GNL para LRE
El combustible de un quemador de cocina es muy eficaz para misil motores
El mundo espacial y espacial en una encrucijada: las tendencias globales requieren un menor costo y aumentan la seguridad ambiental de los servicios espaciales. Los diseñadores tienen que inventar nuevos motores de cohetes de propulsión líquida (LRE) en combustibles amigables con el medio ambiente, reemplazando el costoso hidrógeno líquido extremadamente intensivo en energía por gas natural licuado barato (LNG) con un contenido de metano de 90 - 98 por ciento. Este combustible combinado con oxígeno líquido le permite crear nuevos motores de alto rendimiento y bajo costo con el máximo uso de los elementos existentes de diseño, materiales, tecnología y reserva de producción.
El GNL no es venenoso, cuando se quema en oxígeno, se forman vapor de agua y dióxido de carbono. A diferencia del queroseno, que es ampliamente utilizado en la tecnología de cohetes, los estrechos de GNL se evaporan rápidamente sin dañar el medio ambiente.
Primeras pruebas
La temperatura de ignición del gas natural con aire y el límite inferior de su concentración explosiva es más alta que la del hidrógeno y el vapor de queroseno, por lo tanto, en el área de bajas concentraciones, en comparación con otros combustibles de hidrocarburos, es menos explosiva.
En general, el funcionamiento del GNL como combustible para cohetes no requiere medidas adicionales de prevención de incendios y explosiones que no se hayan aplicado anteriormente.
La densidad de GNL es seis veces más alta que el hidrógeno líquido, pero dos veces más baja que el queroseno. Una menor densidad conduce a un aumento correspondiente en el tamaño del tanque de GNL en comparación con un tanque de queroseno. Sin embargo, dados los altos índices de costo del oxidante y el combustible (aproximadamente 3,5 a 1 para el combustible líquido de oxígeno (LN) + LNG y 2,7 a 1 para LCD y combustible de queroseno), la cantidad total de combustible, LCD + LNG, solo aumenta por ciento en 20. Teniendo en cuenta el efecto del endurecimiento criogénico del material, así como la posibilidad de combinar la parte inferior de los tanques, la ponderación de LCD y LNG de los tanques de combustible será relativamente pequeña.
Y finalmente, la producción y el transporte de GNL se han dominado durante mucho tiempo.
La oficina de diseño de ingeniería química (Khimmash Design Bureau) nombrada en honor a A. Isaev en Korolyov, cerca de Moscú, comenzó a trabajar (según resultó, se extendió durante años debido a la escasa financiación) en el desarrollo del combustible "LCD + LNG" en 1994, cuando el diseño - se realizaron estudios de diseño y se tomó la decisión de crear un nuevo motor utilizando el diseño esquemático base del motor de oxígeno-hidrógeno existente 1 7,5 tf, operado con éxito como parte de la etapa superior (Etapa superior criogénica) 12KRB del vehículo de lanzamiento indio GSLV MkI (Geos vehículo de lanzamiento por satélite síncrono).
En 1996, se llevaron a cabo pruebas de fuego autónomas del generador de gas en la pantalla LCD y el gas natural como componentes del combustible, con el objetivo de verificar principalmente los modos de inicio y funcionamiento estables. esquemas
En agosto-septiembre de 1997, se llevó a cabo una prueba química del bloque de dirección del motor KVD 1 (también usando gas natural en lugar de hidrógeno) en KB Himmash, en el que la cámara se desvió en dos planos en un ángulo de ± 39,5 grados (empuje - 200 kgf, presión en la cámara (40 kg / cm2), accesorios de arranque y parada, sistema de encendido pirotécnico y accionamientos eléctricos: una unidad de dirección regular KVD1 aprobó seis arranques con un tiempo de operación total de más de 450 segundos y una presión de la cámara en el 42. Los resultados de la prueba confirmaron la posibilidad de crear una cámara de tamaño pequeño utilizando gas natural como refrigerador.
En agosto, el 1997 del año, Khimmash Design Bureau comenzó a realizar pruebas de un motor de tamaño completo de un circuito cerrado con una masa de vehículo 7,5 en el combustible de LCD + LNG. La base para la fabricación fue el motor KVD1 modificado de un circuito cerrado con posquemadura del gas reductor que genera gas y enfriando la cámara con combustible.
