Многообразие проявлений причинно-следственных связей в материальном мире обусловило существование нескольких моделей причинно-следственных отношений. Исторически сложилось так, что любая модель этих отношений может быть сведена к одному из двух основных типов моделей или их сочетанию.

Достаточно одной ступени

Универсальное сопло

«Мы решили реализовать эту идею на уже отработанных технологиях, – рассказал «Эксперту» первый заместитель генерального директора и генерального конструктора НПО «Энергомаш» профессор Владимир Чванов. – Поэтому новый двигатель вобрал в себя конструктивные решения, которые уже были опробованы на семействе кислородно-керосиновых двигателей для «Зенита» и «Энергии» (речь идет о двигателях РД-171 и РД-170, причем РД-170 – самый мощный в мире маршевый двигатель многократного использования. – «Эксперт»)».

В результате получился двигатель, который на первый взгляд ничем не отличается от использовавшихся до сих пор традиционных ЖРД. Однако он один умеет работать в двух режимах: сначала как двигатель первой ступени, при этом в камере сгорания сжигаются традиционные для «околоземного» участка кислород (81,4%) с керосином (12,6%), и к ним еще добавляется водород (6%), а затем как двигатель второй ступени: на этот раз в той же камере сгорания сжигаются доказавшие свою эффективность на «космическом» этапе полета кислород (86%) и водород (14%).

Смелость отечественных конструкторов заключалась в том, что в первом режиме они решились одновременно подать в одну камеру сгорания три различных компонента и сжечь их вместе. (До сих пор ни одной двигателестроительной фирме мира не удавалось этого сделать, одновременно добившись устойчивого режима горения.)

«Добавка сразу в первом режиме небольшого количества водорода, который является основным топливным компонентом второго режима, необходима для того, чтобы затем плавно перейти с первого режима на второй», – пояснил начальник отдела технической информации «Энергомаша» Владимир Судаков. Иначе пришлось бы вносить в процесс горения двойное возмущение: одновременно прекращать поступление в камеру сгорания керосина и «включать» подачу водорода.

Добавка водорода в первом режиме позволила на 23% повысить одну из ключевых характеристик двигателя – удельный импульс: с 337 секунд (удельный импульс ракетного двигателя измеряется в секундах) в традиционных кислородно-керосиновых ЖРД до 415 секунд. Более того, в ходе испытаний прототипа двигателя неожиданно выяснилось, что благодаря добавлению водорода полнота сгорания традиционной топливной смеси кислород плюс керосин увеличилась и практически стала равна ста процентам.

Появление в первом режиме третьего топливного компонента потребовало от конструкторов создать новую форсунку (одно из главных ноу-хау проекта). Форсунка – это короткая трубочка, у которой помимо основного канала есть еще узкие канальчики в стенках для того, чтобы разные компоненты топлива поступали в камеру сгорания отдельно друг от друга. Форсунки-трубочки вплотную друг к другу натыканы над камерой сгорания и все вместе образуют смесительную головку. Если посмотреть снизу, через сопло, они очень напоминают соты, только не с шестигранными, а с круглыми ячейками. К примеру, в новой модификации двигателя РД-107 для первой ступени ракеты «Союз» таких форсунок более 900 штук.

До сих пор в технике использовались только двухкомпонентные форсунки. Для нового же двигателя необходимо было, не смешав по дороге, впрыснуть в камеру сгорания одновременно три разных компонента. При этом впрыскиваться они должны строго определенным образом, чтобы, говоря упрощенно, рядом с каждой молекулой, например, керосина оказалось точно рассчитанное количество молекул кислорода и водорода – только в этом случае произойдет необходимая химическая реакция. Именно от этого зависит качество процесса горения и, как результат, образование тяги.

Следующая техническая задача, которую впервые в мировой практике предстояло решить специалистам НПО «Энергомаш», – прекратить по окончании первого режима поступление керосина в камеру сгорания (этого удалось добиться установкой особых клапанов на тракте подачи керосина) и обеспечить устойчивый переход с первого, трехкомпонентного, режима на второй, двухкомпонентный.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Немного больше о технологиях >>>

Эволюционный миф и современная наука
– "Дарвин был неправ... Теория эволюции, возможно, самая страшная ошибка, совершенная в науке". Эту мысль не так давно высказал член нью-йоркской Академии наук И.Л.Коэн 1. В своем мнении Коэн далеко не одинок: Джон Вольфган Смит – профессор орегонского Университета ...

Суперкомпьютеры, доступные всем
Два раза в год – в июне и ноябре – университеты Мангейма и штата Теннеси вместе с Национальным научно-исследовательским вычислительным центром при Министерстве энергетики США публикуют список пятисот самых высокопроизводительных суперкомпьютеров – Top500, куда включают сведения ...

Галерея

Tехнологии прошлого

Раскрытие содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную модель взаимной связи понятий. Модель, объективно отражая определенную сторону связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет к ложным выводам, но в границах своей применимости она должна обладать не только образностью.

Tехнологии будущего

В связи с развитием теплотехники ученые в прошлом веке пришли к простому, но удивительному закону, потрясшему человечество. Это закон (иногда его называют принцип) возрастания энтропии (хаоса) во Вселенной. technologyside@gmail.com
+7 648 434-5512