Cara kerja dan cara kerja mesin jet berbahan bakar cair. Mesin roket cair

Apa hal pertama yang terlintas di benak Anda ketika mendengar ungkapan “mesin roket”? Tentu saja, ruang misterius, penerbangan antarplanet, penemuan galaksi baru, dan cahaya bintang-bintang jauh yang memikat. Langit selalu menarik perhatian orang, namun tetap menjadi misteri yang belum terpecahkan, tetapi penciptaan roket luar angkasa pertama dan peluncurannya membuka cakrawala penelitian baru bagi umat manusia.

Mesin roket pada dasarnya adalah mesin jet biasa dengan satu fitur penting: mereka tidak menggunakan oksigen atmosfer sebagai pengoksidasi bahan bakar untuk menciptakan daya dorong jet. Segala sesuatu yang diperlukan untuk pengoperasiannya terletak langsung di tubuhnya atau di sistem pengoksidasi dan pasokan bahan bakar. Fitur inilah yang memungkinkan penggunaan mesin roket di luar angkasa.

Ada banyak jenis mesin roket dan semuanya sangat berbeda satu sama lain tidak hanya dalam fitur desainnya, tetapi juga dalam prinsip pengoperasiannya. Itu sebabnya setiap jenis harus dipertimbangkan secara terpisah.

Di antara karakteristik operasi utama mesin roket, perhatian khusus diberikan pada impuls spesifik - rasio jumlah daya dorong jet dengan massa fluida kerja yang dikonsumsi per satuan waktu. Nilai impuls spesifik mewakili efisiensi dan keekonomian mesin.

Mesin roket kimia (CRE)

Mesin jenis ini saat ini merupakan satu-satunya yang banyak digunakan untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa ke luar angkasa, selain itu juga telah diterapkan dalam industri militer. Mesin kimia dibagi menjadi bahan bakar padat dan cair tergantung pada keadaan fisik bahan bakar roket.

Sejarah penciptaan

Mesin roket pertama adalah bahan bakar padat, dan muncul beberapa abad yang lalu di Tiongkok. Pada saat itu, mereka tidak ada hubungannya dengan luar angkasa, tetapi dengan bantuan mereka roket militer dapat diluncurkan. Bahan bakar yang digunakan berupa bubuk yang komposisinya mirip dengan bubuk mesiu, hanya persentase komponennya saja yang diubah. Akibatnya, selama oksidasi, bubuk tersebut tidak meledak, tetapi terbakar secara bertahap, melepaskan panas dan menciptakan daya dorong jet. Mesin seperti itu telah disempurnakan, disempurnakan, dan ditingkatkan dengan berbagai keberhasilan, tetapi dorongan spesifiknya masih tetap kecil, yaitu desainnya tidak efektif dan tidak ekonomis. Segera, jenis bahan bakar padat baru muncul, memungkinkan impuls spesifik yang lebih besar dan daya dorong yang lebih besar. Para ilmuwan dari Uni Soviet, Amerika Serikat dan Eropa mengerjakan penciptaannya pada paruh pertama abad kedua puluh. Sudah di paruh kedua tahun 40-an, prototipe bahan bakar modern dikembangkan, yang masih digunakan sampai sekarang.

Mesin roket RD-170 menggunakan bahan bakar cair dan oksidator.

Mesin roket cair adalah penemuan K.E. Tsiolkovsky, yang mengusulkannya sebagai unit tenaga untuk roket luar angkasa pada tahun 1903. Pada tahun 20-an, pekerjaan pembuatan mesin roket cair mulai dilakukan di Amerika Serikat, dan pada tahun 30-an - di Uni Soviet. Pada awal Perang Dunia II, sampel eksperimental pertama dibuat, dan setelah berakhirnya, mesin roket berbahan bakar cair mulai diproduksi secara massal. Mereka digunakan dalam industri militer untuk melengkapi rudal balistik. Pada tahun 1957, untuk pertama kalinya dalam sejarah manusia, satelit buatan Soviet diluncurkan. Sebuah roket yang dilengkapi dengan Kereta Api Rusia digunakan untuk meluncurkannya.

Desain dan prinsip pengoperasian mesin roket kimia

Mesin bahan bakar padat mengandung bahan bakar dan oksidator dalam keadaan agregat padat di dalam wadahnya, dan wadah berisi bahan bakar juga merupakan ruang bakar. Bahan bakar biasanya berbentuk seperti batang dengan lubang ditengahnya. Selama proses oksidasi, batang mulai terbakar dari pusat ke pinggiran, dan gas hasil pembakaran keluar melalui nosel, membentuk aliran udara. Ini adalah desain paling sederhana dari semua mesin roket.

Dalam mesin roket cair, bahan bakar dan oksidator berada dalam keadaan agregat cair dalam dua tangki terpisah. Melalui saluran suplai mereka memasuki ruang bakar, di mana mereka bercampur dan terjadi proses pembakaran. Produk pembakaran keluar melalui nosel, membentuk aliran udara. Oksigen cair biasanya digunakan sebagai oksidator, dan bahan bakarnya bisa berbeda: minyak tanah, hidrogen cair, dll.

Pro dan kontra RD kimia, ruang lingkup penerapannya

Kelebihan mesin roket berbahan bakar padat adalah:

• kesederhanaan desain;
• keamanan komparatif dari segi ekologi;
• Harga rendah;
• keandalan.

Kekurangan mesin roket berbahan bakar padat:

• batasan waktu pengoperasian: bahan bakar terbakar sangat cepat;
• ketidakmungkinan menghidupkan kembali mesin, menghentikannya dan mengatur traksi;
• kecil berat jenis dalam 2000-3000 m/s.

Menganalisis pro dan kontra dari motor roket berbahan bakar padat, kita dapat menyimpulkan bahwa penggunaannya hanya dibenarkan jika diperlukan unit daya berkekuatan sedang, cukup murah dan mudah diterapkan. Ruang lingkup penggunaannya adalah rudal balistik, meteorologi, MANPADS, serta booster samping roket luar angkasa(Rudal Amerika dilengkapi dengan rudal tersebut; rudal tersebut tidak digunakan pada rudal Soviet dan Rusia).

