Составные элементы пневмогидравлической части схемы и их назначение

В состав ПГС входят следующие агрегаты и системы:

- камера сгорания;

- система подачи компонентов топлива;

- газогенератор (ГГ);

- система регулирования;

- система запуска и останова;

- система пневмоуправления и продувки полостей двигателя;

- система раскрутки гидравлической турбины бустерного насосного агрегата горючего;

- система подачи горючего к рулевым машинкам (РМ);

- система герметизации дренажей двигателя;

- система фиксации камер в нулевом положении и теплозащиты.

КС предназначена для преобразования химической энергии топлива в кинетическую энергию газовой струи, а также для создания и передачи тяги на элементы РН.

КС охлаждается горючим, которое подаётся в тракт их охлаждения, а также на кольца завесы.

Система подачи топлива включает ТНА, бустерные насосные агрегаты БТАНО и БТАНГ.ТНА предназначен для подачи топлива в ГГ и КС с необходимыми давлениями и расходами. Он состоит из турбины, одноступенчатого насоса " О", двухступенчатого насоса " Г". Насос " О" подаёт кислород в ГГ, на гидротурбину БТНАО, к сильфонам на газоводах КС для их охлаждения, а также дополнительный кислород к автомату осевой разгрузки самого насоса " О". Насос " Г" подаёт горючее после первой ступени в КС и на турбину БТНАГ, после второй ступени - в ГГ.

БТНА повышает давление компонентов топлива на входе в насосы ТНА с целью увеличения кавитационных запасов и повышения надёжности запуска двигателя. БТНАГ приводится во вращение гидротурбиной, БТНАО на запуске - газовой турбиной, на режиме - гидротурбиной.

ГГ предназначен для выработки окислительного газа, приводящего в действие турбину ТНА. После турбины газ поступает в КС, где сгорает с горючим.

Система регулирования включает в себя дроссель ДР с электрическим приводом дросселя ПД и регулятором PP.

ДР регулирует соотношение компонентов топлива по командам от системы управления расходом топлива (СУРТ), изменяя расход горючего, поступающего в КС. Изменение расхода горючего поступающего, в ГГ, РР обеспечивает запуск двигателя и поддержание заданного режима работы двигателя в полёте.

В систему запуска и останова входят:

- две ампулы с пусковым горючим АПГ 1 и АПГ 2;

- пусковой баллон БП;

- автоматический клапан КГК 1;

- клапан управления КУ;

- пусковой регулятор горючего РП;

- пневмоклапаны КОГ и КАР;

- пусковые мембранные клапаны ПКО и ПКГ;

- пироклапаны ПК 1, ПК 2, КГГ, КВГ;

- демпфер Д;

- пакеты жиклёров ПЖ 1... ПЖ 4;

- обратные клапаны КО 1.1-КО 1.3, КО 2.1-КО 2.3.

АПГ 1, АПГ 2 обеспечивает хранение и подачу в ГГ и КС ПГ-2.

БП 1 накапливает горючее на этапе заливки полостей двигателя перед запуском и вытесняет его под давлением 180...220кгIсм~ в АПГ 1 и АПГ 2 для прорыва герметизирующих мембран ампул, из которых ПГ-2 поступает в ГГ и КС, где оно самовоспламеняется в среде кислорода.

КГК1 в зависимости от давления в полостях открывают или отсекает подачу горючего в КС при запуске и останове. В закрытом положение горючее дренируется через КУ на вход в БТНАГ.

КОГ подаёт кислород в ГГ на запуске и отсекает на останове при падении давления на входе в клапан. Клапан на основном режиме тяги (ОРТ), на (КСТ) конечной ступени тяги удерживается в открытом положении за насосным давлением кислорода при отсутствии управляющего давления азота.

ПКО и ПКГ подают компоненты топлива в двигатель по командам от системы управления РН. Срабатывание ПКО - при подаче азота высокого давления от ЭПК 3, ПКГ - от пироклапана.

Пироклапаны двигателя при срабатывание выполняют следующие функции:

- ПК 1 - подаёт азот продувки в КС и ГГ на останове из ресивера АК;

- ПК 2 - переводит двигатель из ОРТ на КСТ сливом части горючего после РР на вход в насос " Г", уменьшая этим расход горючего в ГГ;

- КВГ - прекращает подачу горючего в ГГ при выключении двигателя;

- Д - предназначен для исключения мгновенного повышения давления азот на входе в ЭПК двигателя при срабатывание пироклапанов подачи азота, установленных на РН.