Se modificó la bomba de oxidación estándar KVD1: el diámetro del impulsor de la bomba se incrementa para proporcionar la proporción necesaria de la presión del oxidante y la bomba de combustible. También se realizó el ajuste de los ajustes hidráulicos de las líneas del motor para asegurar la relación calculada de los componentes.
El uso de un motor prototipo que previamente pasó una serie de pruebas de incendio con combustible "LCD + hidrógeno líquido" aseguró una reducción máxima en los costos de investigación.
Las pruebas en frío permitieron determinar el método de preparación del motor y el soporte para el trabajo contra incendios en términos de proporcionar los parámetros de LNG requeridos en tanques de banco, enfriar el oxidante y las líneas de combustible a temperaturas que aseguren un funcionamiento confiable de las bombas durante el período de arranque y un arranque estable y constante del motor.
La primera prueba de fuego del motor se realizó en 22 el mes de agosto de 1997 en el stand de la empresa, que hoy se denomina Centro Científico y de Pruebas de la Industria de Cohetes y Espacios (SIC RCP). En la práctica de Khimmash Design Bureau, estas pruebas fueron la primera experiencia de usar LNG como combustible de un motor de circuito completo de tamaño completo.
La tarea de la prueba fue obtener un resultado exitoso al reducir los parámetros y facilitar las condiciones de operación del motor.
El control de la salida de modo y la operación de modo se llevaron a cabo utilizando reguladores de empuje y la relación de los costos de los componentes de combustible utilizando los algoritmos KVD de 1, teniendo en cuenta la influencia mutua de los canales de control.
El programa del primer circuito cerrado de prueba de fuego del motor fue completamente implementado. El motor ha funcionado a la hora especificada, no hubo comentarios sobre la condición de la parte material.
Los resultados de las pruebas confirmaron la posibilidad fundamental de utilizar el motor de oxígeno-hidrógeno de GNL en los agregados como combustible.
Un montón de gas - no coque
Se continuaron las pruebas adicionales para estudiar más a fondo los procesos asociados con el uso de GNL, probar el funcionamiento de las unidades del motor en condiciones de uso más amplias y optimizar las soluciones de diseño.
En total, cinco pruebas de incendio de dos motores KVD 1997, adaptados para el uso de combustible LCD + LNG, con una duración de 2005 a 1 segundos, el contenido de metano en LNG de 17 a 60 por ciento, pasó de 89,3 a 99,5.
En general, los resultados de estas pruebas permitieron determinar los principios básicos del desarrollo del motor y sus unidades utilizando el combustible “LCD + LNG” y pasar a la siguiente etapa de investigación en 2006, que incluye el desarrollo, la fabricación y las pruebas del motor С5.86. La cámara de combustión, el generador de gas, el conjunto de la turbobomba y los órganos reguladores de este último están construidos de forma estructural y paramétrica específicamente para el funcionamiento con el combustible "LC + LNG".
Por 2009, se realizaron dos pruebas de incendio de los motores С5.86 con una duración de 68 y 60 segundos con contenido de metano en LNG 97,9 y 97,7 por ciento.
Se obtuvieron resultados positivos en el lanzamiento y apagado del motor de cohete, la operación en modos de propulsión en estado estable y la proporción de componentes de combustible (de acuerdo con las acciones de control). Pero una de las tareas principales - la verificación experimental de la ausencia de acumulación de fase sólida en la ruta de enfriamiento de la cámara (coque) y en la ruta del gas (hollín) con inclusiones suficientemente largas - no se pudo realizar debido a la cantidad limitada de tanques de LNG de banco (el tiempo máximo de activación fue de 68 segundos ). Por lo tanto, en 2010, se tomó la decisión de modernizar un banco de pruebas para realizar pruebas de incendio con una duración de al menos 1000 segundos.
Como un nuevo lugar de trabajo, el stand SEC RCP se usó para probar el LPRE de oxígeno-hidrógeno, que tiene capacidades del volumen correspondiente. En la preparación para la prueba se tuvo en cuenta la experiencia significativa obtenida previamente durante las siete pruebas de incendio. Durante el período comprendido entre junio y septiembre, 2010, sistemas de bancos de hidrógeno líquido fueron refinados para el uso de GNL, se instaló el motor С5.86 No. 2 en el stand, se realizaron inspecciones exhaustivas de los sistemas de medición, control, protección de emergencia, control de la relación de consumo de combustible y presión en la cámara de combustión.