Keuntungan RD cair:

• impuls spesifik tinggi (sekitar 4500 m/s ke atas);
• kemampuan mengatur traksi, menghentikan dan menghidupkan kembali mesin;
• bobot dan kekompakan yang lebih ringan, yang memungkinkan untuk meluncurkan muatan multi-ton yang besar ke orbit.

Kekurangan mesin roket:

• desain dan commissioning yang rumit;
• Dalam kondisi tanpa bobot, cairan dalam tangki dapat bergerak secara kacau. Untuk pengendapannya perlu menggunakan sumber energi tambahan.

Ruang lingkup penerapan mesin berbahan bakar cair terutama di bidang astronotika, karena mesin ini terlalu mahal untuk keperluan militer.

Terlepas dari kenyataan bahwa sejauh ini mesin roket kimia adalah satu-satunya yang mampu meluncurkan roket ke luar angkasa, perbaikan lebih lanjut secara praktis tidak mungkin dilakukan. Para ilmuwan dan perancang yakin bahwa batas kemampuan mereka telah tercapai, dan untuk mendapatkan unit yang lebih kuat dengan impuls spesifik yang tinggi, diperlukan sumber energi lain.

Mesin roket nuklir (NRE)

Mesin roket jenis ini, tidak seperti mesin kimia, menghasilkan energi bukan dari pembakaran bahan bakar, tetapi dari pemanasan fluida kerja oleh energi reaksi nuklir. Mesin roket nuklir bersifat isotop, termonuklir dan nuklir.

Sejarah penciptaan

Desain dan prinsip pengoperasian mesin propulsi nuklir dikembangkan pada tahun 50-an. Sudah di tahun 70-an, sampel eksperimental sudah siap di Uni Soviet dan Amerika Serikat, yang berhasil diuji. Mesin solid-state Soviet RD-0410 dengan daya dorong 3,6 ton diuji di pangkalan, dan reaktor NERVA Amerika akan dipasang pada roket Saturn V sebelum mendapat sponsor. program bulan telah berhenti. Pada saat yang sama, pekerjaan sedang dilakukan untuk menciptakan mesin propulsi nuklir fase gas. Saat ini, program ilmiah sedang dilakukan untuk mengembangkan mesin roket nuklir, dan eksperimen sedang dilakukan di stasiun luar angkasa.

Dengan demikian, sudah ada model mesin roket nuklir yang berfungsi, namun sejauh ini belum ada satupun yang digunakan di luar laboratorium atau basis ilmiah. Potensi mesin tersebut cukup tinggi, namun risiko yang terkait dengan penggunaannya juga cukup besar, sehingga untuk saat ini hanya ada di proyek.

Perangkat dan prinsip operasi

Mesin roket nuklir berbentuk gas, cair, dan padat, bergantung pada keadaan agregasi bahan bakar nuklir. Bahan bakar pada mesin propulsi nuklir fase padat adalah bahan bakar batangan, sama seperti pada reaktor nuklir. Mereka terletak di rumah mesin dan melepaskan bahan fisil selama peluruhan energi termal. Fluida kerja - gas hidrogen atau amonia - yang bersentuhan dengan elemen bahan bakar, menyerap energi dan memanas, bertambah volumenya dan memampatkan, setelah itu keluar melalui nosel di bawah tekanan tinggi.

Prinsip pengoperasian mesin penggerak nuklir fase cair dan desainnya mirip dengan mesin penggerak nuklir fase padat, hanya bahan bakarnya yang berbentuk cair, sehingga memungkinkan peningkatan suhu, dan juga daya dorong.

Mesin propulsi nuklir fase gas beroperasi dengan bahan bakar dalam bentuk gas. Mereka biasanya menggunakan uranium. Bahan bakar gas dapat ditahan di dalam wadahnya oleh medan listrik atau ditempatkan dalam labu transparan tertutup - lampu nuklir. Dalam kasus pertama, ada kontak fluida kerja dengan bahan bakar, serta kebocoran sebagian bahan bakar, oleh karena itu, selain sebagian besar bahan bakar, mesin harus memiliki cadangan untuk pengisian ulang secara berkala. Dalam kasus lampu nuklir, tidak ada kebocoran, dan bahan bakar diisolasi sepenuhnya dari aliran fluida kerja.

Keuntungan dan kerugian mesin bertenaga nuklir

Mesin roket nuklir memiliki keunggulan besar dibandingkan mesin kimia - ini adalah impuls spesifik yang tinggi. Untuk model fase padat nilainya 8000-9000 m3/s, untuk model fase cair – 14.000 m3/s, untuk model fase gas – 30.000 m3/s. Pada saat yang sama, penggunaannya menyebabkan kontaminasi atmosfer dengan emisi radioaktif. Saat ini pekerjaan sedang dilakukan untuk menciptakan mesin nuklir yang aman, ramah lingkungan dan efisien, dan “pesaing” utama untuk peran ini adalah mesin nuklir fase gas dengan lampu nuklir, di mana zat radioaktif berada dalam labu tertutup dan tidak keluar. keluar dengan nyala api.

Mesin roket listrik (ERM)

Pesaing potensial lainnya terhadap pendorong kimia adalah pendorong listrik yang beroperasi menggunakan energi listrik. Penggerak listrik dapat berupa elektrotermal, elektrostatis, elektromagnetik, atau berdenyut.

Sejarah penciptaan

Mesin penggerak listrik pertama dirancang pada tahun 30-an oleh desainer Soviet V.P. Glushko, meskipun ide untuk menciptakan mesin seperti itu muncul pada awal abad kedua puluh. Pada tahun 60an, para ilmuwan dari Uni Soviet dan Amerika Serikat secara aktif mengerjakan pembuatan mesin penggerak listrik, dan pada tahun 70an sampel pertama mulai digunakan di pesawat ruang angkasa sebagai mesin kendali.

Desain dan prinsip operasi

Sistem propulsi roket listrik terdiri dari mesin propulsi listrik itu sendiri, yang strukturnya tergantung pada jenisnya, sistem suplai fluida kerja, kendali dan suplai tenaga. RD elektrotermal memanaskan aliran fluida kerja karena panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas atau busur listrik. Fluida kerja yang digunakan adalah helium, amonia, hidrazin, nitrogen dan gas inert lainnya, lebih jarang hidrogen.

