Сансрын хайгуулд манлайлахын төлөөх ЗХУ, АНУ-ын хоорондох өрсөлдөөн нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх хүчтэй түлхэц болсон юм.
1957 онд ЗСБНХУ-д С.П.Королевын удирдлаган дор R-7 ICBM-ийг бүтээж, шингэн түлшээр ажилладаг RD-107, RD-108 хөдөлгүүрүүдээр тоноглогдсон, тэр үед дэлхийн хамгийн хүчирхэг, дэвшилтэт хөдөлгүүрүүд байсан. В.П.Глушкогийн удирдлага. Энэхүү пуужинг дэлхийн анхны хиймэл дагуул, анхны сансрын хөлөг, гариг хоорондын датчикийн тээвэрлэгч болгон ашиглаж байжээ.
1969 онд АНУ-д анхны Аполло цуврал сансрын хөлөг хөөргөсөн бөгөөд эхний шат нь 5 F-1 хөдөлгүүрээр тоноглогдсон Санчир гариг 5 зөөгч пуужингаар сар руу нисэх замд хөөргөсөн. F-1 нь 1976 онд ЗХУ-ын Энергомаш дизайны товчооны бүтээсэн дөрвөн камертай RD-170 хөдөлгүүрээс бага хүч чадалтай, нэг камертай шингэн түлшний хөдөлгүүрүүдээс хамгийн хүчирхэг нь юм.
Одоогийн байдлаар бүх улс орны сансрын хөтөлбөрүүд нь шингэн пуужингийн хөдөлгүүрийг ашиглахад суурилж байна.
Хэрэглэх хүрээ, давуу болон сул талууд
Каторгин, Борис Иванович, Оросын Шинжлэх Ухааны Академийн академич, NPO Energomash-ийн дарга асан
Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй шингэн түлшний пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайн ба ажиллах зарчим
Цагаан будаа. 1 Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй пуужингийн хөдөлгүүрийн схем
1 - исэлдүүлэгч шугам
2 - түлшний шугам
3 - исэлдүүлэгч насос
4 - түлшний насос
5 - турбин
6 - хийн генератор
7 - хийн генераторын хавхлага (исэлдүүлэгч)
8 - хийн генераторын хавхлага (түлш)
9 - үндсэн исэлдүүлэгч хавхлага
10 - түлшний гол хавхлага
11 - турбины яндан
12 - холигч толгой
13 - шатаах камер
14 - цорго
Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайны маш олон янзын схемүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийн үйл ажиллагааны үндсэн зарчим ижил байдаг. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн дизайн, үйл ажиллагааны зарчмыг хамгийн түгээмэл, загвар нь сонгодог болсон шахуургатай түлшээр хангадаг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хөдөлгүүрийн жишээг авч үзье. Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн бусад төрлийн хөдөлгүүрүүд (гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бусад) нь авч үзэж буй хувилбаруудын хялбаршуулсан хувилбарууд бөгөөд тэдгээрийг тайлбарлахдаа хялбаршуулсан хувилбаруудыг зааж өгөхөд хангалттай байх болно.
Зураг дээр. 1-т шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн төхөөрөмжийг бүдүүвчээр үзүүлэв.
Түлшний систем
Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн түлшний систем нь шаталтын камерт түлш нийлүүлэхэд ашигладаг бүх элементүүд - түлшний сав, дамжуулах хоолой, турбо насосны нэгж(TNA) - нэг тэнхлэгт суурилуулсан шахуурга, турбин, форсункийн толгой, түлшний хангамжийг зохицуулах хавхлагуудаас бүрдэх нэгж.
Шахуургын тэжээлтүлш нь хөдөлгүүрийн камерт хэдэн арван атмосферээс 250 атм хүртэл өндөр даралтыг бий болгох боломжийг олгодог (LPRE 11D520 RN "Zenit"). Өндөр даралт нь ажлын шингэний илүү их тэлэлт өгдөг бөгөөд энэ нь өндөр тодорхой импульс хүрэх урьдчилсан нөхцөл юм. Үүнээс гадна шаталтын камерт өндөр даралттай байх үед илүү сайн утгыг олж авдаг хүч ба жингийн харьцаахөдөлгүүр - түлхэлтийн хэмжээг хөдөлгүүрийн жинд харьцуулсан харьцаа. Хэрхэн илүү үнэ цэнэЭнэ үзүүлэлт нь хөдөлгүүрийн хэмжээ, жин бага байх тусам (ижил хэмжээний түлхэлттэй), түүний төгс төгөлдөр байдлын зэрэг өндөр байх болно. Шахуургын системийн давуу тал нь ялангуяа өндөр хүч чадалтай шингэн хөдөлгүүрт, жишээлбэл, хөөргөх тээврийн хэрэгслийн хөдөлгөх системд мэдэгдэхүйц юм.
1-р зурагт TNA турбины яндангийн хий нь хушууны толгойгоор дамжин түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (11) хамт шаталтын камерт ордог. Ийм хөдөлгүүрийг хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг хаалттай гогцоо(өөрөөр бол хаалттай мөчлөгтэй), түлшний урсгал, түүний дотор TPU хөтөчид ашиглагддаг шингэн түлш пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камераар дамждаг. Ийм хөдөлгүүрийн турбины гаралтын даралт нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камерынхаас өндөр байх ёстой бөгөөд турбиныг тэжээж буй хийн генератор (6) руу ороход бүр ч өндөр байх ёстой. Эдгээр шаардлагыг хангахын тулд шингэн түлшний хөдөлгүүр өөрөө ажилладаг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (өндөр даралтын дор) турбиныг жолоодоход ашигладаг (бүрдэл хэсгүүдийн өөр харьцаатай, ихэвчлэн турбин дээрх дулааны ачааллыг багасгахын тулд илүүдэл түлшээр ажилладаг).
Хаалттай гогцооны өөр хувилбар бол нээлттэй гогцоо, үүнд турбины яндан шууд үүсдэг орчингаралтын хоолойгоор дамжуулан. Нээлттэй циклийг хэрэгжүүлэх нь техникийн хувьд илүү хялбар байдаг, учир нь турбины ажиллагаа нь шингэн түлшний хөдөлгүүрийн камерын ажиллагаатай холбоогүй бөгөөд энэ тохиолдолд TPU нь ерөнхийдөө өөрийн бие даасан түлшний системтэй байж болох бөгөөд энэ нь түлшний ажиллагааг хялбаршуулдаг. бүх хөдөлгүүрийн системийг эхлүүлэх. Гэхдээ хаалттай циклийн системүүд нь тодорхой импульсийн утгатай байдаг бөгөөд энэ нь дизайнеруудыг хэрэгжүүлэхэд тулгарч буй техникийн бэрхшээлийг даван туулахад хүргэдэг, ялангуяа энэ үзүүлэлтэд өндөр шаардлага тавьдаг том хөөргөх тээврийн хэрэгслийн хөдөлгүүрүүдэд.
Зураг дээрх диаграммд. 1 нэг шахуургын шахуурга нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийг шахдаг бөгөөд энэ нь эд ангиуд нь харьцуулж болох нягттай тохиолдолд зөвшөөрөгддөг. Түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг ихэнх шингэний хувьд нягт нь 1 ± 0.5 г/см³-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь хоёр шахуургад нэг турбо хөтөч ашиглах боломжийг олгодог. Үл хамаарах зүйл бол шингэн устөрөгч бөгөөд 20 ° К температурт 0.071 г / см³ нягттай байдаг. Ийм хөнгөн шингэн нь огт өөр шинж чанартай шахуурга, түүний дотор маш их зүйлийг шаарддаг илүү өндөр хурдэргэлт. Тиймээс устөрөгчийг түлш болгон ашиглах тохиолдолд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрт бие даасан түлшний шахуургыг өгдөг.
Хөдөлгүүрийн хүч багатай (тиймээс түлш бага зарцуулдаг) турбо насосны хэсэг нь хэт "хүнд" элемент болж, хөдөлгүүрийн системийн жингийн шинж чанарыг улам дордуулдаг. Шахуургын түлшний системийн өөр хувилбар бол дарангуйлагч, Шатаах камерт түлш нийлүүлэх нь шахсан хий, ихэвчлэн азотоор үүсгэгддэг түлшний савны даралтаар хангадаг бөгөөд энэ нь шатамхай биш, хоргүй, исэлддэггүй, үйлдвэрлэхэд харьцангуй хямд байдаг. Бусад хий нь шингэн устөрөгчийн температурт өтгөрч, шингэн болж хувирдаг тул гелийг шингэн устөрөгчтэй савыг дарахад ашигладаг.