El repostaje de contenedores de banco con combustible se llevó a cabo desde el tanque de transporte del tanque (volumen - 56,4 м3 con el repostaje de 16 т) con la ayuda de un bloque de repostaje de GNL, que incluye un intercambiador de calor, filtros, válvulas de cierre, instrumentos de medición. Después de que se completó el llenado de los tanques, las líneas de banco para suministrar los componentes de combustible al motor se enfriaron y se llenaron.
El motor arrancó y funcionó bien. Los cambios de modo ocurrieron de acuerdo con los efectos del sistema de control. Con 1100 segundos, la temperatura del gas generador de gas aumentó constantemente, como resultado de lo cual se decidió detener el motor. El cierre tuvo lugar en el comando en 1160 segundo sin comentarios. El motivo del aumento de la temperatura fue la fuga que se produjo durante la prueba del colector de escape de la cámara de enfriamiento de la cámara de combustión, una grieta en la soldadura de la conexión tecnológica obstruida instalada en el colector.
El análisis de los resultados de la prueba de fuego permitió concluir:
-en el proceso de operación, los parámetros del motor se mantuvieron estables en los modos con varias combinaciones de la relación de los costos de los componentes del combustible (2,42 a 1 - 3,03 a 1) y empuje (6311 - 7340 kgf);
- confirmó la ausencia de formaciones en fase sólida en la ruta del gas y la ausencia de depósitos de coque en la ruta del líquido del motor;
- se obtuvieron los datos experimentales necesarios para aclarar el método para calcular el enfriamiento de la cámara de combustión cuando se usa GNL como enfriador;
- se investigó la dinámica de la salida de la trayectoria de enfriamiento de la cámara de combustión al régimen térmico de estado estable;
- confirmó la corrección de las soluciones técnicas para garantizar el lanzamiento, control, regulación y otras cosas, teniendo en cuenta las características del GNL;
El 5.86 desarrollado por С7,5 se puede usar (solo o en combinación) como un motor de crucero en propulsores prometedores y etapas superiores de los vehículos de lanzamiento;
Los resultados positivos de las pruebas de incendio confirmaron la posibilidad de realizar más experimentos para crear un motor en el combustible "LCD + LNG".
En la siguiente prueba de fuego en 2011, el motor se encendió dos veces. Antes del primer apagado, el motor funcionó durante 162 segundos. En el segundo inicio, que se llevó a cabo para confirmar la ausencia de formaciones de una fase sólida en la ruta del gas y los depósitos de coque en la ruta del líquido, se logró una duración récord del funcionamiento del motor de esta dimensión con un solo encendido - 2007 segundos, y se confirmó el potencial de estrangulamiento. La prueba se terminó en el desarrollo de componentes de combustible. El tiempo total de operación de esta instancia del motor fue 3389 segundos (cuatro arranques). La detección de fallas realizada confirmó la ausencia de formaciones sólidas y de coque en las rutas del motor.
El complejo de trabajo teórico y experimental con С5.86 No. 2 confirmó:
- la posibilidad fundamental de crear el motor de las dimensiones requeridas en el par de componentes de combustible "LCD + LNG" con el posquemado del gas generador regenerativo, asegurando el mantenimiento de un rendimiento estable y la ausencia práctica de la fase sólida en las trayectorias de gas y los depósitos de coque en las trayectorias de líquido del motor;
-la posibilidad de arranque múltiple y parada del motor;
-la posibilidad de funcionamiento continuo del motor;
-la corrección de las decisiones técnicas adoptadas para asegurar el lanzamiento múltiple, el control, la regulación, teniendo en cuenta las características del GNL y la protección de emergencia;
-la capacidad del stand de la SEC RCP para realizar pruebas a largo plazo.
Junto con SIC RCP, se desarrolló la tecnología de transporte, reabastecimiento y termostatización de grandes masas de GNL y se desarrollaron soluciones tecnológicas prácticamente aplicables al procedimiento para reabastecer de combustible los productos de vuelo.
GNL - El camino a los vuelos reutilizables.
Debido al hecho de que los componentes y ensamblajes del motor de demostración C5.86 No. 2 no se optimizaron debido a la limitada financiación, la cantidad de tareas no se resolvió por completo, incluyendo:
refinamiento de las propiedades termofísicas del GNL como enfriador;
Obtención de datos adicionales para verificar la convergencia de las características de las unidades principales en la simulación de agua y trabajar en GNL.
verificación experimental de la posible influencia de la composición del gas natural en las características de los principales agregados, incluidos los recorridos de enfriamiento de la cámara de combustión y el generador de gas;
determinación de las características de la LRE en una gama más amplia de cambios en los modos de operación y parámetros básicos para inclusiones tanto únicas como múltiples;
Optimización de procesos dinámicos en el arranque.