RD elektrostatis dibagi menjadi koloid, ionik, dan plasma. Di dalamnya, partikel bermuatan dari fluida kerja dipercepat karena medan listrik. Dalam RD koloid atau ionik, ionisasi gas disediakan oleh ionizer, medan listrik frekuensi tinggi, atau ruang pelepasan gas. Dalam RD plasma, fluida kerja - gas inert xenon - melewati anoda annular dan memasuki ruang pelepasan gas dengan kompensator katoda. Pada tegangan tinggi, percikan api muncul antara anoda dan katoda, mengionisasi gas, menghasilkan plasma. Ion bermuatan positif keluar melalui nosel dengan kecepatan tinggi, diperoleh karena percepatan medan listrik, dan elektron dikeluarkan ke luar oleh katoda kompensator.

Pendorong elektromagnetik memiliki medan magnetnya sendiri - eksternal atau internal, yang mempercepat partikel bermuatan dari fluida kerja.

Pendorong pulsa beroperasi dengan menguapkan bahan bakar padat di bawah pengaruh pelepasan listrik.

Kelebihan dan kekurangan mesin penggerak listrik, ruang lingkup penggunaannya

Di antara kelebihan ERD:

• impuls spesifik yang tinggi, batas atasnya praktis tidak terbatas;
• konsumsi bahan bakar rendah (fluida kerja).

Kekurangan:

• tingkat konsumsi listrik yang tinggi;
• kompleksitas desain;
• sedikit traksi.

Saat ini, penggunaan mesin penggerak listrik terbatas pada pemasangannya di satelit luar angkasa, dan baterai surya digunakan sebagai sumber listriknya. Pada saat yang sama, mesin inilah yang dapat menjadi pembangkit listrik yang memungkinkan penjelajahan luar angkasa, sehingga upaya untuk menciptakan model baru sedang dilakukan secara aktif di banyak negara. Pembangkit listrik inilah yang paling sering disebutkan oleh penulis fiksi ilmiah dalam karya mereka yang didedikasikan untuk penaklukan ruang angkasa, dan juga dapat ditemukan dalam film fiksi ilmiah. Untuk saat ini, penggerak listrik menjadi harapan agar manusia tetap bisa melakukan perjalanan menuju bintang.

Dan sistem propulsi berbagai pesawat ruang angkasa adalah bidang penerapan utama mesin propelan cair.

Keunggulan mesin roket cair antara lain sebagai berikut:

• Impuls spesifik tertinggi di kelas mesin roket kimia (lebih dari 4500 m/s untuk pasangan oksigen-hidrogen, untuk minyak tanah-oksigen - 3500 m/s).
• Kontrol daya dorong: dengan menyesuaikan konsumsi bahan bakar, Anda dapat mengubah jumlah daya dorong dalam rentang yang luas dan mematikan mesin sepenuhnya lalu menyalakannya kembali. Hal ini diperlukan saat kendaraan bermanuver di luar angkasa.
• Saat membuat roket besar, misalnya kendaraan peluncur yang meluncurkan muatan multi-ton ke orbit rendah Bumi, penggunaan mesin propelan cair memungkinkan tercapainya keunggulan bobot dibandingkan mesin propelan padat (solid propelan mesin). Pertama, karena impuls spesifik yang lebih tinggi, dan kedua, karena bahan bakar cair pada roket terkandung dalam tangki terpisah, yang kemudian disuplai ke ruang bakar menggunakan pompa. Oleh karena itu, tekanan di dalam tangki secara signifikan (puluhan kali lipat) lebih rendah daripada di ruang bakar, dan tangki itu sendiri berdinding tipis dan relatif ringan. Pada mesin roket berbahan bakar padat, wadah bahan bakar juga merupakan ruang bakar dan harus tahan terhadap tekanan tinggi (puluhan atmosfer), sehingga bobotnya bertambah. Semakin besar volume bahan bakar dalam roket, maka semakin besar pula ukuran wadah penyimpanannya, dan semakin besar pula keunggulan bobot mesin roket berbahan bakar cair dibandingkan dengan mesin roket berbahan bakar padat, begitu pula sebaliknya: untuk roket kecil, maka kehadiran unit turbopump meniadakan keunggulan ini.

Kekurangan mesin roket:

• Mesin berbahan bakar cair dan roket yang didasarkan padanya jauh lebih kompleks dan lebih mahal daripada mesin berbahan bakar padat dengan kemampuan setara (walaupun faktanya 1 kg bahan bakar cair beberapa kali lebih murah daripada bahan bakar padat). Pengangkutan roket cair perlu dilakukan dengan lebih hati-hati, dan teknologi untuk mempersiapkan peluncurannya lebih kompleks, padat karya, dan memakan waktu (terutama bila menggunakan gas cair sebagai komponen bahan bakar), oleh karena itu, untuk roket militer, preferensi adalah saat ini diberikan kepada mesin bahan bakar padat karena keandalan, mobilitas, dan kesiapan tempurnya yang lebih tinggi.

• Dalam keadaan tanpa bobot, komponen bahan bakar cair bergerak tak terkendali di ruang tangki. Untuk mereka endapan Perlu dilakukan tindakan khusus, misalnya menyalakan mesin bantu yang menggunakan bahan bakar padat atau gas.

• Saat ini, untuk mesin roket kimia (termasuk mesin propelan cair), batas kemampuan energi bahan bakar telah tercapai, dan oleh karena itu, secara teoritis, kemungkinan peningkatan yang signifikan dalam impuls spesifiknya tidak diperkirakan, dan ini membatasi kemungkinan kemampuan teknologi roket berbasis penggunaan mesin kimia, sudah dikuasai dalam dua arah :
  1. Penerbangan luar angkasa di luar angkasa dekat Bumi (berawak dan tak berawak).
  2. Eksplorasi ruang angkasa di Tata Surya menggunakan kendaraan otomatis (“Voyager”, “Galileo”).

Jika ekspedisi berawak jangka pendek ke Mars atau Venus dengan mesin roket berbahan bakar cair masih tampak mungkin (walaupun ada keraguan tentang kelayakan penerbangan tersebut), maka untuk perjalanan ke objek yang lebih jauh di Tata Surya, ukurannya sebesar roket yang dibutuhkan untuk ini dan durasi penerbangan terlihat tidak realistis.