Зураг дээрх диаграмаас нүүлгэн шилжүүлэх түлшний хангамжийн систем бүхий хөдөлгүүрийн ажиллагааг авч үзэхдээ. 1-д TNA-г оруулаагүй бөгөөд түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг савнаас шингэн түлшний хөдөлгүүрийн (9) ба (10) үндсэн хавхлагууд руу шууд нийлүүлдэг. Эерэг шилжилтийн үед түлшний савны даралт нь шатаах камертай харьцуулахад өндөр байх ёстой бөгөөд танк нь насосны түлшний системээс илүү хүчтэй (мөн хүнд) байх ёстой. Практикт нүүлгэн шилжүүлэлттэй түлшний хөдөлгүүрийн шаталтын камер дахь даралтыг 10-15 хэмээр хязгаарладаг. Ихэвчлэн ийм хөдөлгүүрүүд харьцангуй бага хүч чадалтай байдаг (10 тонн дотор). Нүүлгэн шилжүүлэх системийн давуу тал нь дизайны энгийн байдал, хөдөлгүүрийн эхлүүлэх командын хариу урвалын хурд, ялангуяа өөрөө шатдаг түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглах тохиолдолд юм. Ийм хөдөлгүүрийг маневр хийхэд ашигладаг сансрын хөлөгВ Гадаад орон зай. Нүүлгэн шилжүүлэх системийг Аполло сарны сансрын хөлгийн бүх гурван хөдөлгүүрийн системд ашигласан - үйлчилгээ (хүч 9760 кг), буух (хүч 4760 кг), хөөрөх (хөдөлгөөн 1950 кг).
Цоргоны толгой- тэдгээрийн суурилуулсан нэгж форсунк, түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шатаах камерт шахах зориулалттай. Инжекторуудад тавигдах гол шаардлага бол камерт орохдоо бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хамгийн хурдан бөгөөд сайтар холих явдал юм, учир нь тэдгээрийн гал асаах, шатаах хурд нь үүнээс хамаардаг.
Жишээлбэл, F-1 хөдөлгүүрийн хушууны толгойгоор секунд тутамд 1.8 тонн шингэн хүчилтөрөгч, 0.9 тонн керосин шаталтын камерт ордог. Энэ түлш, түүний шаталтын бүтээгдэхүүний хэсэг тус бүрийн камерт байх хугацааг миллисекундээр тооцдог. Энэ хугацаанд түлшийг аль болох бүрэн шатаах хэрэгтэй, учир нь шатаагүй түлш нь түлхэлт, тодорхой импульс алдагдана гэсэн үг юм. Энэ асуудлыг шийдэхэд хэд хэдэн арга хэмжээ авч болно:
- Нэг хошуугаар дамжин өнгөрөх урсгалын хурдыг пропорциональ багасгах замаар толгойн цоргоны тоог хамгийн их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх. (Хөдөлгүүрийн форсункийн толгой нь 2600 хүчилтөрөгчийн форсунк, 3700 керосин форсунк агуулдаг).
- Толгойн цоргоны тусгай геометр ба түлш, исэлдүүлэгч хушууг солих дараалал.
- Цоргоны сувгийн тусгай хэлбэр, үүнээс болж шингэн нь сувгаар дамжих үед эргэлт үүсдэг бөгөөд энэ нь камерт орох үед төвөөс зугтах хүчээр хажуу тийшээ тархдаг.
Хөргөлтийн систем
Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийн шаталтын камерт явагдаж буй үйл явц хурдацтай явагддаг тул камерт үүссэн нийт дулааны зөвхөн өчүүхэн хэсэг (хувийн хэсэг) нь хөдөлгүүрийн бүтцэд шилждэг. өндөр шаталтын температур (заримдаа 3000 ° К-ээс дээш), их хэмжээний дулаан ялгардаг, тэр ч байтугай багахан хэсэг нь хөдөлгүүрийг дулаанаар устгахад хангалттай байдаг тул шингэн түлшний хөдөлгүүрийг хөргөх асуудал маш чухал юм.
Шахуургатай түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн хувьд шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камерын ханыг хөргөх хоёр аргыг голчлон ашигладаг. нөхөн сэргээх хөргөлтТэгээд хананы давхарга, ихэвчлэн хамт хэрэглэгддэг. Ихэнхдээ эерэг шилжилттэй түлшний систем бүхий жижиг хөдөлгүүрт ашиглагддаг. арилгаххөргөх арга.
Сэргээх хөргөлтЭнэ нь шаталтын камерын хана ба цоргоны дээд, хамгийн халсан хэсэгт нэг аргаар (заримдаа "хөргөх хүрэм" гэж нэрлэдэг) хөндий үүсдэг бөгөөд үүгээр түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэг нь ( ихэвчлэн түлш) холих толгой руу орохоос өмнө өнгөрч, ингэснээр тасалгааны ханыг хөргөнө. Хөргөх бүрэлдэхүүн хэсэгт шингэсэн дулааныг хөргөлтийн шингэний хамт камерт буцааж өгдөг бөгөөд энэ нь системийн "нөхөн төлжих" нэрийг зөвтгөдөг.
Хөргөх хүрэм бүтээхийн тулд янз бүрийн технологийн аргуудыг боловсруулсан. Жишээлбэл, V-2 пуужингийн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн камер нь бие биенийхээ хэлбэрийг давтдаг дотоод болон гадаад хоёр ган бүрхүүлээс бүрдсэн байв. Хөргөх бүрэлдэхүүн хэсэг (этанол) нь эдгээр бүрхүүлийн хоорондох цоорхойгоор дамждаг. Цоорхойн зузаан дахь технологийн хазайлтын улмаас шингэний жигд бус урсгал үүсч, улмаар эдгээр бүсэд ихэвчлэн "шатдаг" дотоод бүрхүүлийн хэт халалтын бүсүүд үүсч, гамшгийн үр дагаварт хүргэдэг.
Орчин үеийн хөдөлгүүрт камерын хананы дотоод хэсэг нь өндөр дулаан дамжуулалттай хүрэл хайлшаар хийгдсэн байдаг. Нарийн нимгэн ханатай суваг нь тээрэмдэх (15D520 RN 11K77 Zenit, RN 11K25 Energia), эсвэл хүчиллэг сийлбэр (SSME Space Shuttle) замаар үүсдэг. Гаднаас нь харахад энэ бүтэц нь тасалгааны дотоод даралтын хүчийг шингээдэг ган эсвэл титанаар хийсэн даацын хуудасны бүрхүүлд нягт ороосон байдаг. Хөргөх бүрэлдэхүүн хэсэг нь сувгаар дамжин эргэлддэг. Заримдаа хөргөх хүрэм нь нимгэн дулаан дамжуулагч хоолойноос угсарч, битүүмжлэхийн тулд хүрэл хайлшаар битүүмжилдэг боловч ийм танхимууд нь бага даралтанд зориулагдсан байдаг.
Ханын давхарга(хязгаарын давхарга, америкчууд мөн "хөшиг" гэсэн нэр томъёог ашигладаг) нь шаталтын камер дахь хийн давхарга бөгөөд камерын хананд ойрхон байрладаг бөгөөд гол төлөв түлшний уураас бүрддэг. Ийм давхаргыг зохион байгуулахын тулд холих толгойн захын дагуу зөвхөн түлшний хушууг суурилуулсан. Илүүдэл түлш, исэлдүүлэгч дутагдалтай тул хананы ойролцоох давхарга дахь химийн шаталтын урвал нь камерын төв бүсээс хамаагүй бага эрчимтэй явагддаг. Үүний үр дүнд хананы давхаргын температур нь камерын төв бүсийн температураас хамаагүй бага бөгөөд энэ нь хамгийн халуун шаталтын бүтээгдэхүүнтэй шууд харьцахаас тасалгааны ханыг тусгаарладаг. Заримдаа үүнээс гадна тасалгааны хажуугийн хананд хушуу суурилуулж, түлшний хэсгийг хөргөх хүрэмнээс шууд тасалгаа руу гаргаж, ханын давхаргыг бий болгох зорилготой.
Пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх
Шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь хариуцлагатай ажил бөгөөд түүнийг гүйцэтгэх явцад онцгой нөхцөл байдал үүссэн тохиолдолд ноцтой үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.
Хэрэв түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өөрөө шатдаг, өөрөөр хэлбэл оруулах химийн урвалбие биетэйгээ харьцах үед шатах (жишээ нь гептил/азотын хүчил), шаталтын процессыг эхлүүлэх нь асуудал үүсгэдэггүй. Гэхдээ бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тийм биш тохиолдолд гадны гал асаагч шаардлагатай бөгөөд түүний үйл ажиллагаа нь шаталтын камерт түлшний эд ангиудыг нийлүүлэхтэй яг тохирч байх ёстой. Шатагдаагүй түлшний хольц нь асар их хор хөнөөлтэй тэсрэх бодис бөгөөд түүний танхимд хуримтлагдах нь ноцтой осолд аюул учруулдаг.
Түлшний шаталтын дараа түүний шаталтын тасралтгүй үйл явц нь өөрөө явагддаг: шаталтын камерт шинээр орж ирж буй түлш нь өмнө нь оруулсан хэсгүүдийг шатаах явцад үүссэн өндөр температурын улмаас гал авалцдаг.
Шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүрийг асаах үед шаталтын камерт түлшийг анх удаа асаахын тулд янз бүрийн аргыг ашигладаг.