Para resolver estos problemas, Khimmash Design Bureau fabricó el motor actualizado С5.86А No. 2А, cuya unidad de turbopump se equipó por primera vez con una turbina de arranque, mejorada con la turbina principal y una bomba de combustible. La ruta de enfriamiento de la cámara de combustión se ha mejorado y la aguja del acelerador de la relación de combustible se ha rediseñado.
La prueba de fuego del motor se llevó a cabo en 13 el 2013 de septiembre del año (contenido de metano en LNG - 94,6%). El programa de prueba incluyó tres inclusiones con una duración total de 1500 segundos (1300 + 100 + 100). El motor fue arrancado y operado normalmente, sin embargo, en 532 segundo, el sistema de protección de emergencia formó un comando de apagado de emergencia. La causa del accidente fue la entrada de una partícula de metal extraña en la parte de flujo de la bomba de oxidación.
A pesar del accidente, С5.86А № XNUMHA trabajó durante mucho tiempo. Por primera vez, el motor se lanzó para su uso como parte de una etapa de cohete que requiere múltiples arranques de acuerdo con el esquema implementado utilizando un acumulador de presión recargable a bordo. Se obtuvo un modo de operación estable para un modo dado de acuerdo con la carga y la relación máxima de costos de componentes de combustible implementados anteriormente. Se determinan las posibles reservas para forzar el empuje y aumentar la relación de costo de los componentes del combustible.
Ahora Khimmash Design Bureau está completando la producción de una nueva instancia de C5.86 para probar el máximo recurso posible en términos de tiempo de operación y número de inclusiones. Debería convertirse en el prototipo de un motor real con combustible "LCD + LNG", que dará una nueva calidad a las etapas superiores de los vehículos de lanzamiento y dará vida a los sistemas de transporte reutilizables. Con su ayuda, el espacio estará disponible no solo para investigadores e inventores, sino, quizás, solo para viajeros.
El mundo espacial y espacial en una encrucijada: las tendencias globales requieren un menor costo y aumentan la seguridad ambiental de los servicios espaciales. Los diseñadores tienen que inventar nuevos motores de cohetes de propulsión líquida (LRE) en combustibles amigables con el medio ambiente, reemplazando el costoso hidrógeno líquido extremadamente intensivo en energía por gas natural licuado barato (LNG) con un contenido de metano de 90 - 98 por ciento. Este combustible combinado con oxígeno líquido le permite crear nuevos motores de alto rendimiento y bajo costo con el máximo uso de los elementos existentes de diseño, materiales, tecnología y reserva de producción.
El GNL no es venenoso, cuando se quema en oxígeno, se forman vapor de agua y dióxido de carbono. A diferencia del queroseno, que es ampliamente utilizado en la tecnología de cohetes, los estrechos de GNL se evaporan rápidamente sin dañar el medio ambiente.
Primeras pruebas
La temperatura de ignición del gas natural con aire y el límite inferior de su concentración explosiva es más alta que la del hidrógeno y el vapor de queroseno, por lo tanto, en el área de bajas concentraciones, en comparación con otros combustibles de hidrocarburos, es menos explosiva.
En general, el funcionamiento del GNL como combustible para cohetes no requiere medidas adicionales de prevención de incendios y explosiones que no se hayan aplicado anteriormente.
La densidad de GNL es seis veces más alta que el hidrógeno líquido, pero dos veces más baja que el queroseno. Una menor densidad conduce a un aumento correspondiente en el tamaño del tanque de GNL en comparación con un tanque de queroseno. Sin embargo, dados los altos índices de costo del oxidante y el combustible (aproximadamente 3,5 a 1 para el combustible líquido de oxígeno (LN) + LNG y 2,7 a 1 para LCD y combustible de queroseno), la cantidad total de combustible, LCD + LNG, solo aumenta por ciento en 20. Teniendo en cuenta el efecto del endurecimiento criogénico del material, así como la posibilidad de combinar la parte inferior de los tanques, la ponderación de LCD y LNG de los tanques de combustible será relativamente pequeña.