Mesin roket cair sangat diminati dan akan dibutuhkan untuk waktu yang sangat lama, karena tidak ada teknologi lain yang mampu mengangkat kargo dari Bumi dengan lebih andal dan ekonomis dan menempatkannya ke orbit rendah Bumi. Mereka aman dari sudut pandang lingkungan, terutama yang menggunakan oksigen cair dan minyak tanah. Tapi mesin roket cair, tentu saja, sama sekali tidak cocok untuk penerbangan ke bintang dan galaksi lain. Massa seluruh metagalaxy adalah 10 56 gram. Untuk berakselerasi dengan mesin roket berbahan bakar cair hingga setidaknya seperempat kecepatan cahaya, Anda memerlukan bahan bakar dalam jumlah yang sangat banyak - 10.3200 gram, jadi sangatlah bodoh untuk memikirkannya. Mesin roket cair memiliki ceruk tersendiri - mesin propulsi. Dengan menggunakan mesin cair, Anda dapat mempercepat kapal induk ke kecepatan lepas kedua, terbang ke Mars, dan selesai.

Sistem bahan bakar

Sistem bahan bakar mesin roket berbahan bakar cair mencakup semua elemen yang digunakan untuk memasok bahan bakar ke ruang bakar - tangki bahan bakar, saluran pipa, unit turbopump (TNA) - unit yang terdiri dari pompa dan turbin yang dipasang pada satu poros, sebuah injektor kepala, dan katup yang mengatur aliran bahan bakar.

Umpan pompa bahan bakar memungkinkan Anda menciptakan tekanan tinggi di ruang mesin, dari puluhan atmosfer hingga 250 atm (LPRE 11D520 RN "Zenit"). Tekanan tinggi memberikan tingkat ekspansi fluida kerja yang lebih besar, yang merupakan prasyarat untuk mencapai impuls spesifik yang tinggi. Selain itu, pada tekanan tinggi di ruang bakar, nilai rasio dorong terhadap berat mesin yang lebih baik tercapai - rasio daya dorong terhadap berat mesin. Semakin tinggi nilai indikator ini maka semakin kecil ukuran dan berat mesin (dengan jumlah daya dorong yang sama), serta semakin tinggi derajat kesempurnaannya. Keuntungan dari sistem pompa terutama terlihat pada mesin roket cair dengan daya dorong tinggi - misalnya, dalam sistem propulsi kendaraan peluncuran.

Pada Gambar. Gambar 1, gas buang dari turbin TNA masuk melalui kepala nosel ke dalam ruang bakar bersama dengan komponen bahan bakar (11). Mesin seperti itu disebut mesin siklus tertutup (atau dikenal sebagai mesin siklus tertutup), di mana seluruh aliran bahan bakar, termasuk yang digunakan dalam penggerak TPU, melewati ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair. Tekanan pada saluran keluar turbin pada mesin seperti itu jelas harus lebih tinggi daripada di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair, dan pada saluran masuk ke generator gas (6) yang memberi makan turbin, tekanan tersebut harus lebih tinggi lagi. Untuk memenuhi persyaratan ini, komponen bahan bakar yang sama (pada tekanan tinggi) yang digunakan oleh mesin roket berbahan bakar cair itu sendiri digunakan untuk menggerakkan turbin (dengan rasio komponen yang berbeda, biasanya dengan bahan bakar berlebih, untuk mengurangi beban termal pada mesin. turbin).

Alternatif dari siklus tertutup adalah siklus terbuka, dimana gas buang turbin dilepaskan langsung ke lingkungan melalui pipa knalpot. Penerapan siklus terbuka secara teknis lebih sederhana, karena pengoperasian turbin tidak berhubungan dengan pengoperasian ruang mesin propelan cair, dan dalam hal ini TPU umumnya dapat memiliki sistem bahan bakar sendiri, yang menyederhanakan prosedur untuk memulai seluruh sistem propulsi. Tetapi sistem siklus tertutup memiliki nilai impuls spesifik yang sedikit lebih baik, dan hal ini memaksa perancang untuk mengatasi kesulitan teknis dalam penerapannya, terutama untuk mesin kendaraan peluncur besar, yang memiliki persyaratan tinggi untuk indikator ini.

Dalam diagram pada Gambar. 1 satu pompa memompa kedua komponen, yang dapat diterima jika komponen memiliki kepadatan yang sebanding. Untuk sebagian besar cairan yang digunakan sebagai komponen propelan, densitasnya bervariasi pada kisaran 1 ± 0,5 g/cm³, sehingga memungkinkan penggunaan satu penggerak turbo untuk kedua pompa. Pengecualiannya adalah hidrogen cair, yang pada suhu 20 K memiliki massa jenis 0,071 g/cm³. Cairan ringan seperti itu memerlukan pompa dengan karakteristik yang sangat berbeda, termasuk kecepatan putaran yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu, jika hidrogen digunakan sebagai bahan bakar, pompa bahan bakar independen disediakan untuk setiap komponen.

Dengan daya dorong mesin yang rendah (dan, oleh karena itu, konsumsi bahan bakar yang rendah), unit turbopump menjadi elemen yang terlalu “berat”, sehingga memperburuk karakteristik bobot sistem propulsi. Alternatif untuk sistem bahan bakar pompa adalah sistem bahan bakar perpindahan, di mana pasokan bahan bakar ke ruang bakar dipastikan oleh peningkatan tekanan di tangki bahan bakar, yang dihasilkan oleh gas terkompresi, paling sering nitrogen, yang tidak mudah terbakar, tidak -beracun, tidak mengoksidasi dan relatif murah untuk diproduksi. Helium digunakan untuk memberi tekanan pada tangki dengan hidrogen cair, karena gas lain mengembun pada suhu hidrogen cair dan berubah menjadi cairan.