- Хөдөлгүүрийг асаах үйл явцын эхэнд нэмэлт түлшний тусгай, нэмэлт хушуугаар дамжуулан камерт оруулдаг өөрөө шатдаг эд ангиудыг ашиглах (ихэвчлэн фосфор агуулсан түлшинд суурилсан, хүчилтөрөгчтэй харьцахдаа өөрөө шатдаг). систем, шаталт эхэлсний дараа үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлүүлдэг. Нэмэлт түлшний систем байгаа нь хөдөлгүүрийн дизайныг төвөгтэй болгодог боловч хэд хэдэн удаа дахин асаах боломжийг олгодог.
- Холигч толгойн ойролцоо шатах камерт байрлах цахилгаан гал асаагч нь асаалттай үед цахилгаан нум эсвэл хэд хэдэн оч ялгаруулдаг. өндөр хүчдэлийн. Энэхүү гал асаагч нь нэг удаагийнх юм. Түлшийг асаахад шатдаг.
- Пиротехникийн гал асаагч. Холигч толгойн ойролцоо жижиг пиротехникийн шаталтын бөмбөгийг камерт байрлуулсан бөгөөд энэ нь цахилгаан гал хамгаалагчаар асдаг.
Хөдөлгүүрийг автоматаар асаах нь гал асаагчийн үйл ажиллагаа болон түлшний нийлүүлэлтийг цаг хугацаанд нь зохицуулдаг.
Шахуургын түлшний систем бүхий том хэмжээний шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийг хөөргөх нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ: эхлээд насос ажиллаж, хурдасдаг (энэ үйл явц нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэж болно), дараа нь шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн гол хавхлагуудыг эргүүлнэ. дээр, ихэвчлэн хоёр ба түүнээс дээш үе шаттайгаар, шат дамжлага хүртэл аажмаар нэмэгддэг.
Харьцангуй жижиг хөдөлгүүрүүдийн хувьд пуужингийн хөдөлгүүрийг "их буу" гэж нэрлэдэг 100% хүчээр нэн даруй эхлүүлэх дасгал хийдэг.
LRE автомат удирдлагын систем
Орчин үеийн шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүр нь нэлээд төвөгтэй автоматжуулалтаар тоноглогдсон бөгөөд дараахь ажлуудыг гүйцэтгэх ёстой.
- Хөдөлгүүрийг аюулгүй асааж, үндсэн горимд оруулна.
- Тогтвортой үйл ажиллагааны нөхцлийг хадгалах.
- Нислэгийн хөтөлбөр эсвэл тушаалын дагуу түлхэлтийн өөрчлөлт гадаад системүүдудирдлага.
- Пуужин өгөгдсөн тойрог замд (траектор) хүрэх үед хөдөлгүүрийг унтраах.
- Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэглээний харьцааг зохицуулах.
Систем автомат удирдлагаХөдөлгүүрийн систем нь түлшний системийн янз бүрийн цэгүүд дэх даралт ба урсгал мэдрэгчийг агуулдаг гүйцэтгэх байгууллагуудэнэ нь шингэн түлшний хөдөлгүүрийн гол хавхлагууд ба турбины хяналтын хавхлагууд юм (1-р зурагт - 7, 8, 9, 10-р байрлалууд).
Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сонголт нь шингэн түлшний хөдөлгүүрийг зохион бүтээхэд хамгийн чухал шийдвэрүүдийн нэг бөгөөд хөдөлгүүрийн дизайны олон нарийн ширийн зүйлийг урьдчилан тодорхойлдог. техникийн шийдлүүд. Тиймээс шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрийн түлшийг сонгохдоо хөдөлгүүрийн зорилго, түүнийг суурилуулсан пуужин, тэдгээрийн ашиглалтын нөхцөл, үйлдвэрлэлийн технологи, хадгалах, хөөргөх талбай руу тээвэрлэх зэргийг иж бүрэн харгалзан үздэг. , гэх мэт.
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хослолыг тодорхойлдог хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг юм тодорхой импульс, ялангуяа байна чухалсансрын хөлөгт хөөргөх төхөөрөмжийг зохион бүтээхдээ түлшний жин ба даацын харьцаа, улмаар бүх пуужингийн хэмжээ, массын харьцаа (Циолковскийн томъёог үзнэ үү), хэрэв тодорхой импульс хангалттай өндөр биш бол ийм байж болно. бодит бус, үүнээс ихээхэн шалтгаална. Шингэн түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зарим хослолын үндсэн шинж чанарыг хүснэгт 1-д үзүүлэв.
Хүснэгт 1.| Исэлдүүлэгч | Шатахуун | Дундаж нягтрал түлш, г/см³ |
Өрөөний температур шаталт, ° К |
Тодорхой хүчингүй болно импульс, с |
|---|---|---|---|---|
| Хүчилтөрөгч | Устөрөгч | 0,3155 | 3250 | 428 |
| Керосин | 1,036 | 3755 | 335 | |
| 0,9915 | 3670 | 344 | ||
| Гидразин | 1,0715 | 3446 | 346 | |
| Аммиак | 0,8393 | 3070 | 323 | |
| Дианитроген тетроксид | Керосин | 1,269 | 3516 | 309 |
| Тэгш хэмт бус диметилгидразин | 1,185 | 3469 | 318 | |
| Гидразин | 1,228 | 3287 | 322 | |
| Фтор | Устөрөгч | 0,621 | 4707 | 449 |
| Гидразин | 1,314 | 4775 | 402 | |
| Пентаборан | 1,199 | 4807 | 361 |
Нэг бүрэлдэхүүн хэсэг нь бас байдаг тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд, шахсан хүйтэн хий дээр ажилладаг (жишээлбэл, агаар эсвэл азот). Ийм хөдөлгүүрийг хийн тийрэлтэт хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг бөгөөд хавхлага, цоргоноос бүрдэнэ. Хийн тийрэлтэт хөдөлгүүрийг яндангийн тийрэлтэт дулааны болон химийн нөлөөлөл нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй тохиолдолд ашигладаг бөгөөд гол шаардлага нь дизайны энгийн байдал юм. Эдгээр шаардлагыг жишээлбэл, сансрын нисгэгчдийг хөдөлгөх, маневрлах зориулалттай бие даасан төхөөрөмж (UPMK) хангасан байх ёстой, үүргэвчиндээ үүргэвчиндээ байрлуулж, гадаа ажиллах үед хөдөлгөөн хийх зориулалттай. сансрын хөлөг. UPMK нь шахагдсан азотын хоёр цилиндрээс ажилладаг бөгөөд энэ нь цахилгаан хавхлагаар дамжуулан 16 хөдөлгүүрээс бүрдэх хөдөлгүүрийн системд нийлүүлдэг.
Гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй пуужингийн хөдөлгүүр
1970-аад оны эхэн үеэс ЗСБНХУ, АНУ нь устөрөгчийг түлш болгон ашиглах үед өндөр хувийн импульс, илүү дундаж түлшний нягт (тиймээс түлшний хэмжээ, жин бага) хослуулах гурван хөдөлгүүртэй хөдөлгүүрийн тухай ойлголтыг судалж ирсэн. танк), нүүрсустөрөгчийн түлшний шинж чанар. Ийм хөдөлгүүрийг асаах үед хүчилтөрөгч, керосин дээр ажилладаг бөгөөд өндөрт шингэн хүчилтөрөгч, устөрөгчийг ашиглахад шилжинэ. Энэ арга нь нэг үе шаттай сансрын хөөргөх төхөөрөмжийг бий болгох боломжтой болгож магадгүй юм. Гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хөдөлгүүрийн Оросын жишээ бол MAKS дахин ашиглах боломжтой тээвэр, сансрын системд зориулж бүтээсэн RD-701 шингэн хөдөлгүүртэй пуужингийн хөдөлгүүр юм.
Хоёр түлшийг нэгэн зэрэг ашиглах боломжтой - жишээлбэл, устөрөгч-бериллий-хүчилтөрөгч ба устөрөгч-литий-фтор (бериллий ба литийг шатааж, устөрөгчийг ихэвчлэн ажлын шингэн болгон ашигладаг) нь тодорхой импульсийн утгыг авах боломжтой болгодог. 550-560 секундын зайд, гэхдээ техникийн хувьд маш хэцүү бөгөөд практикт хэзээ ч ашиглаж байгаагүй.
Пуужингийн удирдлага
Шингэн пуужинд хөдөлгүүр нь ихэвчлэн түлхэц үүсгэх үндсэн үүргээс гадна нислэгийн удирдлагын үүрэг гүйцэтгэдэг. Анхны удирддаг баллистик пуужин V-2-ийг хушууны захын дагуу хөдөлгүүрийн тийрэлтэт урсгалд байрлуулсан 4 графит хийн динамик жолоо ашиглан удирдаж байжээ. Эдгээр жолоодлого нь хазайснаар тийрэлтэт урсгалын хэсгийг хазайсан бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн түлхэлтийн векторын чиглэлийг өөрчилж, пуужингийн массын төвтэй харьцуулахад хүчний моментийг үүсгэсэн бөгөөд энэ нь удирдлагын үйлдэл байв. Энэ арга нь хөдөлгүүрийн хүчийг ихээхэн бууруулдаг, үүнээс гадна тийрэлтэт урсгал дахь бал чулуун жолоодлого нь хүчтэй элэгдэлд өртдөг бөгөөд ашиглалтын хугацаа маш богино байдаг.
