Схемы жидкостных ракетных двигателей с турбонасосной системой подачи топлива

Основной особенностью всех схем с турбонасосной подачей компонентов топлива является наличие небольшого избыточного давления в баках для обеспечения бескавитационной работы насосов и зависящего от уровня давления в камере. Поэтому массовые характеристики баков и систем наддува практически не зависят от давления в камере.

Тенденция повышения давления в ДУ не случайна. Рост давления позволяет увеличить удельный импульс из-за повышения степени расширения сопла при обеспечении безотрывного режима истечения выхлопной струи. Для стартовых ступеней РН повышение давления в камере является единственным способом увеличения удельного импульса ввиду наличия атмосферного давления (значение его принимают средним по траектории и равным р_а = 0,04...0,07 МПа). К тому же с ростом давления уменьшаются размеры двигателя - на рис.10.2 показаны контуры двух камер двигателей с одинаковой тягой и давлением на срезе сопла, но с разными значениями давления в камере сгорания. Поэтому рост давления практически не сказывается на удельной массе ДУ, она зависит от уровня тяги, давления на срезе сопла (степени расширения), вида топлива. Зависимость = M/P_п приведена на рис.10.3, но ограничения по давлению в камере существуют и определяются системами насосной подачи. Общая классификация ЖРД с насосными системами подачи топлива приведена на рис.10.4.

Рис.10.4. Общая классификация двигателей с турбонасосной подачей топлива

Кроме этих признаков существуют и другие, где наиболее важным является число камер двигателя. Многокамерные ДУ отличаются тем, что имеют один ТНА для питания всех камер. Существуют и однокамерные ДУ с двумя ТНА - один для подачи окислителя, а другой для подачи горючего. Существуют двигатели, которые кроме основного ТНА имеют еще вспомогательный или бустерный ТНА.