- ПЖ 3, ПЖ 4 - подают определённый расход ПГ-2 на запуск двигателя в КС и расход горючего на ОРТ для охлаждения запальных устройств в КС.

- ПЖ 5 - ограничивает давление и расход горючего через АПГ 1 на ОРТ.

- ПЖ 6 - соединяет замкнутую полость между АПГ 2, КО 1.7 и КО 3.2 с выходом РР при вакуумировании полости " Г" двигателя.

Обратные клапаны пропускают расход горючего и препятствуют его обратному направлению в следующих направлениях: КО 1.1 от БГТ в АПГ 1; КО 1.3 -от РП в АПГ 2; КО 2.1 -от РР в АПГ 2.

РП служит для автоматического поддержания расхода ПГ-2 в ГГ в процессе запуска двигателя. В систему пневмоуправления и продувки полостей двигателя входят: электропневматические клапаны ЭПК 1... ЭПК 4, обратные клапаны КО 1.1...КО 1.3, КО 2.1... КО 2.3, КО 5, КО 5, ресивер АК, вентиль сброса ВС.

Электропневмоклапаны подают азот в соответствии с электрическими клапанами:

ЭПК 1 - на газовую турбину для раскрутки БТНАО;

ЭПК 2 - в баллоны БП 1, БП 2для вытеснения горючего а АПГ 1, АПГ 2 и раскрутки гидротурбины БТНАГ;

ЭПК 3 - на открытие КОГ, КАР, ПКО;

ЭПК 4 - на продувку полостей горючего ГГ и КС на запуске;

Электрические команды с ЭПК снимаются после выхода двигателя на ОРТ.

Обратные клапаны системы пневмоуправления и продувки пропускают расход азота(или подают давление азота) в определённом направление и выполняют следующие функции:

КО 1.1...Ко 1.4, КО 1.6 - подают азот на продувку КС, ГГ и автоматически прекращают продувку при возрастании давления в КС и ГГ;

КО 3.1 - не допускают расход азота продувки на останове через дренаж обесточенного ЭПК 4;

КО 5.1 и КО 5.2 - не допускают утечку азота АК по линии заправки.

В АК создаётся запас азота для продувки ГГ и КС на останове.

Для сброса остаточного давления из АК в случае отмены пуска РН в системе установлен ВС.

В систему раскрутки БТНАГ входит БП 2, в котором накапливается горючее при заливке полостей двигателя и вытесняется на запуске по трубопроводу в пусковое сопло гидротурбины БТНАГ. Азот для вытеснения горючего подаётся при включении ЭПК 2.

Наддув баков РН обеспесивается гелием, подаваемым с РН и подогреваемым в теплообменнике ТО 1, ТО 2.

Система подачи горючего на РМ включает мембранный раздельный клапан МБ, устанавливаемый в магистрали между первой ступенью насоса " Г" и РМ. Принципиальную схему качания камер (КС) разрабатывает разработчик РН. В ПГС двигателя предусмотрен слив горючего с РМ на вход в двигатель.

В систему обогрева ампул входят трубопроводы подачи тёплого воздуха от наземных систем и устройства ТА 1 и ТА 2. Система обеспечивает обогрев ампул на старте при отрицательной температуре окружающей среды. После старта ампулы не обогреваются.

Для фиксации КС при работе первой и второй ступеней РН установлены фиксаторы ГПФ 1...ГПФ 4 нулевого положения КС. После выхода двигателя на ОРТ фиксация нулевого положения с КС снимается при подаче напряжения на пиропатрон ПП 6 пироклапана ПК 3. При испытании в наземных условиях рабочей средой для ГПФ является азот (воздух), подаваемый от стендовых систем.

Дренажи двигателя герметизируются коробкой дренажей КД с заглушкой, которая вылетает от давления азота раскрутки БТНАО.

В случае отмены пуска горючее из баков сливается через вентиль слива всг.

Все агрегаты и трубопроводы двигателя закреплены на раме.

Для управления вектором тяги двигателя КС качаются в подвеске при помощи РМ.

Для защиты двигателя от теплового воздействия при работе КС установлена теплозащита ТЗ.