Использование гелия в жидкостных ракетных двигателях

Использование гелия в жидкостных ракетных двигателях

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2017 7

Особенностью такой схемы охлаждения камеры сгорания двига-

теля является наличие в его составе дополнительного агрегата

(например, турбокомпрессора, турбодетандера), обеспечивающего

циркуляцию промежуточного охладителя в тракте камеры сгорания,

а также высокоэффективного компактного теплообменника, в кото-

ром теплота, отведенная от камеры сгорания промежуточным охла-

дителем, сбрасывается в криогенный компонент, подаваемый в

камеру (рисунок). В кислородно-углеводородных ЖРД таким компо-

нентом служит жидкий кислород. В системе охлаждения с промежу-

точным охладителем необходимо предусматривать предварительный

запуск циркуляции охладителя по замкнутому контуру. Все это ведет

к некоторому усложнению конструкции двигателя.

Принципиальная пневмогидросхема гелиевого контура

охлаждения жидкостного ракетного двигателя:

— камера двигателя;

— турбодетандер;

— теплообменник

Тем не менее применение высокоэффективных охладителей для

охлаждения камеры сгорания двигателей оправданно, так как дает

существенное повышение энергетических характеристик ЖРД.

Согласно проведенному анализу, наиболее перспективен в каче-

стве охладителя газообразный гелий высокого давления. Ближайшими

его «конкурентами» как промежуточного охладителя камеры сгорания

являются газообразный водород и метан, но они обладают существен-

ными недостатками, что делает их использование в ЖРД маловероят-

ным. Что же касается гелия, то специальной системы хранения этого

газа в сжатом состоянии для охлаждения камеры сгорания не требует-