Стр. 1 - Н.С. Дорош, С.Н. Леонтьев - Исследование гидравлических характеристик бустерных турбонасосных агрегатов

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

175

УДК 621.453

Н. С. Д о р о ш, С. Н. Л е о н т ь е в

ИССЛЕДОВАНИЕ

ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

БУСТЕРНЫХ ТУРБОНАСОСНЫХ

АГРЕГАТОВ

Рассмотрены особенности конструкции бустерных турбонасосных

агрегатов (БТНА) со шнеком сложной геометрии. При испытании

таких агрегатов отмечается расхождение параметров, полученных

расчетным путем, и характеристик, полученных при испытании, что

указывает на необходимость дополнительного исследования гидро-

динамики БТНА и совершенствования методов расчета. Для миними-

зации этого расхождения предложено провести компьютерное мо-

делирование процессов в гидравлических трактах шнека. Приведны

результаты моделирования, которые будут проверены эксперимен-

тально на описанной конструкции.

E-mail:

doroshnikita@gmail.com;

lsn_pro@mail.ru

Ключевые слова

:

бустерный турбонасосный агрегат, шнек, осевая си-

ла, эпюра давления, разгрузочное устройство, спрямляющий аппарат.

Обеспечение антикавитационной устойчивости системы подачи

топлива является одной из ключевых проблем создания жидкостных

ракетных двигателей (ЖРД). В современных ЖРД широко применя-

ют бустерные турбонасосные агрегаты (БТНА), необходимые для

обеспечения оптимальной работы основного ТНА.

Задача БТНА заключается в повышении давления на входе в ос-

новной насос, при этом предъявляют высокие требования к его гид-

равлическим характеристикам (антикавитационные качества, эконо-

мичность) при минимальной удельной массе и минимальных

относительных линейных размерах. Наиболее полно всем требовани-

ям отвечают лопаточные осевые насосы. Прогнозирование и улучше-

ние гидравлических характеристик таких насосов является важной

задачей.

Одни из самых эффективных и современных бустерных насосов,

в которых использована замкнутая схема питания, разработаны и

применяются в семействе российских ЖРД “НПО Энергомаш им.

В.П. Глушко” (РД171М, РД180, РД191). Основным рабочим элемен-

том является осевой насос (шнек) сложной винтовой геометрии с

приводом от газовой или гидравлической турбины. На рис. 1 приве-

дена схема БТНА горючего двигателя РД180 [1].

Конструктивно БТНА состоит из следующих основных частей:

– сварного корпуса с установленной на пилонах центральной

втулкой, являющейся передней опорой шнека, соплового аппарата

турбины с коническими соплами и торообразного коллектора, обес-

печивающего подвод керосина к сопловому аппарату;