Saat mempertimbangkan pengoperasian mesin dengan sistem pasokan bahan bakar perpindahan dari diagram pada Gambar. 1, TNA tidak termasuk, dan komponen bahan bakar disuplai dari tangki langsung ke katup utama mesin roket (9, 10). Tekanan di dalam tangki bahan bakar selama perpindahan positif harus lebih tinggi daripada di ruang bakar, dan tangki harus lebih kuat (dan lebih berat) dibandingkan dengan sistem bahan bakar pompa. Dalam praktiknya, tekanan di ruang bakar mesin dengan pasokan bahan bakar perpindahan dibatasi hingga 10-15 at. Biasanya, mesin tersebut memiliki daya dorong yang relatif rendah (dalam 10 ton). Keunggulan sistem perpindahan adalah kesederhanaan desain dan kecepatan respon mesin terhadap perintah start, terutama jika menggunakan komponen bahan bakar yang dapat menyala sendiri. Mesin tersebut digunakan untuk melakukan manuver pesawat ruang angkasa di luar angkasa. Sistem perpindahan digunakan di ketiga sistem propulsi pesawat ruang angkasa Apollo - layanan (daya dorong 9760 kgf), pendaratan (daya dorong 4760 kgf), dan lepas landas (daya dorong 1950 kgf).

Kepala nosel- unit tempat dipasangnya nozel, yang dirancang untuk menginjeksikan komponen bahan bakar ke dalam ruang bakar. (Anda sering dapat menemukan nama yang salah untuk unit ini “kepala pencampur”. Ini adalah terjemahan yang tidak akurat, salinan artikel berbahasa Inggris. Inti dari kesalahannya adalah pencampuran komponen bahan bakar terjadi pada sepertiga pertama pembakaran. chamber, bukan di kepala injektor.) Syarat utama injektor adalah mencampur komponen secepat dan selengkap mungkin saat memasuki chamber, karena kecepatan penyalaan dan pembakarannya bergantung pada hal ini.
Melalui kepala nozzle mesin F-1 misalnya, 1,8 ton oksigen cair dan 0,9 ton minyak tanah masuk ke ruang bakar setiap detiknya. Dan waktu tinggal setiap porsi bahan bakar ini dan produk pembakarannya di dalam ruangan dihitung dalam milidetik. Selama waktu ini, bahan bakar harus terbakar semaksimal mungkin, karena bahan bakar yang tidak terbakar berarti hilangnya gaya dorong dan impuls spesifik. Solusi untuk masalah ini dicapai melalui beberapa langkah:

• Peningkatan maksimum jumlah nosel di kepala, dengan minimalisasi proporsional laju aliran melalui satu nosel. (Kepala injektor mesin F-1 memiliki 2.600 injektor oksigen dan 3.700 injektor minyak tanah.)
• Geometri khusus nozel di kepala dan urutan nozel bahan bakar dan oksidator bergantian.
• Bentuk khusus saluran nosel, yang menyebabkan rotasi terjadi ketika cairan bergerak melalui saluran, dan ketika memasuki ruang, ia dihamburkan ke samping oleh gaya sentrifugal.

Sistem pendingin

Karena cepatnya proses yang terjadi di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair, hanya sebagian kecil (fraksi persen) dari total panas yang dihasilkan di dalam ruang tersebut yang dipindahkan ke struktur mesin, namun karena suhu pembakaran yang tinggi (kadang-kadang lebih dari 3000 K), dan sejumlah besar panas yang dihasilkan, bahkan sebagian kecil saja sudah cukup untuk penghancuran termal mesin, sehingga masalah melindungi bagian material mesin roket berbahan bakar cair dari suhu tinggi sangat relevan. Untuk mengatasi masalah ini, ada dua metode mendasar yang sering digabungkan - pendinginan dan perlindungan termal.

Untuk mesin roket berbahan bakar cair dengan pasokan bahan bakar yang dipompa, satu metode pendinginan terutama digunakan bersama dengan satu metode perlindungan termal pada dinding ruang mesin roket berbahan bakar cair: pendinginan aliran Dan lapisan dinding [istilah yang tidak diketahui] . Sering digunakan untuk mesin kecil dengan sistem bahan bakar perpindahan positif. metode pendinginan ablatif.

Pendinginan aliran terdiri dari fakta bahwa di dinding ruang bakar dan bagian atas nosel yang paling panas, rongga dibuat dengan satu atau lain cara (kadang-kadang disebut "jaket pendingin"), yang melaluinya salah satu komponen bahan bakar ( biasanya bahan bakar) lewat sebelum memasuki kepala nosel, sehingga mendinginkan dinding ruangan.

Jika panas yang diserap oleh komponen pendingin dikembalikan ke ruangan bersama dengan cairan pendingin itu sendiri, maka sistem seperti ini disebut “ yg membarui", jika panas yang dibuang tidak masuk ke ruang bakar, melainkan dibuang ke luar, maka hal ini disebut “ mandiri» dengan metode pendinginan aliran.

Berbagai metode teknologi telah dikembangkan untuk membuat jaket pendingin. Ruang roket berbahan bakar cair V-2, misalnya, terdiri dari dua cangkang baja, bagian dalam (yang disebut “dinding api”) dan bagian luar, yang bentuknya berulang satu sama lain. Komponen pendingin (etanol) melewati celah di antara cangkang tersebut. Karena penyimpangan teknologi dalam ketebalan celah, aliran fluida yang tidak merata muncul, yang mengakibatkan terciptanya zona panas berlebih lokal pada cangkang bagian dalam, yang sering kali terbakar di zona ini dengan konsekuensi bencana.

Pada mesin modern, bagian dalam dinding ruang terbuat dari paduan perunggu yang sangat konduktif terhadap panas. Saluran sempit berdinding tipis dibuat di dalamnya dengan penggilingan (15D520 RN 11K77 Zenit, RN 11K25 Energia) atau etsa asam (SSME Space Shuttle). Dari luar, struktur ini dililitkan erat pada cangkang lembaran penahan beban yang terbuat dari baja atau titanium, yang menyerap beban gaya dari tekanan internal ruangan. Komponen pendingin bersirkulasi melalui saluran. Kadang-kadang jaket pendingin dirakit dari tabung penghantar panas tipis, disegel dengan paduan perunggu agar rapat, tetapi ruang tersebut dirancang untuk tekanan yang lebih rendah.

Peluncuran mesin roket

Meluncurkan mesin roket berbahan bakar cair adalah operasi yang bertanggung jawab, penuh dengan konsekuensi serius jika terjadi situasi darurat selama pelaksanaannya.

