Применение топлива «кислород + метан» в жидкостных ракетных двигателях

Авторы: Брегвадзе Д.Т., Габидулин О.В., Гуркин А.А., Заболотько И.А.
Опубликовано в выпуске: #12(17)/2017
DOI: 10.18698/2541-8009-2017-12-205
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Ключевые слова: жидкостные ракетные двигатели, жидкий метан, перспективное ракетное горючее, охлаждение ЖРД, коэффициент избытка окислителя
Опубликовано: 29.11.2017

Исследована возможность использования топливной пары «жидкий кислород — жидкий метан» в двигательных установках с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Проведено сравнение метана и керосина как ракетных горючих, приведены физико-химические и эксплуатационные свойства метана, позволяющие утверждать его перспективность в качестве горючего для ЖРД. Выполнен обзор создаваемых в настоящее время метановых ЖРД. Как одна из основных рассмотрена задача комплексного охлаждения в целях полноценного внедрения топлива «кислород — метан». В рамках решения задачи внутреннего охлаждения получена зависимость коэффициента избытка окислителя от расхода форсунок двигателя, решения задачи наружного охлаждения — зависимость функции теплофизических параметров, определяющей величину конвективных тепловых потоков от газа в стенку двигателя, от коэффициента избытка окислителя и температуры горячей стенки. Проведен анализ полученных результатов, которые, в частности, позволяют определить необходимое соотношение метана и кислорода в пристеночном слое с точки зрения охлаждения ЖРД.

Литература

[1] Кузин А.И., Рачук В.С., Коротеев А.С., Каторгин Б.И., Смирнов И.А., Вахниченко В.В., Лозин С.Н., Лехов П.А., Семенов А.И., Иевлев А.В., Ефимочкин А.Ф., Клепиков И.А., Лихванцев А.А., Петров В.И., Ромашкин А.М., Гусев Ю.Г., Яковлев А.Г. Обоснование выбора компонентов ракетного топлива для двигательных установок первой ступени многоразовой ракетно-космической системы. Авиакосмическая техника и технология, 2010, № 1, с. 19–55.

[2] СПГ для ЖРД. URL: http://www.vko.ru/oboronka/spg-dlya-zhrd (дата обращения 20.11.2016).

[3] РД0110МД, РД0162. Метановые проекты. Перспективные многоразовые ракеты-носители. URL: http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=11&prod=59 (дата обращения 20.11.2016).

[4] Метановые ЖРД НПО «Энергомаш» им. В.П. Глушко. URL: http://aviapanorama.su/1998/08/metanovye-zhrd-npo-energomash-im-v-p-glushko/ (дата обращения 20.11.2016).

[5] Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А., Курпатенков В.Д., Обельницкий А.М., Поляев В.М., Полуян Б.Я. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Кн. 1. Москва, Высшая школа, 1993, 383 с.

[6] Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Москва, Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005, 488 с.

[7] Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А., Курпатенков В.Д., Обельницкий А.М., Поляев В.М., Полуян Б.Я. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Кн. 2. Москва, Высшая школа, 1993, 368 с.