IN орчин үеийн системүүдпуужингийн удирдлагыг ашигладаг PTZ камеруудХавсаргасан шингэн пуужингийн хөдөлгүүрүүд даацын элементүүдкамерыг нэг эсвэл хоёр хавтгайд эргүүлэх боломжийг олгодог нугас ашиглан пуужингийн их бие. Түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг уян хатан дамжуулах хоолой - хөөрөг ашиглан камерт нийлүүлдэг. Камер нь пуужингийн тэнхлэгтэй параллель тэнхлэгээс хазайх үед камерын түлхэлт нь шаардлагатай хяналтын эргэлтийг үүсгэдэг. Камеруудыг гидравлик эсвэл пневматик жолоодлогын машинууд эргүүлж, пуужингийн удирдлагын системээр үүсгэсэн командуудыг гүйцэтгэдэг.
Дотоодын сансрын пуужингийн Союз хөлөгт (өгүүллийн гарчиг дээрх зургийг үзнэ үү) хөдөлгүүрийн системийн 20 үндсэн, суурин камераас гадна 12 эргэдэг (тус бүр өөрийн гэсэн хавтгайд), жижиг хяналтын камерууд байдаг. Удирдах камерууд нь үндсэн хөдөлгүүрүүдтэй нийтлэг түлшний системийг хуваалцдаг.
Санчир-5 пуужингийн 11 хөдөлгөгч хөдөлгүүрээс (бүх үе шат) ес нь (төв 1 ба 2-р шатнаас бусад) эргэдэг бөгөөд тус бүр нь хоёр хавтгайд байрладаг. Үндсэн хөдөлгүүрийг удирдлага болгон ашиглах үед камерын эргэлтийн хүрээ нь ±5 ° -аас ихгүй байна: үндсэн камерын өндөр хүч, хойд хэсэгт байрладаг, өөрөөр хэлбэл төвөөс нэлээд зайтай байдаг. пуужингийн масс, тэр ч байтугай камерын бага зэрэг хазайлт нь ихээхэн хяналтыг бий болгодог
Dearman компани эрдэмтэд, удирдах ажилтнуудтай хамтран аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдмөн криоген тоног төхөөрөмжийн мэргэжилтнүүд шингэрүүлсэн хий ашиглан технологи боловсруулах чиглэлээр мэргэшсэн. Энэхүү судалгааны гол ололт нь шингэн азот буюу шингэн агаарыг өргөжүүлэн байгаль орчинд ээлтэй хүйтэн, механик энерги үйлдвэрлэдэг шинэхэн поршений хөдөлгүүр болох Dearman хөдөлгүүр юм.
Азот нь шингэн төлөвөөс хийн дүүргэгч төлөвт шилжихэд энэ хий 710 дахин нэмэгддэг. Эзлэхүүний энэ өсөлт нь хөдөлгүүрийн бүлүүрийг жолоодоход ашиглагддаг. Dearman хөдөлгүүрүүд нь уурын хөдөлгүүртэй адил ажилладаг өндөр даралт, гэхдээ шингэн азотын бага буцалгах цэгт. Энэ нь хаягдал дулаан болон орчны агаарын температурыг хоёуланг нь дулааны эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглаж, уламжлалт түлшний хэрэгцээг арилгана гэсэн үг юм.
Dearman хөдөлгүүрүүдийн өвөрмөц онцлог нь ус ба гликолын холимогийг хөргөлтийн бодис болгон ашиглах явдал юм. Энэ хөргөлтийн шингэнийг хэт хөргөсөн азоттой холих үед шингэн нь бараг изотермоор өргөжиж, хөдөлгүүрийн үр ашгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.
Dearman хөдөлгүүр ажиллаж байхдаа азотын исэл (NOx), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) болон тоосонцор ялгаруулдаггүй зөвхөн агаар эсвэл азотыг ялгаруулдаг гэдгийг анхаарах нь чухал.
Dearman технологи нь нүүрстөрөгч багатай бусад технологиос олон давуу талтай.
- Хөрөнгийн зардал бага ба тусгаарлагдсан нүүрстөрөгч - Дирман хөдөлгүүрүүд нь хөдөлгүүрийн үйлдвэрлэлийн салбарт түгээмэл хэрэглэгддэг технологийг ашиглан нийтлэг материалаар үйлдвэрлэгддэг.
- Хурдан дүүргэх - шингэн хий нь савны хооронд өндөр хурдтайгаар шилжиж болно. Орчин үеийн хийн үйлдвэрлэл нь минутанд 100 литр шингэн хий тээвэрлэх чадвартай системийг ашигладаг.
- Одоо байгаа дэд бүтцийн их хэмжээний - хийн үйлдвэрлэл нь дэлхийн шинж чанартай байдаг. Одоогийн байдлаар олон мянган Dearman хөдөлгүүрийг тэжээх чадвартай шингэн азотын үйлдвэрлэл хангалттай хөгжсөн байна.
- "Түлш" үйлдвэрлэх үйл явцын үр ашиг нь агаарыг шингэрүүлэх, зөвхөн агаар, цахилгаан шаарддаг удаан хугацааны туршид бий болсон процесс юм.
- Агаар шингэрүүлэх үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг маш уян хатан байдлаар ашиглаж болно - жишээлбэл, ажлын бус цагаар эсвэл хүчин чадал буурсан үед. Учир нь нэмэлт бууралтзардал, сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглаж болно.
Хэрхэн ажилладаг
Dearman хөдөлгүүр нь дараах байдлаар ажилладаг.
1. хөргөлтийн шингэнийг хөдөлгүүрийн цилиндрт шахаж, бараг бүх эзэлхүүнийг дүүргэдэг;
2. дараа нь криоген азотыг цилиндрт оруулдаг бөгөөд энэ нь дулааны солилцооны шингэнд хүрч, өргөжиж эхэлдэг;
3. хөргөлтийн шингэний дулааныг өргөтгөж буй хий шингээж, бараг изотермийн тэлэлт үүсгэдэг;
4. Поршений доош хөдөлж, яндангийн хавхлага нээгдэж, хий, шингэн хөргөлтийн хольц нь хөдөлгүүрээс гардаг;
5. Хөргөгчийг сэргээж, халааж, дахин ашигладаг бол азот буюу агаарыг агаар мандалд гаргадаг.
Орчин үеийн хүн төрөлхтний материаллаг амьдралын үндэс суурь бол газрын тос, байгалийн хийн алдартай эрдэс баялаг гэдгийг бид бүгд мэднэ. Ерөөлтэй нүүрсустөрөгч нь бидний амьдралын аль ч хэсэгт ямар нэгэн байдлаар байдаг бөгөөд ямар ч хүний санаанд хамгийн түрүүнд ирдэг зүйл бол түлш юм. Эдгээр нь янз бүрийн эрчим хүчний системд (машины хөдөлгүүрийг оруулаад) ашигладаг бензин, керосин, байгалийн хий юм.
Дэлхийн замд хэчнээн олон машин, агаарт байгаа онгоцнууд хөдөлгүүрт нь бензин, керосин шатаадаг вэ... Тэдний тоо асар их бөгөөд ус зайлуулах суваг руу нисч буй түлшний хэмжээ ч мөн адил асар их юм. тэр үед агаар мандлын хордлогод багагүй хувь нэмэр оруулахыг хичээдэг: -)). Гэсэн хэдий ч энэ үйл явц эцэс төгсгөлгүй биш юм. Дэлхийн түлшний арслангийн хувийг үйлдвэрлэдэг газрын тосны нөөц (байгалийн хийд аажмаар алдаж байгаа ч) хурдацтай буурч байна. Энэ нь байнга үнэтэй болж, хомсдол улам бүр нэмэгдсээр байна.
Энэ байдал дэлхий даяарх судлаач, эрдэмтдийг багагүй хугацаанд эрэл хайгуул хийхэд хүргэж байна. өөр эх сурвалжуудтүлш, түүний дотор агаарын тээврийн . Ийм үйл ажиллагааны чиглэлүүдийн нэг нь хөгжил байв нисэх онгоцкриоген түлш ашиглах.
Криоген гэдэг нь "хүйтэнгээс төрсөн" гэсэн утгатай бөгөөд энэ тохиолдолд түлш нь маш бага температурт хадгалагддаг шингэрүүлсэн хий юм. Энэ талаар хөгжүүлэгчдийн анхаарлыг татсан анхны хий бол устөрөгч юм. Энэ хий нь керосинээс гурав дахин их илчлэгтэй бөгөөд үүнээс гадна хөдөлгүүрт ашиглах үед агаар мандалд ус, маш бага хэмжээний азотын исэл ялгардаг. Энэ нь агаар мандалд хор хөнөөлгүй гэсэн үг юм.