Jika komponen bahan bakar dapat menyala sendiri, artinya komponen tersebut masuk ke dalam reaksi pembakaran kimia melalui kontak fisik satu sama lain (misalnya, heptil/asam nitrat), permulaan proses pembakaran tidak menimbulkan masalah. Namun bila komponennya tidak seperti itu (misalnya oksigen/minyak tanah), diperlukan pemicu penyalaan eksternal, yang tindakannya harus dikoordinasikan secara tepat dengan suplai komponen bahan bakar ke ruang bakar. Campuran bahan bakar yang tidak terbakar merupakan bahan peledak dengan daya rusak yang besar, dan akumulasinya di dalam ruangan dapat menyebabkan kecelakaan serius.

Setelah penyalaan bahan bakar, pemeliharaan proses pembakaran yang berkelanjutan terjadi dengan sendirinya: bahan bakar yang baru masuk ke ruang bakar menyala karena suhu tinggi yang tercipta selama pembakaran bagian-bagian yang dimasukkan sebelumnya.

Untuk penyalaan awal bahan bakar di ruang bakar saat menghidupkan mesin roket berbahan bakar cair, berbagai metode digunakan:

• Penggunaan komponen yang dapat menyala sendiri (biasanya berdasarkan bahan bakar awal yang mengandung fosfor, dapat menyala sendiri ketika berinteraksi dengan oksigen), yang pada awal proses menghidupkan mesin dimasukkan ke dalam ruang melalui nozel tambahan khusus dari bahan bakar tambahan. sistem, dan setelah dimulainya pembakaran, komponen utama disuplai. Kehadiran sistem bahan bakar tambahan mempersulit desain mesin, namun memungkinkan untuk dihidupkan ulang beberapa kali.
• Penyala listrik yang terletak di ruang bakar dekat kepala injektor, yang bila dihidupkan akan menimbulkan busur listrik atau rangkaian percikan tegangan tinggi. Penyala ini sekali pakai. Begitu bahan bakar dinyalakan, ia terbakar.
• Penyala kembang api. Di dekat kepala nosel, bom pembakar kembang api kecil ditempatkan di dalam ruangan, yang dinyalakan oleh sekering listrik.

Penghidupan mesin otomatis mengoordinasikan aksi penyala dan pasokan bahan bakar pada waktunya.

Peluncuran mesin roket berbahan bakar cair berukuran besar dengan sistem bahan bakar pompa terdiri dari beberapa tahap: pertama, pompa dihidupkan dan dipercepat (proses ini juga dapat terdiri dari beberapa tahap), kemudian katup utama mesin roket berbahan bakar cair diputar. pada, biasanya dalam dua tahap atau lebih dengan peningkatan daya dorong bertahap dari tahap ke tahap.

Untuk mesin yang relatif kecil, praktiknya adalah menghidupkan mesin roket segera pada daya dorong 100%, yang disebut “meriam”.

Sistem kontrol otomatis LRE

Mesin roket berbahan bakar cair modern dilengkapi dengan otomatisasi yang agak rumit, yang harus melakukan tugas-tugas berikut:

• Menghidupkan mesin dengan aman dan membawanya ke mode utama.
• Mempertahankan kondisi operasi yang stabil.
• Perubahan gaya dorong sesuai dengan program penerbangan atau atas perintah sistem kendali eksternal.
• Mematikan mesin ketika roket mencapai orbit (lintasan) tertentu.
• Mengatur rasio konsumsi komponen.

Karena variasi teknologi dalam ketahanan hidrolik jalur bahan bakar dan oksidator, rasio laju aliran komponen dalam mesin sebenarnya berbeda dari yang dihitung, yang menyebabkan penurunan daya dorong dan impuls spesifik sehubungan dengan nilai yang dihitung. Akibatnya, roket mungkin tidak akan pernah menyelesaikan tugasnya karena salah satu komponen bahan bakarnya telah habis sepenuhnya. Pada awal ilmu roket, mereka berjuang dengan hal ini dengan menciptakan cadangan bahan bakar yang terjamin (roket diisi dengan lebih dari jumlah bahan bakar yang dihitung, sehingga cukup untuk setiap penyimpangan kondisi penerbangan nyata dari yang dihitung) . Pasokan bahan bakar yang terjamin tercipta dari muatan muatan. Saat ini, roket besar dilengkapi dengan sistem kontrol otomatis untuk rasio konsumsi komponen, yang memungkinkan untuk mempertahankan rasio ini mendekati yang dihitung, sehingga mengurangi jaminan pasokan bahan bakar, dan karenanya meningkatkan massa muatan.
Sistem kontrol otomatis Sistem propulsi mencakup sensor tekanan dan aliran di berbagai titik dalam sistem bahan bakar, dan badan eksekutif itu adalah katup utama mesin propelan cair dan katup kontrol turbin (pada Gambar 1 - posisi 7, 8, 9 dan 10).

Komponen bahan bakar

Pemilihan komponen bahan bakar merupakan salah satunya keputusan besar saat merancang mesin berbahan bakar cair, yang menentukan banyak detail desain mesin dan solusi teknis selanjutnya. Oleh karena itu, pemilihan bahan bakar untuk mesin roket berbahan bakar cair dilakukan dengan pertimbangan yang komprehensif mengenai tujuan mesin dan roket yang dipasang, kondisi pengoperasiannya, teknologi produksi, penyimpanan, transportasi ke lokasi peluncuran. , dll.

Salah satu indikator terpenting yang mengkarakterisasi kombinasi komponen adalah impuls spesifik yang memiliki sifat khusus penting ketika merancang kendaraan peluncuran untuk pesawat ruang angkasa, karena rasio massa bahan bakar dan muatan, dan oleh karena itu ukuran dan massa seluruh roket (lihat Rumus Tsiolkovsky), yang, jika impuls spesifiknya tidak cukup tinggi, dapat berubah menjadi tidak realistis, sangat bergantung padanya. Tabel 1 menunjukkan karakteristik utama beberapa kombinasi komponen bahan bakar cair.

