Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018 1
УДК 621.455 DOI 10.18698/2308-6033-2018-1-1718
Расчет и проектирование автономного терморезака
на основе камеры сгорания ракетного двигателя
малой тяги
©
Е.А. Андреев, В.И. Крылов, А.В. Новиков, О.Е. Шацкий
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
В рамках конверсии ракетного двигателестроения создана установка раздели-
тельной резки на основе кислородно-керосинового ракетного двигателя малой
тяги (РДМТ). Решены задачи охлаждения камеры сгорания и сопла без применения
третьего компонента — воды, а за счет использования регенеративного охла-
ждения стенок камеры сгорания керосином, подаваемым по каналам в межруба-
шечное пространство от форсуночной головки к соплу с последующим возвраще-
нием охладителя (керосина) по соседним каналам в головку камеры сгорания.
В результате проведенных расчетов теплового состояния РДМТ обоснована воз-
можность регенеративного охлаждения керосином и поддержания при этом
заданного теплового режима работы камеры сгорания РДМТ. На основе расчет-
ных и экспериментальных данных разработаны конструкция и документация для
универсального терморезака УТР-2С. Результаты экспериментальной отработки
конструкции терморезака подтвердили адекватность математической модели и
корректность принятых допущений.
Ключевые слова:
конверсия, ракетный двигатель, терморезак, теплообмен, мас-
сообмен, коэффициент диффузии, охладитель, расходный комплекс, смесеобразо-
вание, энтальпия
Введение.
Огневая резка металлов является одним из основных
технических приемов обработки материалов в машиностроении. Дан-
ный способ также преобладает в процессе утилизации отработанных
металлоконструкций. В связи с этим разрабатывается широкий ассор-
тимент технических средств резки с использованием газообразного кис-
лорода, история которого насчитывает не один десяток лет [1, 2]. Про-
блема резки становится особенно актуальной вследствие выведения из
эксплуатации морально и физически устаревшей военной и граждан-
ской техники, в частности авиационной. При этом приходится утилизи-
ровать не только черный металл, но и высоколегированные стали,
цветные металлы и их сплавы, композиционные материалы и др.
Существующие отечественные образцы газоплазменной реза-
тельной техники, разработанные в основном в 1950-х годах, облада-
ют рядом недостатков и во многом не соответствуют современным
требованиям. Эти обстоятельства обусловливают разработку более
современных и перспективных аппаратов для резки различных мате-
риалов с минимальными материальными затратами.