Криоген түлш
ТУ-154В-2 онгоц
Өнгөрсөн зууны 80-аад оны дундуур А.Н.Туполевын дизайны товчоо шингэн устөрөгчийг түлш болгон ашиглаж эхэлсэн. Үүнийг NK-88 турбо тийрэлтэт хөдөлгүүр ашиглан цуврал TU-154B онгоцны үндсэн дээр боловсруулсан. Энэхүү хөдөлгүүрийг Хөдөлгүүрийн дизайны товчоонд бүтээсэн. Кузнецов (Самара) дахин Ту-154 NK-8-2-ийн цуваа хөдөлгүүр дээр суурилсан бөгөөд устөрөгч эсвэл устөрөгч дээр ажиллах зорилготой байв. Байгалийн хий. Энэ товчоонд 1968 оноос хойш шинэ сэдвүүдээр ажил хийгдэж байсныг хэлэх хэрэгтэй.
Криоген түлш
Нөгөө л Ту-155 онгоц агуулахад байгаа... Харамсалтай нь зэвүүн агуулах:-(
Криоген түлшээр ажилладаг шинэ онгоцыг ТУ-155 гэж нэрлэжээ. Гэсэн хэдий ч бүх зүйл тийм ч энгийн биш юм. Үнэн хэрэгтээ устөрөгч нь аюултай түлш юм. Энэ нь маш шатамхай, тэсрэх аюултай. Энэ нь онцгой нэвтрэх чадвартай бөгөөд зөвхөн шингэрүүлсэн төлөвт үнэмлэхүй тэгтэй (-273 хэм) маш бага температурт хадгалж, тээвэрлэх боломжтой. Устөрөгчийн эдгээр шинж чанарууд нь нэлээд том асуудал үүсгэдэг.
Тиймээс ТУ-155 нь одоо байгаа асуудлыг судалж, шийдвэрлэх нисдэг лаборатори байсан бөгөөд үндсэн онгоцыг бүтээх явцад эрс өөрчлөгдсөн. Зөв NK-8-2 хөдөлгүүрийн оронд шинэ криоген NK-88 суурилуулсан (нөгөө хоёр нь анхных хэвээр үлдсэн :-)). Их биений арын хэсэгт зорчигчийн тасалгааны оронд 20 шоо метр эзэлхүүнтэй шингэн устөрөгчийн криоген түлшний тусгай сав байрлуулсан байна. Цельсийн хасах 253 хэмээс доош температурт устөрөгчийг хадгалах боломжтой сайжруулсан дэлгэц-вакуум тусгаарлагчтай. Үүнийг пуужин дээрх шиг тусгай турбо насосоор хөдөлгүүрт нийлүүлсэн.
Криоген түлш
Хөдөлгүүр NK-88. Хөдөлгүүрийн дээд талд асар том турбо насосны төхөөрөмж харагдаж байна
Дэлбэрэх аюултай байсан тул тасалгаанаас гарах шаардлагатай болсон Шатахууны савоч гарах магадлалыг арилгахын тулд бараг бүх цахилгаан хэрэгслийг зайлуулж, бүх тасалгааг азот эсвэл агаараар байнга цэвэрлэдэг. Цахилгаан станцын нэгжүүдийг хянахын тулд гелий хяналтын тусгай системийг бий болгосон. Үүнээс гадна савнаас гарсан устөрөгчийн уурыг асаахаас зайлсхийхийн тулд хөдөлгүүрээс холдуулах шаардлагатай байв. Энэ зорилгоор ус зайлуулах системийг хийсэн. Онгоцонд түүний гулзайлт нь их биений арын хэсэгт (ялангуяа сэрвээ дээр) тод харагдаж байна.
Криоген түлш
TU-155-ийн байршлын диаграм. Цэнхэр - түлшний сав. Урд талын тасалгаанд туслах төхөөрөмж байдаг. Улаан - криоген хөдөлгүүр
Нийтдээ 30 гаруй нисэх онгоцны шинэ системийг бий болгож, хэрэгжүүлсэн. Ер нь их хэмжээний ажил хийгдсэн :-) . Гэхдээ тэдэнд түлш цэнэглэх, хадгалахад илүү төвөгтэй, газар дээр суурилсан төхөөрөмж хэрэгтэй байв. Тэр үед түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь шингэн устөрөгч байсан пуужин дээр Буран системийг хөгжүүлэх ажил эрчимтэй явагдаж байсан нь үнэн. Тиймээс бүх зүйлийг үйлдвэрийн суурьтай болгож, шатахууны хомсдолд орохгүй гэж үзэж байсан. Гэхдээ ийм систем дэх криоген түлш нь өртөгөөрөө "алтан" болдог гэдгийг хүн бүр ойлгодог гэж би бодож байна. Энэ нь ойрын ирээдүйд шингэн устөрөгчийг арилжааны зориулалтаар ашиглах боломжгүй гэсэн үг юм. Тиймээс тэр үед ч гэсэн өөр төрлийн криоген түлш болох шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG) руу шилжих бэлтгэл ажил хийгдэж байсан.
Гэсэн хэдий ч шингэн устөрөгч ашиглан ТУ-155 онгоцны анхны нислэг 1988 оны 4-р сарын 15-нд болсон. Үүнээс гадна ийм 4 нислэг үйлдсэн. Үүний дараа TU-155-ийг шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG) ашиглан нислэгт зориулж өөрчилсөн.
Устөрөгчтэй харьцуулахад энэ төрлийн түлш нь илүү хямд бөгөөд үүнээс гадна керосинээс хэд дахин хямд байдаг. Түүний илчлэг нь керосинтэй харьцуулахад 15% өндөр байдаг. Үүнээс гадна энэ нь агаар мандлыг бага зэрэг бохирдуулдаг бөгөөд устөрөгчөөс 100 градусаар илүү байдаг хасах 160 градусын температурт хадгалагдах боломжтой. Нэмж дурдахад, устөрөгчтэй харьцуулахад LNG галын аюул багатай хэвээр байгаа (мэдээжийн хэрэг ийм аюул байсаар байгаа) бөгөөд үүнийг аюулгүй нөхцөлд хадгалах хангалттай туршлага бий. Нисэх онгоцны буудлуудад хийн хангамжийг (LNG) зохион байгуулах нь ерөнхийдөө тийм ч хэцүү биш юм. Бараг бүх томоохон нисэх онгоцны буудалд хийн хоолой байдаг. Ер нь бол давуу тал хангалттай :-).
Шингэрүүлсэн байгалийн хийг криоген түлш болгон ашиглаж байсан ТУ-155 онгоцны анхны нислэг 1989 оны 1-р сард болсон. (Доорх видео энэ тухай өгүүлдэг.) Өөр 90 орчим ийм нислэг байсан. Тэд бүгд шатахууны хэрэглээ керосинтэй харьцуулахад бараг 15% -иар буурч, өөрөөр хэлбэл онгоц илүү хэмнэлттэй, ашигтай болж байгааг харуулсан.
Одоо хэтийн төлөвийн талаар бага зэрэг... 90-ээд оны сүүлээр Оросын байгалийн хийн нөөцийн гол менежер Газпром эхлээд ачаа тээвэрлэх, дараа нь бүхэлдээ тээвэр хийх боломжтой зорчигч тээврийн онгоц бүтээх санаачилга гаргажээ. LNG. Уг онгоцыг ТУ-156 гэж нэрлэсэн бөгөөд одоо байгаа ТУ-155 онгоцны үндсэн дээр бүтээгдсэн. Үүн дээр гурван шинэ NK-89 хөдөлгүүр суурилуулах ёстой байв. Эдгээр нь NK-88-тай төстэй турбофенүүд боловч хоёр бие даасан түлшний системтэй: нэг нь керосин, нөгөө нь криоген түлш (CNG) юм. Энэ нь хаа сайгүй хийгээр цэнэглэх боломж байдаггүй, шаардлагатай бол онгоц нэг эрчим хүчний системээс нөгөөд шилжих боломжтой гэсэн утгаараа тохиромжтой байв. Боловсруулсан технологийг ашиглан энэ нь ердөө таван минут шаардагдана. NK-89 нь турбины дараах орон зайд дулаан солилцууртай байсан бөгөөд шингэрүүлсэн хий нь хийн төлөвт шилжиж, дараа нь шаталтын камерт ордог.
Шатахууны савны тасалгаа, байршлыг өөрчлөхийн тулд өргөн хүрээтэй судалгаа, тооцооны ажлыг хийсэн. 2000 он гэхэд Самара нисэхийн үйлдвэр гурван ТУ-156 онгоц үйлдвэрлэж, гэрчилгээжүүлэх, туршилтын ажиллагааг эхлүүлэх ёстой байв. Гэвч... Харамсалтай нь үүнийг хийсэнгүй. Төлөвлөгөөг хэрэгжүүлэхэд тулгарч буй бэрхшээл нь зөвхөн санхүүгийн асуудал байв.