Y finalmente, la producción y el transporte de GNL se han dominado durante mucho tiempo.
La oficina de diseño de ingeniería química (Khimmash Design Bureau) nombrada en honor a A. Isaev en Korolyov, cerca de Moscú, comenzó a trabajar (según resultó, se extendió durante años debido a la escasa financiación) en el desarrollo del combustible "LCD + LNG" en 1994, cuando el diseño - se realizaron estudios de diseño y se tomó la decisión de crear un nuevo motor utilizando el diseño esquemático base del motor de oxígeno-hidrógeno existente 1 7,5 tf, operado con éxito como parte de la etapa superior (Etapa superior criogénica) 12KRB del vehículo de lanzamiento indio GSLV MkI (Geos vehículo de lanzamiento por satélite síncrono).
En 1996, se llevaron a cabo pruebas de fuego autónomas del generador de gas en la pantalla LCD y el gas natural como componentes del combustible, con el objetivo de verificar principalmente los modos de inicio y funcionamiento estables. esquemas
En agosto-septiembre de 1997, se llevó a cabo una prueba química del bloque de dirección del motor KVD 1 (también usando gas natural en lugar de hidrógeno) en KB Himmash, en el que la cámara se desvió en dos planos en un ángulo de ± 39,5 grados (empuje - 200 kgf, presión en la cámara (40 kg / cm2), accesorios de arranque y parada, sistema de encendido pirotécnico y accionamientos eléctricos: una unidad de dirección regular KVD1 aprobó seis arranques con un tiempo de operación total de más de 450 segundos y una presión de la cámara en el 42. Los resultados de la prueba confirmaron la posibilidad de crear una cámara de tamaño pequeño utilizando gas natural como refrigerador.
En agosto, el 1997 del año, Khimmash Design Bureau comenzó a realizar pruebas de un motor de tamaño completo de un circuito cerrado con una masa de vehículo 7,5 en el combustible de LCD + LNG. La base para la fabricación fue el motor KVD1 modificado de un circuito cerrado con posquemadura del gas reductor que genera gas y enfriando la cámara con combustible.
Se modificó la bomba de oxidación estándar KVD1: el diámetro del impulsor de la bomba se incrementa para proporcionar la proporción necesaria de la presión del oxidante y la bomba de combustible. También se realizó el ajuste de los ajustes hidráulicos de las líneas del motor para asegurar la relación calculada de los componentes.
El uso de un motor prototipo que previamente pasó una serie de pruebas de incendio con combustible "LCD + hidrógeno líquido" aseguró una reducción máxima en los costos de investigación.
Las pruebas en frío permitieron determinar el método de preparación del motor y el soporte para el trabajo contra incendios en términos de proporcionar los parámetros de LNG requeridos en tanques de banco, enfriar el oxidante y las líneas de combustible a temperaturas que aseguren un funcionamiento confiable de las bombas durante el período de arranque y un arranque estable y constante del motor.
La primera prueba de fuego del motor se realizó en 22 el mes de agosto de 1997 en el stand de la empresa, que hoy se denomina Centro Científico y de Pruebas de la Industria de Cohetes y Espacios (SIC RCP). En la práctica de Khimmash Design Bureau, estas pruebas fueron la primera experiencia de usar LNG como combustible de un motor de circuito completo de tamaño completo.
La tarea de la prueba fue obtener un resultado exitoso al reducir los parámetros y facilitar las condiciones de operación del motor.
El control de la salida de modo y la operación de modo se llevaron a cabo utilizando reguladores de empuje y la relación de los costos de los componentes de combustible utilizando los algoritmos KVD de 1, teniendo en cuenta la influencia mutua de los canales de control.
El programa del primer circuito cerrado de prueba de fuego del motor fue completamente implementado. El motor ha funcionado a la hora especificada, no hubo comentarios sobre la condición de la parte material.
Los resultados de las pruebas confirmaron la posibilidad fundamental de utilizar el motor de oxígeno-hidrógeno de GNL en los agregados como combustible.
Un montón de gas - no coque
Se continuaron las pruebas adicionales para estudiar más a fondo los procesos asociados con el uso de GNL, probar el funcionamiento de las unidades del motor en condiciones de uso más amplias y optimizar las soluciones de diseño.
En total, cinco pruebas de incendio de dos motores KVD 1997, adaptados para el uso de combustible LCD + LNG, con una duración de 2005 a 1 segundos, el contenido de metano en LNG de 17 a 60 por ciento, pasó de 89,3 a 99,5.
