Gasgenerator (raketvidenskab)

En gasgenerator er en energianordning, der producerer komprimeret gas, [1] varm gas, dampgas, [2] rene individuelle gasser (nitrogen, oxygen) [3] :5 med regulering af deres mængde, strømningshastighed og tryk. I modsætning til squib -patroner eller pyroenergisensorer har gasgeneratoren en dyse med et superkritisk trykfald. På grund af dette afhænger forbrændingsprocessen i gasgeneratoren ikke af forholdene i det volumen, hvor gassen strømmer ud. Designet har meget til fælles med konventionelle raketmotorer. [en]

Lav temperatur

Gasgeneratoren kan bruges som trykakkumulator i raketteknologi. Sammen med cylindre, hvori gas opbevares under tryk, bruges gasgeneratorer, der bruger flydende brændstof eller krudt. Den bruges til tryksætning af brændstoftanke og andre beholdere, automatisk kontrol, indledende spin-up af en turbopumpeenhed. [fire]

Høj temperatur

I raketteknologi er gasgeneratorens hovedopgave at opnå en arbejdsvæske med en given temperatur og i en given mængde til at drive en turbopumpeenhed (TPU).

Sådan virker det

En lille del af oxidationsmidlet og brændstoffet tages fra ledningerne (1, 2) bag pumperne (3, 4) og føres ind i gasgeneratoren (6). Gasgeneratoren producerer arbejdsvæsken til gasturbinen. Den gas, der produceres af generatoren, som er produkter fra brændstofforbrænding, skal have en temperatur på ikke højere end 1200 K - 1500 K for ikke at beskadige turbinebladene . Til afkøling kan en overskudsforsyning af en af brændstofkomponenterne til GG'en anvendes. Fra GG kommer forbrændingsprodukterne ind i TNA-turbinen, hvor de udfører arbejde. Den resulterende energi bruges til at drive pumper, der leverer brændstofkomponenter til forbrændingskammeret.

Krav til gasgeneratorer

Høj arbejdsstabilitet;
Nem workflowstyring;
Høj effektivitet af generatorgas.

Klassifikation

Gasgeneratorer kan opdeles efter antallet af brændstofkomponenter, der bruges til at opnå arbejdsvæsken:

Enkeltkomponent- eller dampgasgeneratorer (SGG) - arbejdsvæsken dannes som et resultat af nedbrydningen af et enkeltkomponentbrændstof i nærværelse af en katalysator eller uden den. Katalysatoren placeres i GG'en, hvor brændstoffet kommer ind. Hydrogenperoxid , hydrazin , isopropylnitrat og andre bruges som brændstof . Også i denne kategori kan tilskrives TTG.
To- og trekomponent- eller flydende gasgeneratorer (LGG) - arbejdsvæsken dannes som et resultat af forbrændingen af brændstof og oxidationsmiddel , der bruges i motorens hovedforbrændingskammer. På grund af turbinens egenskaber, som kræver, at gastemperaturen foran den er mindre end 1500K, foregår processen i GG'en med et betydeligt overskud af en af komponenterne i brændstofblandingen. Gasproduktionsprodukter kaldes oxiderende , hvis de opnås med et overskud af oxidationsmiddel, og reducerende , hvis de opnås med et overskud af brændstof. I tre-komponent GG'er bruges en komponent mere til afkøling eller til at forbedre ydeevnen af arbejdsfluidet.

Der er også raketmotorer uden JGG - arbejdsvæsken i dem opnås som et resultat af fordampning af væske i motorkammerets kølevej . Sådanne motorordninger kaldes generatorløse og bruges med succes i anden fase af løfteraketter.

Litteratur

Dobrovolsky M.V. Flydende raketmotorer. Fundamentals of design: Lærebog for universiteter. - 2. udg., revideret. og yderligere .. - Moskva: MSTU im. N.E. Bauman, 2005. - 488 s. — ISBN 5-7038-2649-7 .

M. I. Shevelyuk. Teoretisk grundlag for design af flydende raketmotorer. - Moskva: Statens videnskabelige og tekniske forlag OBORONGIZ, 1960. - 687 s.

V. G. Popov, N. L. Yaroslavtsev. Flydende raketmotorer. - Forlags- og trykkericenter - "MATI" - KTU im. K.E. Tsiolkovsky, 2001. - 171 s. — ISBN 5-230-21212-8 .