Дараа нь криоген түлш (LNG) ашиглан хэд хэдэн нисэх онгоцны төслийг боловсруулсан, жишээлбэл, керосин болон турбопроп хөдөлгүүртэй ТУ-136. шингэрүүлсэн хиймөн LNG-ээр ажилладаг турбо тийрэлтэт хөдөлгүүртэй өргөн их биетэй ТУ-206. Гэсэн хэдий ч одоогоор эдгээр бүх төслүүд зүгээр л төсөл хэвээр байна.
Криоген түлш
Ту-136 онгоцны загвар
Криоген түлш
Нисэх онгоцны загвар TU-206 (TU-204K)
Нисэхийн шинжлэх ухаан, технологийн энэ салбарт үйл явдал хэрхэн өрнөхийг цаг хугацаа харуулах болно. Одоогийн байдлаар криоген түлш ашиглан нисэх онгоц бүтээхэд объектив болон субъектив янз бүрийн нөхцөл байдал саад болж байна. Онгоцны тусгай системийг хөгжүүлэх, газрын дэд бүтцийг хөгжүүлэх, шатахуун тээвэрлэх, хадгалах системийг хөгжүүлэх чиглэлээр хийх ажил их байна. Гэхдээ энэ сэдэв маш ирээдүйтэй (мөн миний бодлоор маш сонирхолтой :-)). Асар их эрчим хүч, бараг шавхагдашгүй нөөцтэй устөрөгч нь ирээдүйн түлш юм. Үүнийг бид бүрэн итгэлтэйгээр хэлж чадна. Үүнд шилжих үе шат бол байгалийн хийн хэрэглээ юм.
Ирээдүйд хийх энэхүү шийдэмгий алхамыг яг Орост хийсэн. Үүнийг дахин хэлэхэд бахархаж байна :-). Манай ТУ-155-тай ижил төстэй нисэх онгоц дэлхийн хаана ч байгаагүй бөгөөд өнөөдрийг хүртэл байдаггүй. Америкийн нэрт нисэхийн инженер Карл Бреверийн "Оросууд дэлхийн анхны хиймэл дагуулыг ниссэнтэй дүйцэхүйц нисэхийн салбарт амжилт гаргалаа!"
Энэ бол туйлын үнэн! Би эдгээр зүйлс урсгалаар явахыг үнэхээр хүсч байна (мөн Оросууд үүнийг хийж чадна :-)), энэ урсгал тасралтгүй, манайд ихэвчлэн тохиолддог шиг огцом хөдөлдөггүй ...
Энэтхэгийн түүхэн дэх хамгийн чухал үйл явдал болсон сансрын хөтөлбөр: Хиймэл дагуулыг геосинхрон тойрог замд хөөргөх зориулалттай, бүхэлдээ Энэтхэгт үйлдвэрлэсэн криоген хөдөлгүүрийн анхны туршилтууд явагдлаа.
Энэтхэгийн Сансрын Судалгааны Байгууллага (IOSRO) Махендрагири (Энэтхэгийн өмнөд хэсэгт орших Тамил Наду муж) дахь тусгай төвд хийсэн туршилтаар хөдөлгүүр 15 секундын турш тогтвортой ажиллаж байгааг тэмдэглэв. Ийнхүү IOIC-ийн мэдэгдэлд дурдсанаар, бүхэл бүтэн даалгаврыг хэрэгжүүлэх эхний үе шат амжилттай дууссан: криоген хөдөлгүүрийг индианчууд бие даан бүтээж, туршиж үзсэн.
Асуудлын түүхийг эргэн сануулъя. 1993 оны 7-р сард Москва Вашингтонд дахин томоохон буулт хийж, дэлхийн өндөр болон маш өндөр тойрог замд пуужин хөөргөхөд шаардлагатай криоген сансрын хөдөлгүүрийг бий болгох технологийг Энэтхэгт шилжүүлэхээс татгалзаж байгаагаа баталжээ. Үүний зэрэгцээ Ельциний Орос улс хилийн чанад дахь түншийнхээ өмнө бөхийсөн төдийгүй эдийн засгийн үр өгөөжөө алдаж, олон улсын нэр хүндийг унагав. Түүгээр ч зогсохгүй 1991 оны хэлэлцээрийн дагуу Орос Делид хоёр криоген хөдөлгүүр нийлүүлэхээс гадна тэдгээрийг үйлдвэрлэх технологийг Энэтхэгчүүдэд шилжүүлэхээ амласан. Энэ нь 1993 оны 1-р сард Ерөнхийлөгч Ельцин Энэтхэгт хийсэн айлчлалын үеэр нотлогдож, зургаан сарын дараа Москвагийн үг тасарсан юм. Орос-Энэтхэгийн "зууны хэлэлцээр" тасалдсан.
Криоген (шингэн устөрөгч дээр суурилсан) сансрын хөдөлгүүр (байгаль орчинд ээлтэй, цэргийн хэрэгцээнд тохиромжгүй, учир нь пуужинг шингэн устөрөгчөөр цэнэглэх ажлыг маш болгоомжтой, удаан, удаан хугацаанд хийх ёстой) хамтын ажиллагаа нь ашигтай байсан нь тодорхой байна. Энэтхэг, Орос аль алинд нь хандсан боловч Вашингтоныг маш ихээр бухимдуулжээ. Энэ хэлэлцээрт АНУ Оросын байр суурийг эзлэхийг үнэхээр хүсч байсан нь нууц биш байсан ч бүтсэнгүй. Дараа нь Оросын дотоод улс төрийн амьдралын зарим таатай шинж чанаруудыг ашиглан АНУ Кремлийг ашигтай гэрээнээсээ татгалзахыг шууд утгаар нь тулгасан нь Энэтхэгт асар их дургүйцлийг төрүүлсэн.
Тухайн үеийн Энэтхэгийн сансрын хөтөлбөрийн тэргүүн У.Р. Рао "ноцтой цохилт өгсөн, одоо бид өөрсдийн хүчинд найдах ёстой" гэж онцолжээ. Мөн тэр үеийн Энэтхэгийн Ерөнхий сайд П.В. Нарасимха Рао хувийн ярианыхаа нэгэнд: "Хэрэв тийм бол Энэтхэг өөрөө хэдхэн жилийн дараа криоген хөдөлгүүр бүтээх болно, манай эрдэмтэд үүнд хүрэх болно;" Урьдчилсан таамаг биелэв.
Долоон жил өнгөрч, Энэтхэг улс Срихарикота дахь хөөргөх талбайгаас Энэтхэгийн пуужингууд сансарт хиймэл дагуул хөөргөх криоген хөдөлгүүрийг бүтээж, туршжээ.
Амжилттай болсон туршилт нь техникийн төдийгүй улс төрийн үүднээс ч гайхалтай. Нэгдүгээрт, энэ нь гуравдугаар сард Энэтхэгт айлчлах гэж буй АНУ-ын Ерөнхийлөгч Клинтонтой хийх хэлэлцээний өмнөхөн Дели хотын нэр хүндэд чухал ач холбогдолтой юм. Хоёрдугаарт, бүх насаар нь хорих ялаар шийтгүүлсэн Латвийн агаарын тээврийн Ан-26 нисгэгчдийн ихэнх нь Калькуттагийн шоронд байхдаа Оросын иргэншлийг хүлээн зөвшөөрсөн хүмүүст өршөөл үзүүлэх боломжтой болно. Делид албан ёсны айлчлал хийж буй дарга энэ хүсэлтээ Энэтхэгийн эрх баригчдад хандан тавьсан байна. Төрийн ДумГеннадий Селезнев. Удаан хүлээсэн айлчлалын өмнөхөн тохиолдвол өршөөл үзүүлэх боломжтой гэж орон нутгийн сэтгүүлчдийн хүрээлэлд үзэж байна. Оросын ерөнхийлөгчЭнэтхэг рүү.
Москвагийн ойролцоох Жуковскийн Громовын нэрэмжит Нислэгийн судалгааны хүрээлэнгийн нутаг дэвсгэр дээр Ту-155 онгоцонд бичээстэй онгоц байдаг. Энэхүү өвөрмөц машин нь криоген түлш ашиглан систем, хөдөлгүүрийг турших зориулалттай нисдэг лаборатори юм. Энэ чиглэлийн ажил 80-аад оны сүүлээр хийгдсэн. Ту-155 нь шингэн устөрөгч болон шингэрүүлсэн байгалийн хийг түлш болгон ашигладаг дэлхийн анхны нисэх онгоц болжээ. Энэхүү ер бусын машин анх ниссэнээс хойш 27 жил өнгөрчээ. Одоо ашиглалтаас гарсан онгоцны дунд чимээгүйхэн зогсож байна. Хэд хэдэн удаа тэд түүнийг төмөр зүсэхийг хүссэн. Тэгвэл энэ онгоц юугаараа онцлог вэ?
1.