En general, los resultados de estas pruebas permitieron determinar los principios básicos del desarrollo del motor y sus unidades utilizando el combustible “LCD + LNG” y pasar a la siguiente etapa de investigación en 2006, que incluye el desarrollo, la fabricación y las pruebas del motor С5.86. La cámara de combustión, el generador de gas, el conjunto de la turbobomba y los órganos reguladores de este último están construidos de forma estructural y paramétrica específicamente para el funcionamiento con el combustible "LC + LNG".
Por 2009, se realizaron dos pruebas de incendio de los motores С5.86 con una duración de 68 y 60 segundos con contenido de metano en LNG 97,9 y 97,7 por ciento.
Se obtuvieron resultados positivos en el lanzamiento y apagado del motor de cohete, la operación en modos de propulsión en estado estable y la proporción de componentes de combustible (de acuerdo con las acciones de control). Pero una de las tareas principales - la verificación experimental de la ausencia de acumulación de fase sólida en la ruta de enfriamiento de la cámara (coque) y en la ruta del gas (hollín) con inclusiones suficientemente largas - no se pudo realizar debido a la cantidad limitada de tanques de LNG de banco (el tiempo máximo de activación fue de 68 segundos ). Por lo tanto, en 2010, se tomó la decisión de modernizar un banco de pruebas para realizar pruebas de incendio con una duración de al menos 1000 segundos.
Como un nuevo lugar de trabajo, el stand SEC RCP se usó para probar el LPRE de oxígeno-hidrógeno, que tiene capacidades del volumen correspondiente. En la preparación para la prueba se tuvo en cuenta la experiencia significativa obtenida previamente durante las siete pruebas de incendio. Durante el período comprendido entre junio y septiembre, 2010, sistemas de bancos de hidrógeno líquido fueron refinados para el uso de GNL, se instaló el motor С5.86 No. 2 en el stand, se realizaron inspecciones exhaustivas de los sistemas de medición, control, protección de emergencia, control de la relación de consumo de combustible y presión en la cámara de combustión.
El repostaje de contenedores de banco con combustible se llevó a cabo desde el tanque de transporte del tanque (volumen - 56,4 м3 con el repostaje de 16 т) con la ayuda de un bloque de repostaje de GNL, que incluye un intercambiador de calor, filtros, válvulas de cierre, instrumentos de medición. Después de que se completó el llenado de los tanques, las líneas de banco para suministrar los componentes de combustible al motor se enfriaron y se llenaron.
El motor arrancó y funcionó bien. Los cambios de modo ocurrieron de acuerdo con los efectos del sistema de control. Con 1100 segundos, la temperatura del gas generador de gas aumentó constantemente, como resultado de lo cual se decidió detener el motor. El cierre tuvo lugar en el comando en 1160 segundo sin comentarios. El motivo del aumento de la temperatura fue la fuga que se produjo durante la prueba del colector de escape de la cámara de enfriamiento de la cámara de combustión, una grieta en la soldadura de la conexión tecnológica obstruida instalada en el colector.
El análisis de los resultados de la prueba de fuego permitió concluir:
-en el proceso de operación, los parámetros del motor se mantuvieron estables en los modos con varias combinaciones de la relación de los costos de los componentes del combustible (2,42 a 1 - 3,03 a 1) y empuje (6311 - 7340 kgf);
- confirmó la ausencia de formaciones en fase sólida en la ruta del gas y la ausencia de depósitos de coque en la ruta del líquido del motor;
- se obtuvieron los datos experimentales necesarios para aclarar el método para calcular el enfriamiento de la cámara de combustión cuando se usa GNL como enfriador;
- se investigó la dinámica de la salida de la trayectoria de enfriamiento de la cámara de combustión al régimen térmico de estado estable;
- confirmó la corrección de las soluciones técnicas para garantizar el lanzamiento, control, regulación y otras cosas, teniendo en cuenta las características del GNL;
El 5.86 desarrollado por С7,5 se puede usar (solo o en combinación) como un motor de crucero en propulsores prometedores y etapas superiores de los vehículos de lanzamiento;
Los resultados positivos de las pruebas de incendio confirmaron la posibilidad de realizar más experimentos para crear un motor en el combustible "LCD + LNG".
