Советские Ракетные войска

Итак, представим себе, что топливо выбрано. Какую схему двигателя надо применить, чтобы преобразовать энергию сгорания этого горючего в тягу? Нам потребуются прежде всего баки, системы подачи компонентов в камеру сгорания и, естественно, сама камера сгорания и сопло, откуда истекают газы. Горючее и окислитель подаются через форсунки. Перед тем как попасть в камеру сгорания, горючее может поступать к соплу, проходить межрубашечное пространство камеры и охлаждать наружную и внутреннюю оболочки камеры.

Несколько слов о системах, с помощью которых горючее и окислитель подаются непрерывно из баков в камеру сгорания. По своему устройству такие системы бывают насосными и вытеснительными. В первой из них для подачи топлива используются специальные насосы. Для этой системы характерно сравнительно небольшое давление в баках, что не вызывает необходимости специально заботиться об их прочности, а это всегда связано, как известно, с увеличением веса. Для приведения в действие насоса используется турбина. Турбина и насос образуют единый турбонасосный агрегат. Турбина приводится в движение обычно парогазом, получаемым путем разложения перекиси водорода.

В вытеснительной системе горючее и окислитель подаются из баков в камеру сгорания давлением сжатого газа. Простейший пример — баллонная система. Шаровой резервуар сжатого газа через редуктор соединен с баками, где и поддерживается постоянное давление. Необходимость толстостенного баллона утяжеляет систему. Чтобы избежать этого, для вытеснения горючего и окислителя используют иногда горячие газы, получаемые при горении порохового заряда или работе дополнительного маломощного ЖРД.

Подводя итог, можно сказать, что вытеснительная система подачи топлива оправдывает себя лишь на малых и средних ракетах. Для более крупных ракет считается предпочтительней применять насосную систему, хотя она и получается технически сложнее.

Существенно для работы ЖРД и обеспечить надежное зажигание. Можно, например, воспламенять с помощью электричества пороховой заряд, а тот в свою очередь будет зажигать основное топливо. Надежные результаты дает и использование самовоспламеняющегося топлива.

Чтобы не подвергать двигатель опасности разрушения, его запускают ступеньками. Для этого сначала в камеру сгорания подают небольшие порции топлива. Постепенно подача доводится до величины полного расхода. Отсечка двигателя или его остановка достигаются подачей в течение нескольких секунд одного компонента вместо двух.

Особое значение в ряде стран придается созданию силовых установок для ракет, заправляемых компонентами топлива на заводе и могущих храниться в боевой готовности в течение 5–6 лет в любых метеорологических условиях. Для этой цели используются такие горючие, как амины и их смеси: гидразин, несимметричный диметилгидразин, монометилгидразин, этилендиамин, смесь ксилидина и триэтиламина, хидин, аэрозин. Окислителями, как правило, служат красная дымящая азотная кислота, содержащая четырехокись азота и противокоррозийную присадку, четырехокись азота, трехфтористый хлор, пятифтористый бром. Применяя, например, в качестве компонентов смеси аминов и красную дымящую азотную кислоту, можно получить высокую удельную тягу и обеспечить длительное время их хранения без заметной коррозии в алюминиевых баках.

Кроме баков в конструкции силовой установки для длительного хранения предусматривается пороховой аккумулятор давления. Он служит для подачи компонентов топлива в камеру сгорания. Этот аккумулятор мембранами предохраняется от попадания в него компонентов жидкого топлива.

После заправки на заводе баков топливом в пороховой аккумулятор давления помещается шашка твердого топлива. Так что перед запуском двигателя следует только установить воспламенитель. В процессе хранения силовой установки можно осматривать шашку, вынимая ее из двигателя. Совершенно ясно, что жидкостные двигатели, работающие на топливе длительного хранения и заправляемые на заводе, имеют большие преимущества перед двигателями, заправляемыми непосредственно перед стартом. Они резко увеличивают боеготовность ракет, упрощают процесс эксплуатации техники на боевых позициях.

Перейдем теперь к другому типу силовых установок для ракет, основанных на применении ракетного двигателя на твердом топливе. Для них характерно то, что вещества, участвующие в рабочем процессе, уже заранее помещены в камеру сгорания, их не надо туда накачивать, как это бывает у жидкостных двигателей. Отсюда и первое преимущество ракетного двигателя на твердом топливе — его высокая готовность к старту. Конструкция двигателей на твердом топливе проста, отсутствие необходимости в насосах сокращает количество движущихся частей. Все это обеспечивает их высокую надежность в работе. Но есть у них и «узкие места»: твердое топливо сгорает быстро, трудно регулировать процесс горения.