ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГОРЮЧИХ И ОХЛАДИТЕЛЯХ НА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ ФОРСУНОК И КАНАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГОУСТАНОВОК ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

© К.В.Алтунин, С.Н.Новиков, Е.Н.Платонов, Л.А.Обухова, Р.Р.Шигапов, М.Л.Яновская
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2016 г.

При работе двигателей и энергоустановок одно- и многоразового использования на жидких углеводородных горючих и охладителях наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования происходит нагрев деталей топливно-охлаждающих систем, в результате чего возникает частичное или полное закоксовывание форсунок, фильтров и каналов. Из-за процесса осадкообразования могут происходить и происходят различные аварийные ситуации, аварии, катастрофы, связанные с частичной или полной потерей тяги, с прогаром рубашек охлаждения и жаровых труб, с возникновением пожаров и взрывов. В целом это приводит к невыполнению полётных заданий и задач для авиационной, аэрокосмической и космической техники одно- и многоразового использования.

На основе результатов экспериментальных исследований с жидкими и газообразными углеводородными горючими были разработаны и запатентованы новые способы и методы борьбы с осадкообразованием, а также новые способы интенсификации теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим в различных двигателях и энергоустановках (в форсунках, фильтрах, каналах):

– охлаждение нагреваемых деталей до температуры ниже 373К различными способами (осадок не образуется, т.е. предотвращается);

– конструктивное размещение ответственных нагреваемых деталей (например, форсуночных фильтров) в более холодную зону (осадок предотвращается);

– применение электростатических полей (Е) (осадок предотвращается в зоне прохождения силовых линий Е);

– применение искусственных термоакустических автоколебаний давления — для жидких горючих (осадок удаляется в ходе работы двигателя или энергоустановки как в земных, так и в космических условиях);

– применение оребрённой поверхности каналов (осадок затормаживается на высоте зубьев 3–5 мм);

– применение внутренней осевой иглы (осадок контролируется и удаляется из канала форсунки — по мере необходимости — в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах);

– применение металлов с «памятью форм» (осадок разрушается и удаляется автоматически);

– применение заменяемых или резервных сменных деталей (форсунок, распылителей, фильтров, каналов) ─ увеличение надёжности и ресурса.