En la siguiente prueba de fuego en 2011, el motor se encendió dos veces. Antes del primer apagado, el motor funcionó durante 162 segundos. En el segundo inicio, que se llevó a cabo para confirmar la ausencia de formaciones de una fase sólida en la ruta del gas y los depósitos de coque en la ruta del líquido, se logró una duración récord del funcionamiento del motor de esta dimensión con un solo encendido - 2007 segundos, y se confirmó el potencial de estrangulamiento. La prueba se terminó en el desarrollo de componentes de combustible. El tiempo total de operación de esta instancia del motor fue 3389 segundos (cuatro arranques). La detección de fallas realizada confirmó la ausencia de formaciones sólidas y de coque en las rutas del motor.
El complejo de trabajo teórico y experimental con С5.86 No. 2 confirmó:
- la posibilidad fundamental de crear el motor de las dimensiones requeridas en el par de componentes de combustible "LCD + LNG" con el posquemado del gas generador regenerativo, asegurando el mantenimiento de un rendimiento estable y la ausencia práctica de la fase sólida en las trayectorias de gas y los depósitos de coque en las trayectorias de líquido del motor;
-la posibilidad de arranque múltiple y parada del motor;
-la posibilidad de funcionamiento continuo del motor;
-la corrección de las decisiones técnicas adoptadas para asegurar el lanzamiento múltiple, el control, la regulación, teniendo en cuenta las características del GNL y la protección de emergencia;
-la capacidad del stand de la SEC RCP para realizar pruebas a largo plazo.
Junto con SIC RCP, se desarrolló la tecnología de transporte, reabastecimiento y termostatización de grandes masas de GNL y se desarrollaron soluciones tecnológicas prácticamente aplicables al procedimiento para reabastecer de combustible los productos de vuelo.
GNL - El camino a los vuelos reutilizables.
Debido al hecho de que los componentes y ensamblajes del motor de demostración C5.86 No. 2 no se optimizaron debido a la limitada financiación, la cantidad de tareas no se resolvió por completo, incluyendo:
refinamiento de las propiedades termofísicas del GNL como enfriador;
Obtención de datos adicionales para verificar la convergencia de las características de las unidades principales en la simulación de agua y trabajar en GNL.
verificación experimental de la posible influencia de la composición del gas natural en las características de los principales agregados, incluidos los recorridos de enfriamiento de la cámara de combustión y el generador de gas;
determinación de las características de la LRE en una gama más amplia de cambios en los modos de operación y parámetros básicos para inclusiones tanto únicas como múltiples;
Optimización de procesos dinámicos en el arranque.
Para resolver estos problemas, Khimmash Design Bureau fabricó el motor actualizado С5.86А No. 2А, cuya unidad de turbopump se equipó por primera vez con una turbina de arranque, mejorada con la turbina principal y una bomba de combustible. La ruta de enfriamiento de la cámara de combustión se ha mejorado y la aguja del acelerador de la relación de combustible se ha rediseñado.
La prueba de fuego del motor se llevó a cabo en 13 el 2013 de septiembre del año (contenido de metano en LNG - 94,6%). El programa de prueba incluyó tres inclusiones con una duración total de 1500 segundos (1300 + 100 + 100). El motor fue arrancado y operado normalmente, sin embargo, en 532 segundo, el sistema de protección de emergencia formó un comando de apagado de emergencia. La causa del accidente fue la entrada de una partícula de metal extraña en la parte de flujo de la bomba de oxidación.
A pesar del accidente, С5.86А № XNUMHA trabajó durante mucho tiempo. Por primera vez, el motor se lanzó para su uso como parte de una etapa de cohete que requiere múltiples arranques de acuerdo con el esquema implementado utilizando un acumulador de presión recargable a bordo. Se obtuvo un modo de operación estable para un modo dado de acuerdo con la carga y la relación máxima de costos de componentes de combustible implementados anteriormente. Se determinan las posibles reservas para forzar el empuje y aumentar la relación de costo de los componentes del combustible.
Ahora Khimmash Design Bureau está completando la producción de una nueva instancia de C5.86 para probar el máximo recurso posible en términos de tiempo de operación y número de inclusiones. Debería convertirse en el prototipo de un motor real con combustible "LCD + LNG", que dará una nueva calidad a las etapas superiores de los vehículos de lanzamiento y dará vida a los sistemas de transporte reutilizables. Con su ayuda, el espacio estará disponible no solo para investigadores e inventores, sino, quizás, solo para viajeros.
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