Tabel 1

pengoksidasi	Bahan bakar	Kepadatan rata-rata bahan bakar, g/cm³	Suhu ruangan pembakaran, K	Tidak spesifik impuls, hal
Oksigen	Hidrogen	0,3155	3250	428
	Minyak tanah	1,036	3755	335
	Dimetilhidrazin tidak simetris	0,9915	3670	344
	Hidrazin	1,0715	3446	346
	Amonia	0,8393	3070	323
Dianitrogen tetroksida	Minyak tanah	1,269	3516	309
	Dimetilhidrazin tidak simetris	1,185	3469	318
	Hidrazin	1,228	3287	322
Fluor	Hidrogen	0,621	4707	449
	Hidrazin	1,314	4775	402
	pentaboran	1,199	4807	361

Mesin jet yang menggunakan gas dingin terkompresi (misalnya, udara atau nitrogen) juga merupakan mesin satu komponen. Mesin seperti ini disebut mesin jet gas dan terdiri dari katup dan nosel. Mesin jet gas digunakan di mana efek termal dan kimia dari jet buang tidak dapat diterima, dan persyaratan utamanya adalah kesederhanaan desain. Persyaratan tersebut harus dipenuhi, misalnya dengan alat gerak dan manuver kosmonot individu (UPMK) yang terletak di ransel di belakang punggung dan dimaksudkan untuk pergerakan saat bekerja di luar pesawat ruang angkasa. UPMK beroperasi dari dua silinder dengan nitrogen terkompresi, yang disuplai melalui katup solenoid menjadi sistem penggerak yang terdiri dari 16 mesin.

Mesin roket tiga komponen

Sejak awal tahun 1970-an, Uni Soviet dan Amerika Serikat telah mempelajari konsep mesin tiga bahan bakar yang akan menggabungkan impuls spesifik yang tinggi ketika menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar, dan kepadatan bahan bakar rata-rata yang lebih tinggi (dan, oleh karena itu, volume dan berat bahan bakar yang lebih kecil. tangki), karakteristik bahan bakar hidrokarbon. Saat dihidupkan, mesin seperti itu akan berjalan dengan oksigen dan minyak tanah, dan di ketinggian akan beralih menggunakan oksigen cair dan hidrogen. Pendekatan ini memungkinkan terciptanya kendaraan peluncuran luar angkasa satu tahap. Contoh Rusia Mesin tiga komponen tersebut adalah mesin roket berbahan bakar cair RD-701, yang dikembangkan untuk sistem transportasi dan luar angkasa MAKS yang dapat digunakan kembali.

Dimungkinkan juga untuk menggunakan dua bahan bakar secara bersamaan - misalnya, hidrogen - berilium - oksigen dan hidrogen - litium - fluor (berilium dan litium terbakar, dan hidrogen sebagian besar digunakan sebagai fluida kerja), yang memungkinkan tercapainya nilai impuls tertentu ​​di kisaran 550-560 detik, namun secara teknis sangat sulit dan belum pernah digunakan dalam latihan.

Kontrol roket

Pada roket cair, mesin seringkali selain berfungsi utama menghasilkan daya dorong, juga berfungsi sebagai pengatur penerbangan. Rudal balistik berpemandu pertama V-2 dikendalikan menggunakan 4 kemudi gas-dinamis grafit yang ditempatkan di aliran jet mesin di sepanjang pinggiran nosel. Dengan membelokkan, kemudi ini membelokkan sebagian aliran jet, yang mengubah arah vektor dorong mesin dan menciptakan momen gaya relatif terhadap pusat massa roket, yang merupakan aksi kendali. Metode ini secara signifikan mengurangi daya dorong mesin, terlebih lagi, kemudi grafit dalam aliran jet dapat mengalami erosi yang parah dan memiliki masa pakai yang sangat singkat.
Penggunaan sistem kendali rudal modern kamera PTZ Mesin roket cair, yang dipasang pada elemen penahan beban badan roket menggunakan engsel yang memungkinkan kamera diputar dalam satu atau dua bidang. Komponen bahan bakar disuplai ke ruangan menggunakan pipa fleksibel - bellow. Ketika kamera menyimpang dari sumbu yang sejajar dengan sumbu roket, gaya dorong kamera menciptakan torsi kontrol yang diperlukan. Kamera diputar oleh mesin kemudi hidrolik atau pneumatik, yang menjalankan perintah yang dihasilkan oleh sistem kendali roket.
Di kendaraan peluncuran luar angkasa Rusia Soyuz-2, selain 20 kamera utama sistem propulsi tetap, terdapat 12 kamera kontrol berputar yang lebih kecil (masing-masing di bidangnya sendiri). Ruang kemudi berbagi sistem bahan bakar yang sama dengan mesin utama.
Dari 11 mesin penggerak (semua tahap) kendaraan peluncuran Saturn 5, sembilan (kecuali tahap pusat 1 dan 2) berputar, masing-masing dalam dua bidang. Saat menggunakan mesin utama sebagai mesin kontrol, rentang pengoperasian rotasi kamera tidak lebih dari ±5°: karena daya dorong kamera utama yang tinggi dan lokasinya di kompartemen belakang, yaitu pada jarak yang cukup jauh dari pusat massa roket, bahkan defleksi kecil pada kamera akan menciptakan momen kontrol yang signifikan.

Selain kamera PTZ, terkadang digunakan motor yang hanya berfungsi untuk mengendalikan dan menstabilkan pesawat. Dua ruang dengan nosel yang arahnya berlawanan dipasang secara kaku pada badan peralatan sedemikian rupa sehingga gaya dorong dari ruang-ruang ini menciptakan momen gaya di sekitar salah satu sumbu utama peralatan. Oleh karena itu, untuk mengendalikan dua sumbu lainnya, sepasang motor kendalinya sendiri juga dipasang. Motor ini (biasanya satu komponen) dihidupkan dan dimatikan atas perintah sistem kendali kendaraan, memutarnya ke arah yang diperlukan. Sistem kendali seperti ini biasanya digunakan untuk orientasi pesawat terbang di luar angkasa.

• Mesin roket terkenal di dunia

Mesin S-IC dan Von Braun.jpg

Sistem propulsi Rockwell Amerika Utara, Rocketdyne F-1. 5 mesin dipasang pada tahap pertama kendaraan peluncuran luar angkasa Saturn 5. Mesin ini menggerakkan penerbangan manusia ke Bulan. Dorongan di permukaan laut - 691 tf. Penerbangan pertama - 1967

Lihat juga

• ORM (mesin), ORM-1, ORM-12, ORM-4, ORM-5, ORM-52, ORM-65, ORM-8, ORM-9
• RD-0120, RD-107, RD-108, RD-170, RD-701

Tulis ulasan pada artikel "Mesin roket cair"

Tautan

• A.A.Dorofeev.. MSTU mereka. N.E.Bauman. M., 1999.
• I. I. Shuneyko.. M., 1973.
• . Plot studio televisi Roscosmos.