Энэ онгоцны талаар ярихаасаа өмнө криоген түлш гэж юу болох, нүүрсустөрөгчийн түлшнээс юугаараа ялгаатай болохыг тайлбарлах нь зүйтэй. Криоген гэдэг нь маш бага температурт янз бүрийн бодисын шинж чанарыг өөрчлөх явдал юм. Өөрөөр хэлбэл, криоген түлш нь "хүйтэнгээс төрсөн" гэсэн үг юм. Энэ талаар юмшингэн устөрөгчийн тухай, маш бага температурт шингэн төлөвт хадгалагдаж, тээвэрлэгддэг. Мөн маш бага температуртай шингэрүүлсэн хийн тухай.
Керосинтой харьцуулахад шингэн устөрөгч нь хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Энэ нь илчлэгийн агууламжаас гурав дахин их байдаг. Өөрөөр хэлбэл, тэнцүү массыг шатаах үед устөрөгч илүү их дулаан ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь шууд нөлөөлдөг эдийн засгийн шинж чанарцахилгаан станц. Үүнээс гадна, ашиглах үед ус болон маш бага хэмжээний азотын исэл агаар мандалд ялгардаг. Энэ нь цахилгаан станцыг агаар мандалд хор хөнөөлгүй болгодог. Гэсэн хэдий ч устөрөгч нь маш аюултай түлш юм. Хүчилтөрөгчтэй холилдоход маш шатамхай, тэсрэх аюултай. Энэ нь онцгой нэвтрэх чадвартай бөгөөд зөвхөн шингэрүүлсэн төлөвт маш бага температурт (-253 ° C) хадгалж, тээвэрлэх боломжтой.
Устөрөгчийн эдгээр шинж чанарууд нь нэлээд том асуудал үүсгэдэг. Ийм учраас шингэн устөрөгчтэй хамт нисэхийн түлшбайгалийн хийг мөн авч үзсэн. Устөрөгчтэй харьцуулахад энэ нь хамаагүй хямд бөгөөд хүртээмжтэй байдаг. Шингэрүүлсэн нөхцөлд -1600С-ийн температурт хадгалах боломжтой бөгөөд керосинтэй харьцуулахад илчлэг нь 15% илүү байдаг. Энэ нь керосинээс хэд дахин хямд бөгөөд энэ нь агаарын тээврийн түлш болох эдийн засгийн хувьд ашигтай юм. Гэсэн хэдий ч байгалийн хий нь устөрөгчөөс бага боловч галын аюул юм. Ту-155 туршилтын онгоцыг бүтээхдээ Туполевын дизайны товчооны инженерүүд ийм бэрхшээлийг даван туулах ёстой байв.
2.
Нисэхийн дизайнерууд анх удаа криоген технологитой тулгарсан. Тиймээс дизайн нь зөвхөн дизайны өрөөнүүдийн нам гүм орчинд төдийгүй судалгааны лабораторид хийгдсэн. Дизайнерууд шинэ загварын шийдэл, технологийг алхам алхмаар нэвтрүүлж, цоо шинэ нисэх онгоцны систем, криоген цахилгаан станц, аюулгүй ажиллагааг хангах системийг бий болгожээ.
3.
Нисдэг лабораторийг Ту-154В стандартад тохируулсан цуврал Ту-154 онгоцны үндсэн дээр бүтээжээ. Зөвлөлийн дугаар ЗХУ-85035. Владимир Александрович Андреевыг Ту-155 онгоцны ерөнхий дизайнераар томилов. Онгоц нь үндсэн хувилбараас олон үндсэн ялгаатай байсан. 17.5 м 3 эзэлхүүнтэй криоген түлшний сав нь түлшний хангамжийн систем, даралтын засвар үйлчилгээний системтэй хамт агаарын хөлгийн бусад хэсгүүдээс хамгаалалтын бүсээр тусгаарлагдсан их биений арын хэсэгт байрлах туршилтын түлшний цогцолборыг бүрдүүлсэн. Танк, дамжуулах хоолой, нэгж түлшний цогцолбордулааны дотогшлох урсгалыг хангадаг дэлгэц-вакуум тусгаарлагчтай байсан. Орчны бүс нь устөрөгчийн системд алдагдсан тохиолдолд онгоцны багийн гишүүд болон амин чухал тасалгаануудыг хамгаалсан.
4.
Энэхүү онгоц нь Ту-154 NK-8-2 цувралын хөдөлгүүрийн үндсэн дээр академич Николай Дмитриевич Кузнецовын удирдлаган дор Самара хотод хөдөлгүүрийн дизайны товчоонд бүтээгдсэн туршилтын турбожет хөдөлгүүртэй NK-88 хөдөлгүүрээр тоноглогдсон байв. Энэ нь зөв стандарт хөдөлгүүрийн оронд суурилуулсан бөгөөд ашиглалтад устөрөгч эсвэл байгалийн хий ашигласан. Нөгөө хоёр хөдөлгүүр нь оригинал, керосин дээр ажилладаг. Тэд одоо хасагдсан. Гэхдээ NK-88 байрандаа үлдсэн.
5.
6.
7.
Онгоц дээрх криоген цогцолборыг хянах, хянахын тулд хэд хэдэн систем байдаг.
Цахилгаан станцын нэгжүүдийг хянадаг гелий систем. Хөдөлгүүр нь устөрөгчөөр ажилладаг тул цахилгаан хөтчүүдийг түүнд холбох боломжгүй байв. Тийм ч учраас түүний хяналтын системийг гелий системээр сольсон.
Криоген түлш алдагдах боломжтой тасалгааны агаарыг солих азотын систем.
Онгоцны тасалгааны хийн орчныг хянаж, тэсрэх бодисын концентраци үүсэхээс өмнө устөрөгч алдагдсан тохиолдолд багийнханд анхааруулдаг хийн хяналтын систем.
Дулаан тусгаарлах хөндийн вакуум хяналтын систем.
Урагшаа их биений ачааны хэсэгт азот бүхий дугуй цилиндрүүд байдаг. Тэд мөн цонхны дээгүүр нисэх онгоцны бүхээгт суурилуулсан. Зорчигчдын суудлын оронд гелий цилиндрийг шалан дээр суурилуулсан. Дээрээс нь хянах, хэмжих, бүртгэх төхөөрөмж бүхий тавиурууд.
Нийтдээ 30 гаруй нисэх онгоцны шинэ системийг бий болгож, хэрэгжүүлсэн. Шинэ технологиудын дунд чухал байр эзэлдэг технологийн процесс, дамжуулах хоолой, нэгжийн дотоод хөндийг цэвэрлэх. Учир нь өндөр үзүүлэлттэй дулаалга, вакуум битүүмжлэлээр цэвэр байдал нь ирээдүйн нислэгийн аюулгүй байдлын түлхүүр юм.
Бүхээгт өөрчлөлт орсон. Хуваалтыг бүхээгийн гүн рүү шилжүүлж, бүхээгт туршилтын хөдөлгүүрийн ажиллагааг хариуцдаг хоёр дахь нислэгийн инженер, онгоцны туршилтын системийн ажиллагааг удирддаг туршилтын инженерийн ажлын станцуудыг суурилуулсан. . Бүхээгийн шалан дээр яаралтай аврах нүх суурилуулсан.
Онгоцонд үйлчлэх, туршилтын ажлыг гүйцэтгэх зориулалттай нисэхийн криогенийн цогцолборыг бий болгосон. Энэ нь шингэн устөрөгч (эсвэл шингэрүүлсэн байгалийн хий) түлшний систем, пневматик хангамж, цахилгаан хангамж, телевизийн хяналт, хийн шинжилгээ, галын үед ус цацах, криоген түлшний чанарын хяналтаас бүрдсэн.
Тайзан дээр газрын туршилтуудШингэн устөрөгч дээр NK-88 хөдөлгүүрийн ажиллагааг багтаасан бүх туршилтын системийн ажиллагааг шалгасан. Шатахуун цэнэглэх, вакуум системд үйлчлэх горим, түлшний системийн ажиллагааны горим, ажиллаж байгаа хөдөлгүүртэй даралтын засвар үйлчилгээний системийг боловсруулсан. Үүний зэрэгцээ онгоцыг нислэгт бэлтгэх, самбар дээрх системийг гели, азотоор дүүргэх дадлага хийсэн.
Зурган дээр их биений доороос хөдөлгүүрийн гол цорго хүртэлх урт хоолойг харуулж байна. Энэ нь шингэн устөрөгчийг (байгалийн хий) яаралтай зайлуулах систем юм. Энэ нь шаардлагатай бол криоген түлшийг дундаж стандарт хөдөлгүүрийн хушууны үзүүрт цутгах боломжтой болгосон. Газрын туршилтын үеэр бид бэлтгэл хийсэн янз бүрийн нөхцөл байдалдэлбэрэлт, гал түймрийн эрсдэлтэй холбоотой.
9.
10.
11.
