Цапфа; 4— коллектор; 5—патрубок с фланцем

Наибольшее распространение в практике фирм США, Англии и Фран­ции получил метод изготовления стенок из профилированных стальных или алюминиевых трубок (см. рис.30, в), хотя применяется и метод, указанный на рис.30, б.

Рубашка 2 изготовляется из высокопрочных материалов — стали, ти­тана. Она может быть выполнена сплошной по всему контуру стенки или в ви­де отдельных колец, что определяется расчетом на прочность камеры ЖРД при условии минимального веса конструкции. В некоторых конструкциях рубашка изготовляется намоткой стальной ленты или приволоки с последующей пай­кой. Применяются также рубашки из стекловолокна, пропитанного пласт­массой.

Цапфы 3 воспринимают силу тяги камеры и привариваются к усилен­ной части рубашки камеры ЖРД. Чтобы избежать больших деформаций гибких трубопроводов при поворотах качающихся камер, горючее и окислитель можно подводить через осевые сверления в цапфах.

Коллектор 4 служит для равномерного распределения охлаждающей жидкости по каналам стенки камеры. Он выполняется из листового металла и приваривается или припаивается к рубашке. Жидкость подводится через один, два или более патрубков с приваренными фланцами 5 для соединения с трубо­проводами, идущими от ТНА.

Неохлаждаемая часть сопла испытывает сравнительно небольшое внутреннее давление и изготовляется из тонколистового материала (стали, тагана). Для защиты от высокой температуры применяются различные покрытия, наносимые электроосаждением, плазменным распылением, диффу­зионным и другими способами.

Особенности проведения прочностного расчёта камер ЖРД

1) Камера двигателя является, как правило, двустенной, скрепленной
связями, оболочкой, находящейся под силовым и температурным воздействием.

При работе ЖРД температуры наружной и внутренней оболочек раз­личны и переменны как вдоль оболочки, так и по ее толщине. В наиболее тяже­лых температурных условиях работает внутренняя оболочка. Средняя темпера­тура ее много выше, чем у наружной оболочки и, кроме того, значительно из­меняется температура по толщине ее (тем больше, чем больше тепловой поток через стенку и чем меньше теплопроводность стенки). При таких температур­ных условиях работы в стенках возникают большие температурные напряжения и ухудшаются механические свойства материала. Ввиду этого при прочностных расчетах камеры ЖРД необходимо учитывать температуру и не­равномерность ее по толщине внутренней оболочки, а также изменение меха­нических свойств материала при повышении температуры.

2) Разность между давлением в охлаждающем тракте и статистическим
давлением в камере, а также температура внутренней стенки переменны по
длине камеры двигателя.

Вследствие этого прочностные расчеты внутренней оболочки необхо­димо проводить минимум для двух сечений: сечения наибольшей разности давлений и сечения наибольшей температуры внутренней оболочки.

3) Проведение расчетов камеры двигателя на прочность по допускаемым напряжениям не всегда приемлемо. Дело в том, что одни только темпера­турные напряжения в стенках камеры могут значительно превосходить предел
упругости, так что материал камеры двигателя работает в области пластических деформаций при одновременном силовом и температурном воздействии.

Поэтому основным критерием пригодности камеры ЖРД целесообраз­но считать не значения возникающих напряжений, а величину деформаций как оболочки в целом, так и ее элементов.

4) Прочностные расчеты камеры ЖРД имеют характер проверочного расчета.

Все основные размеры оболочек, способы скреплений, а также нагруз­ки на оболочку и температуры ее определяются в первую очередь условиями надежности системы охлаждения и обеспечения заданной тяги двигателя и лишь затем - условиями прочности.

Если какие-либо элементы камеры не удовлетворяют условиям проч­ности, мы не можем изменять их размеры без введения существенных поправок в расчет охлаждения или тепловой расчет камеры. Так, например, мы не можем увеличить толщину стенки внутренней оболочки, так как при этом резко изме­нятся условия охлаждения.

Билет №2

1. Классификация ЖРД

2. Требования, предъявляемые к камере ЖРД, материалы (6.4), формы (6.5).

Классификация ракетных двигателей (РД)

На представлена классификация ракетных двигателей.

Если в качестве первичного источника энергии используется хими­ческая реакция, то такой двигатель называется химическим.

Термическим РД называется двигатель, у которого энергия первич­ного источника преобразуется в тепло, а затем в кинетическую энергию ис­текающей струи. Химические РД являются термическими.