Выбор энергомассовых характеристик маршевых многоразовых ЖРД на сжиженном природном газе

• Автор: Клепиков, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил. + Прил. (109 с.: ил.)

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПЫТА РАЗРАБОТКИ ЖРД

1.1. Основные технические требования к ЖРД многократного полетного использования

1.2. Состояние разработки многоразовых ЖРД МПИ

1.3. Использование опыта разработок ЖРД НПО Энергомаш

1.3.1. Использование опыта разработки ЖРД на высоко-кипящнх компонентах топлива

1.3.2. Опыт разработки ЖРД на криогенном, экологически чистом топливе "кислород - РГ-1" РД-170 (171), как база для поисков облика ЖРД для многоразовых средств выведения

1.3.2.1. НИР на экспериментальных установках 1УК, 1УКС, 2УК

1.3.2.2. Автономная отработка штатных камеры и газогенератора в составе экспериментальных установках 2УКС и ЗУК

1.3.2.3. Система автоматизированной обработки экспериментальных данных

1.3.2.4. Исследование возможностей подтверждения количественных показателей надежности многоразовых мощных ЖРД
1.3.2.5. Инженерные критерии отработки ЖРД
1.3.2.6. Обеспечение ресурса турбины двигателя РД-170 (171), достаточного для начала летных испытаний
1.3.2.7. Использование опыта создания РД-170 для других разработок
1.4. Исследования ЖРД на метановом горючем
1.5. Выводы по Главе

ГЛАВА 2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СХЕМ И ПАРАМЕТРОВ ЖРД ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МНОГОРАЗОВЫХ СРЕДСТВ ВЫВЕДЕНИЯ
2.1. Предварительный выбор горючих
2.2. Предварительный анализ двухкомпонентных ЖРД
2.3. Предварительный анализ трехкомпонентных ЖРД на кислороде, УВГ и водороде
2.3.1. Двигатели без дожигания
2.3.1.1. Выбор оптимальных вариантов схем двигателя
2.3.2. Трехкомпонентные двигатели с дожиганием
2.3.3. Общий анализ результатов предварительного этапа и рекомендации
2.4. Проблемные вопросы создания перспективных ЖРД
МПИ на 02+УВГ
2.4.1. Ресурс и надежность
2.4.2. Живучесть и безопасность
2.4.3. Научное сопровождение ОКР
2.5. Особенности экспериментальной отработки двигателя
2.5.1. О построении планов экспериментальной отработки трехкомпонентных ЖРД большого ресурса
2.5.2. Особенности эксплуатации двигателя многоразового полетного использования
2.6. Выводы по Главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ЭНЕРГОМАССОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖРД РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ НА ТОПЛИВЕ 02+СПГ (МЕТАН), В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ТЯГ
3.1. Цель и методология исследования
3.1.3. Методика расчета параметров двигателей

3.2. Результаты расчетов параметров двигателей и их основных агрегатов
3.2.1. Двигатели по схеме с дожиганием окислительного газа
3.2.2. Двигатели по схеме с дожиганием восстановительного газа
3.2.2.1. Результаты энергетических увязок двигателей с
дожиганием восстановительного газа при Тгг=1300К
3.2.3. Двигатели без дожигания генераторного газа
3.2.4. Параметры двигателей, работающих по схеме 2+2
3.3. Оценка массы двигателей
3.3.1. Массы двухкомпонентных двигателей
3.3.2. Массы трехкомпонентных двигателей
3.4. Общий анализ и обобщение результатов
3.5. ВЫВОДЫ по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЖРД С ДОЖИГАНИЕМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО
ГАЗА
4.1. Концепция коммерческого мобильного ракетно-космического комплекса «РИКША»
4.2. Двигатели РД-169, РД-185 для PH «РИКША»
4.2.1. Конструкция двигателей
4.2.1.1. Особенности условий работы конструкции двигателей
4.2.1.2. Конструкция двигателя РД
4.2.1.3. Обеспечение работы при погружение в горючее
двигателя РД
4.2.1.4. Конструкция двигателя РД
4.2.1.5. Особенности нахождения двигателя РД-185 в баке горючего
4.2.2. Состояние разработки двигателя для PH «РИКША»
4.3. Двигатели для ракет типа «АНГАРА»

агрегатных, расчетных) на всех стадиях (от выбора концепции до сдачи с серийное производство) с целью выявления таких звеньев этого процесса, где автоматизация с помощью современных средств вычислительной техники возможна и целесообразна [61,62].
Было показано:
1. Экспериментальная отработка ведется от момента изготовления первых узлов и агрегатов ЖРД до начала эксплуатации в составе летательного аппарата (ЛА); ее продолжительность составляла от 2 до 8 лет. Затраты на экспериментальную отработку достигают 80-90% от общей стоимости разработки ЖРД.
Необходимость трудоемкой, длительной и дорогой отработки, характерной как для отечественных, так и для зарубежных ЖРД (рис. 1.12), была объективно обусловлена следующими причинами:
разработка каждого нового двигателя требовала, как правило, обеспечения характеристик на уровне мировых достижений при постоянно растущих требованиях к расширению функций ЖРД в составе ЛА и ограничениях по габаритам и массе;
чрезвычайно высок уровень механических, тепловых и вибрационных рабочих нагрузок на элементы конструкции двигателя;
чрезвычайная сложность, малая изученность реальных рабочих процессов, протекающих в агрегатах ЖРД, и отсутствие к началу разработки достаточного задела достоверных теоретических методов оценки свойств конструктивных элементов и величин действующих нагрузок, которые также требуют экспериментального уточнения в реальных условиях;
необходимость поиска новых конструктивных решений ранее неизвестных.