Нислэгт нэн даруй бэлтгэх явцад шингэн устөрөгчийг цистернээр тээвэрлэв. Тэдгээрийг хаах, холбох хавхлага бүхий суурин криоген дамжуулах хоолойгоор дамжуулан онгоцтой холбосон бөгөөд энэ нь нисэх онгоц, цистерн болон устөрөгчийн хий агаар мандалд цутгаж буй газрын хооронд шаардлагатай галын тасалдлыг хангасан. Цистернүүдийг хөлөглөсний дараа шингэн устөрөгчийн чанарыг тусгай дээж авагч, хийн хроматограф ашиглан хянаж байв. Онгоцыг нислэгт бэлтгэх ердийн үйлдлээс гадна туршилтын хөдөлгүүр, туршилтын нисэх онгоцны систем, газрын цогцолборын бэлтгэл ажлыг гүйцэтгэсэн. Дэлбэрэлт, галын аюулгүй байдлын тоног төхөөрөмж, хийн хяналтын систем, азотын хяналт, тусгаарлах хөндийн вакуум хяналт, гал унтраах систем, түлшний тасалгаа, хөдөлгүүрийн машины агааржуулалт зэрэгт онцгой анхаарал хандуулсан. Туршилтын үеэр төвийг сахисан орчин (азот) болон агаарын агааржуулалтын системээс агааржуулагчийг ашиглан тасалгаан дахь устөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэхээс хамгаалах янз бүрийн хэрэгслийг туршиж үзсэн.
Дэлбэрэх эрсдэл өндөр байсан тул бараг бүх цахилгаан хэрэгслийг түлшний савтай тасалгаанаас гаргах шаардлагатай болсон. Энэ нь өчүүхэн ч оч гарах магадлалыг арилгаж, тасалгааг бүхэлд нь азот эсвэл агаараар байнга цэвэрлэж байв. Үүнээс гадна савнаас гарсан устөрөгчийн уурыг асаахаас зайлсхийхийн тулд хөдөлгүүрээс холдуулах шаардлагатай байв. Энэ зорилгоор ус зайлуулах системийг хийсэн. Түүний нэг элемент нь онгоцны сэрвээнд хамгийн түрүүнд анхаарал хандуулдаг. Энэ бол яндангийн олон талт бүрхүүл юм.
12.
13.
Уг онгоцыг Туполевын Жуковск дахь нислэгийн туршилт, хөгжлийн баазад (ZhLIiDB) анхны нислэгээ хийхээр бэлтгэсэн. Ту-155-ыг хөдөлгүүрийг хөөргөх талбай руу чирч авав. "Би 035 байна, хөөрөхийг хүсч байна." "035, хөөрөх боломжтой." 1988 оны 4-р сарын 15-ны 17:10 цагт шингэн устөрөгчөөр ажилладаг хөдөлгүүртэй Ту-155 онгоц Москвагийн ойролцоох нисэх онгоцны буудлаас анхны нислэгээ хийв. Үүнийг: нэгдүгээр нисгэгч - ЗХУ-ын гавьяат туршилтын нисгэгч Владимир Андреевич Севанкаев, хоёрдугаар нисгэгч - ЗХУ-ын гавьяат туршилтын нисгэгч Андрей Иванович Талалакин, нислэгийн инженер Анатолий Александрович Криулин, хоёрдугаар нисэх инженер - Юрий Михайлович Кремль, тэргүүлэх туршилтын инженер - Валерий Владимирович Архипов.
Нислэг амжилттай болсон. Үүний хэрэгжилтийг газрын бүх үйлчилгээ, Ту-134 дагалдан яваа онгоцууд хянаж байв. Газар дээр туршиж, туршсан системүүдийг анх удаа агаарт туршсан. Нислэг 600 метрээс өндөргүй өөр өөр өндөрт жижиг тойрог хэлбэрээр ердөө 21 минут үргэлжилсэн. Энэ нь төлөвлөснөөс арай эрт дуусч, туршилтын инженер Валерий Архипов тодорхой шалтгаантай байсан: азотын тасалгаанд мэдрэгчүүд устөрөгч алдагдах үед автоматаар гарч ирэх ёстой азот байгааг илрүүлжээ. Гэхдээ бурханд талархъя, шалтгаан нь өөр байсан. Азот нь цилиндрийн хавхлагаар орж ирсэн бөгөөд онгоц тэнхлэгийн хоёр тал руу эргэлдэх үед даралтыг бууруулсан. Энэ нь зөвхөн дэлхий дээр тодорхой болсон.
Шингэн устөрөгчийг нисэхийн түлш болгон нэвтрүүлэх нарийн төвөгтэй асуудлыг шийдвэрлэх эхний алхам л хийгдсэн. Нислэгийн туршилтын үеэр цахилгаан станц, агаарын хөлгийн системийн ажиллагааг янз бүрийн нислэгийн горим, агаарын хөлгийн хувьслын үед шалгах зорилгоор нислэг хийсэн. Туршилтын хөдөлгүүрийг ажиллуулж, дэлбэрэлт, галын аюулгүй байдлын системийн ажиллагааг саармаг орчин, агааржуулалтыг бий болгох горимд туршиж үзсэн. 1988 оны 6-р сард шингэн устөрөгчийн нислэгийн туршилтын хөтөлбөр бүрэн дуусав. Үүний дараа Ту-155-ыг шингэрүүлсэн хий ашиглан нислэгт зориулж өөрчилсөн. Энэхүү түлшийг ашигласан анхны нислэг 1989 оны 1-р сарын 18-нд болсон. Онгоцыг дараахь бүрэлдэхүүнтэй багийнхан туршиж үзсэн: хөлөг онгоцны командлагч - ЗХУ-ын гавьяат туршилтын нисгэгч Владимир Андреевич Севанкаев, туслах нисгэгч - Валерий Викторович Павлов, нислэгийн инженер - Анатолий Александрович Криулин, хоёрдугаар нисэх инженер - Юрий Михайлович Кремль, тэргүүлэх туршилтын инженер - Валерий Владимирович Архипов.
Ерөнхий дизайнер Алексей Андреевич Туполев хэлэхдээ: "Өнөөдөр дэлхийд анх удаа шингэрүүлсэн хийг түлш болгон ашиглаж онгоц хөөрлөө. Энэхүү онгоцны анхны нислэг нь шинжлэх ухааны болон туршилтын бүх мэдээллийг цуглуулж, ойрын ирээдүйд зорчигчид нисэх боломжтой онгоц бүтээх боломжийг бидэнд олгоно гэж найдаж байна."
Туршилтын үр дүнд керосинтэй харьцуулахад түлшний зарцуулалт бараг 15% -иар буурсан байна. Нэмж дурдахад тэд криоген түлш ашиглан онгоцыг аюулгүй ажиллуулах боломжийг баталжээ. Ту-155 онгоцонд хийсэн өргөн хүрээтэй туршилтын явцад дэлхийн 14 дээд амжилт тогтоогдож, Москвагаас Братислав (Чехословак), Ницца (Франц), Ганновер (Герман) руу хэд хэдэн олон улсын нислэг хийсэн. Туршилтын цахилгаан станцын нийт ажиллах хугацаа 145 цаг давсан.
90-ээд оны сүүлээр Оросын байгалийн хийн нөөцийн гол менежер Газпром эхлээд ачааны болон зорчигч тээврийн онгоц, дараа нь зөвхөн шингэрүүлсэн хий дээр ажиллах боломжтой зорчигч тээврийн онгоц бүтээх санаачлагыг гаргасан. Уг онгоцыг Ту-156 гэж нэрлэсэн бөгөөд одоо байгаа Ту-155 онгоцны үндсэн дээр бүтээгдсэн. Энэ нь NK-88-тай төстэй гурван шинэ NK-89 хөдөлгүүрээр тоноглогдсон байх ёстой байсан боловч хоёр бие даасан түлшний системтэй: нэг нь керосин, нөгөө нь криоген түлш юм. Шатахууны савны тасалгаа, байршлыг өөрчлөхийн тулд өргөн хүрээтэй судалгаа, тооцооны ажлыг хийсэн.
2000 он гэхэд Самара нисэхийн үйлдвэр гурван Ту-156 онгоц үйлдвэрлэж, гэрчилгээжүүлэх, туршилтын ажиллагааг эхлүүлэх ёстой байв. Харамсалтай нь үүнийг хийсэнгүй. Төлөвлөгөөг хэрэгжүүлэхэд тулгарч буй бэрхшээл нь зөвхөн санхүүгийн асуудал байв.
Ту-155 цаг хугацаанаасаа түрүүлж байсан гэж бид хэлж чадна. Энэ нь хүн төрөлхтний буцаж ирэх системийг анх удаа ашигласан. Ту-155 нь мартагдсан, ашиглалтаас гарсан нисэх онгоцны нэг биш музейд байх ёстой.
Олон улсын нисэх, сансрын MAKS-2015 салон дээр Шинжлэх ухаан, инженерийн "НИК" компани болон Б"Нисэхийн домог" буяны сан Жуковский хотын захиргаа, Авиасалон ХК-ийн дэмжлэгтэйгээр энэхүү өвөрмөц онгоцыг анх удаа олон нийтэд танилцууллаа.
Текст нь ихэвчлэн байх шиг байна
