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:
1
— камера двигателя;
2
— турбодетандер;
3
— 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-