Критичний аналіз гелієвих газобалонних систем наддування паливних баків ракетних двигунів

Юрій Мітіков; Максим Седченко

Автор(и)

Юрій Мітіков Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
https://orcid.org/0000-0002-4787-603X
Максим Седченко Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
https://orcid.org/0009-0008-0027-0939

Анотація

Як відомо, системи наддування (СН) паливних баків ракетних рухових установок (РУ) призначені для забезпечення необхідних тисків компонентів палива на входах у двигуни і забірні пристрої (для їх безперервної роботи). Їх друге призначення – створення потрібних рівнів тисків газу в тонкостінних паливних баках для їх стійкості на активній ділянці траєкторії польоту ракети-носія (РН) [1, 2].

СН входять до складу пневмогідравлічних систем подачі (ПГСП) компонентів палива. Вони є найдорожчими, складними, наукомісткими частинами РН [3] після рідинних ракетних двигунів (РРД).

В даний час як паливо РРД найбільш широко використовуються і плануються до застосування в найближчому майбутньому рідкий кисень і вуглеводневе пальне (РГ-1, Т-1, метан, синтин, надалі - гас). Достатньо навести як приклад РРД РН «Зеніт», «Циклон-4М, «Маяк» (Україна), Antares (США та Україна), Atlas-V, Falcon 9 (США), "Чанчжен-7" та "Чанчжен-9 (КНР), КSLV-I, КSLV-II (Південна Корея) та ін.

Для наддування паливних баків всіх перерахованих сучасних РУ на зазначених компонентах палива в силу ряду причин найбільше поширення як робоче тіло знайшов гелій [4]. Заздалегідь перед запуском РУ охолодженим гелієм (наприклад, на РН «Зеніт» ~113К) заправляють спеціальні балони системи польотного наддування. Ці балони розміщують у сучасних РУ в баках з рідким киснем. Гелієм з температурою навколишнього середовища проводять і передпускове наддування баків.

Необхідно констатувати такий цікавий факт, який має знайти пояснення. Всі рідинні міжконтинентальні балістичні ракети Радянського Союзу, США, КНР навіть останнього покоління, гелій не використовували, навіть для роботи агрегатів автоматики. РН для космічних місій у своїй переважній більшості також обходилися без гелію. Широко використовувалися генераторні, парові, сумішні, «хімічні» СН [5].

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Посилання

Біляєв М. Системи надува паливних баків ракет. М. : Маши-нобуд., 1976. 328 с.

Ring Elliot. Rocket Propellant and Pressurization Systems. –Prentice Hall., Inc., Englewood Cliffs, N.J., 1964, 404 p.

Дегтярьов О.В., Кушнарьов О.П., Попов Д.О. і ін. Ракета космічного призначення надмалого класу// Космічна техніка. Ра-кетне озброєння: сб. наук.-техн. ст. ГКБ «Південне». – 2014. – №1. – С. 14 – 20.

Мітіков Ю. А. Газобалонні системи наддування і ракето-носії нового покоління//Космічна техніка. Ракетне озброєння, 2012, №1, С. 179 – 185.

Мітіков Ю. О., Антонов В. О., Волошин М. Л., Логвиненко О.І. Шляхи підвищення надійності і безпеки під час експлуатації ракетних комплексів // Авіаційно-космічна техніка і технології, 2012, № 3 (90), C. 30 – 36.

Мітіков Ю.О., Свириденко Н. Ф. Проблеми використання високотемпературного газу для наддування паливних баків дви-гунних установок нового покоління і шляхи їх вирішення // Тех-нічна механіка, 2013, №1, С.68 – 77.

Мітіков Ю. О., Бучарський В. Л., Пономарьов О. М. Тепло-обмінники ракетних двигунів і енергетичних установок на відно-влюваних джерелах енергії. Конструкції та методи розрахунку/ Навч. посібник (двома мовами – українською і англійською). ДНУ ім. О. Гончара. ТОВ Сова. – 2023. – 279с.

Mitikov Yu., Shynkarenko О. Reduction of the Pressurization System Final Mass for a Modern Rocket Launcher/ Journal Aerosp. Technol. Manag., São José dos Campos, v14, e0122, 2022, p.1 – 10. https://doi.org/10.1590/jatm.v14.1238p1

Мітіков Ю.О. Генераторне наддування баку з РГ-1 ракето-носія // Східно-європейський журнал передових технологій, 2012, №4/8 (58), С. 6 – 9.