкритическим перепадом давления. Из-за этого процесс горения в газогенераторе не зависит от условий в объёме, куда истекает газ. Конструкция имеет много общего с обычными ракетными двигателями.[1]
Низкотемпературные
[править | править код]Газогенератор может использоваться в качестве аккумулятора давления в ракетной технике. Наряду с баллонами, в которых под давлением хранится газ, используются газогенераторы на жидком топливе или порохе. Используется для наддува топливных баков и других емкостей, управления автоматикой, начальной раскрутки турбонасосного агрегата.[4]
Высокотемпературные
[править | править код]В ракетной технике основной задачей газогенератора является получение рабочего тела заданной температуры и в заданном количестве для привода турбонасосного агрегата (ТНА).
Принцип работы
[править | править код]
1 — магистраль горючего
2 — магистраль окислителя
3 — насос горючего
4 — насос окислителя
5 — турбина
6 — газогенератор
7 — клапан газогенератора (горючее)
8 — клапан газогенератора (окислитель)
9 — главный клапан горючего
10 — главный клапан окислителя
11 — выхлоп турбины
12 — форсуночная головка
13 — камера сгорания
14 — сопло
Небольшая часть окислителя и горючего отбирается из магистралей (1, 2) за насосами (3, 4) и подается в газогенератор (6). Газогенератор вырабатывает рабочее тело для газовой турбины. Выработанный генератором газ, являясь продуктами сгорания топлива, должен иметь температуру не выше 1200К - 1500К чтобы не повредить рабочие лопатки турбины. Для охлаждения может быть использована избыточная подача в ГГ одного из компонентов топлива. Из ГГ продукты сгорания поступают в турбину ТНА, где совершают работу. Полученная энергия используется для привода насосов, которые обеспечивают подачу компонентов топлива в камеру сгорания.
Требования, предъявляемые к газогенераторам
[править | править код]- Высокая стабильность работы;
- Простота управления рабочим процессом;
- Высокая работоспособность генераторного газа.
Классификация
[править | править код]Газогенераторы можно разделить по числу компонентов топлива, используемых для получения рабочего тела:
- Однокомпонентные или парогазогенераторы (ПГГ) — рабочее тело образуется в результате разложения однокомпонентного топлива в присутствии катализатора или без него. Катализатор помещается в ГГ, куда поступает топливо. В качестве топлива используется перекись водорода, гидразин, изопропилнитрат и другие. Также в эту категорию можно отнести ТТГ.
- Двух- и трёхкомпонентные или жидкостные газогенераторы (ЖГГ) — рабочее тело образуется в результате сжигания горючего и окислителя, используемых в основной камере сгорания двигателя. Из-за особенностей турбины, требующих чтобы температура газа перед ней была меньше 1500К, процесс в ГГ проходит при значительном избытке одного из компонентов топливной смеси. Продукты газогенерации называют окислительными, если они получены при избытке окислителя, и восстановительными, если они получены при избытке горючего. В трёхкомпонентных ГГ ещё один компонент используется для охлаждения либо для улучшения работоспособности рабочего тела.
Так же существуют ракетные двигатели без ЖГГ - рабочее тело в них получается в результате испарения жидкости в тракте охлаждения камеры двигателя. Подобные схемы двигателей называются безгенераторными и успешно используются на вторых ступенях ракет-носителей.
Литература
[править | править код]Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп.. — Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. — 488 с. — ISBN 5-7038-2649-7.
М. И. Шевелюк. Теоретические основы проектирования жидкостный ракетных двигателей. — Москва: Государственное научно-техническое издательство ОБОРОНГИЗ, 1960. — 687 с.
В. Г. Попов, Н. Л. Ярославцев. Жидкостные ракетные двигатели. — Издательско-типографский центр - «МАТИ» - КТУ им. К.Э. Циолковского, 2001. — 171 с. — ISBN 5-230-21212-8.
Ссылки
[править | править код]- ↑ 1 2 Антонов О.Ю., Вагонов С.Н., Тартынов И.В., Поляков Е.П. История и перспективы развития низкотемпературных пиротехнических генераторов//Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 12. Ч.1 —Тула: Изд-во ТулГУ, 2016
- ↑ Газогенератор//Космонавтика:Энциклопедия —М.:Сов. энциклопедия, 1985
- ↑ Шандаков В.А., Жарков А.С., Стрельников В.Н., Пилюгин Л.А., Савельева Е.В. Физико-химические основы создания элементов снаряжения низкотемпературных газогенераторов различного назначения —М.:ФИЗМАТЛИТ, 2011
- ↑ Аккумулятор давления//Космонавтика:Энциклопедия —М.:Сов. энциклопедия, 1985