Catatan

Bergerak maju mundur Jumlah batang Lokasi silinder Jenis piston Jalan pengapian Putar Gabungan Tipe utama Non-kompresor Modifikasi dan sistem hibrida Bahan kimia Cairan Nuklir Listrik Lainnya Berdasarkan jenis fluida kerja Berdasarkan fitur desain Asinkron Sinkronis Lainnya

Kutipan yang mencirikan Mesin Roket Cair

- Kepada Yang Mulia dengan suatu keperluan.
- Ini dia! - kata Boris, yang mendengar bahwa Rostov membutuhkan Yang Mulia, bukan Yang Mulia.
Dan dia mengarahkannya ke Grand Duke, yang, seratus langkah dari mereka, dengan helm dan tunik penjaga kavaleri, dengan bahu terangkat dan alis berkerut, meneriakkan sesuatu kepada perwira Austria yang berkulit putih dan pucat.
- Ya, ini adipati“Dan aku harus menemui panglima tertinggi atau penguasa,” kata Rostov dan mulai menggerakkan kudanya.
- Hitung, hitung! - teriak Berg, sama bersemangatnya dengan Boris, berlari dari sisi lain, - Count, aku terluka di tangan kananku (katanya sambil menunjukkan tangannya, berdarah, diikat dengan saputangan) dan tetap di depan. Count, memegang pedang di tangan kiriku: dalam perlombaan kami, von Berg, Count, semuanya adalah ksatria.
Berg mengatakan sesuatu yang lain, tetapi Rostov, tanpa mendengarkannya, sudah melanjutkan perjalanan.
Setelah melewati para penjaga dan celah kosong, Rostov, agar tidak jatuh ke baris pertama lagi, ketika ia diserang oleh penjaga kavaleri, melaju di sepanjang garis cadangan, pergi jauh di sekitar tempat penembakan dan meriam terpanas. telah didengar. Tiba-tiba, di depannya dan di belakang pasukan kami, di tempat yang tidak mungkin dia curigai oleh musuh, dia mendengar suara tembakan senapan jarak dekat.
"Apa yang mungkin terjadi? - pikir Rostov. - Apakah musuh berada di belakang pasukan kita? Ini tidak mungkin, pikir Rostov, dan kengerian ketakutan terhadap dirinya sendiri dan hasil dari seluruh pertempuran tiba-tiba menghampirinya. “Bagaimanapun juga,” pikirnya, “tidak ada lagi yang bisa dilakukan sekarang.” Saya harus mencari panglima tertinggi di sini, dan jika semuanya hilang, maka tugas saya adalah binasa bersama orang lain.”
Firasat buruk yang tiba-tiba datang ke tubuh Rostov semakin terkonfirmasi semakin jauh ia melaju ke ruang yang ditempati oleh kerumunan pasukan heterogen, yang terletak di luar desa Prats.
- Apa yang terjadi? Apa yang terjadi? Siapa yang mereka tembak? Siapa yang menembak? - Tanya Rostov, mencocokkan tentara Rusia dan Austria yang berlari dalam kerumunan di seberang jalannya.
- Iblis mengenal mereka? Kalahkan semuanya! Enyah! - kerumunan orang berlarian dan tidak mengerti, sama seperti dia, apa yang terjadi di sini, menjawabnya dalam bahasa Rusia, Jerman, dan Ceko.
- Kalahkan Jerman! - seseorang berteriak.
- Sialan mereka - pengkhianat.
“Zum Henker diese Ruesen... [Persetan dengan orang-orang Rusia ini...],” gerutu orang Jerman itu.
Beberapa orang terluka sedang berjalan di sepanjang jalan. Kutukan, jeritan, rintihan menyatu menjadi satu raungan yang sama. Penembakan mereda dan, seperti yang diketahui oleh Rostov, tentara Rusia dan Austria saling menembak.
"Tuhanku! apa ini? - pikir Rostov. - Dan di sini, di mana penguasa dapat melihatnya kapan saja... Tapi tidak, ini mungkin hanya beberapa bajingan. Ini akan berlalu, ini bukan, ini tidak mungkin terjadi, pikirnya. “Cepatlah, lewati mereka dengan cepat!”
Pikiran tentang kekalahan dan pelarian tidak dapat terlintas di kepala Rostov. Meskipun dia melihat senjata dan pasukan Prancis tepatnya di Gunung Pratsenskaya, tepat di tempat dia diperintahkan untuk mencari panglima tertinggi, dia tidak bisa dan tidak mau mempercayainya.

Dekat desa Praca, Rostov diperintahkan untuk mencari Kutuzov dan penguasa. Tapi di sini bukan hanya mereka tidak ada di sana, tapi tidak ada satu pun komandan, tapi ada banyak sekali pasukan yang frustrasi.
Dia mendesak kudanya yang sudah lelah untuk melewati kerumunan ini secepat mungkin, tapi semakin jauh dia bergerak, semakin banyak orang yang kesal. Jalan raya yang dilaluinya dipenuhi dengan gerbong, segala jenis gerbong, tentara Rusia dan Austria, dari semua cabang militer, terluka dan tidak terluka. Semua ini berdengung dan berkerumun secara bercampur dengan suara suram bola meriam yang beterbangan dari baterai Prancis yang ditempatkan di Dataran Tinggi Pratsen.
- Dimana penguasanya? dimana Kutuzov? - Rostov bertanya kepada semua orang bahwa dia bisa berhenti, dan tidak bisa mendapatkan jawaban dari siapa pun.
Akhirnya, sambil memegang kerah prajurit itu, dia memaksanya untuk menjawab sendiri.
- Eh! Saudara laki-laki! Semua orang sudah lama berada di sana, mereka sudah lari duluan! - kata prajurit itu kepada Rostov, menertawakan sesuatu dan melepaskan diri.
Meninggalkan prajurit ini, yang jelas-jelas mabuk, Rostov menghentikan kuda petugas atau penjaga orang penting dan mulai menanyainya. Petugas tersebut mengumumkan kepada Rostov bahwa satu jam yang lalu penguasa telah dikendarai dengan kecepatan penuh dengan kereta di sepanjang jalan ini, dan bahwa penguasa terluka parah.
“Tidak mungkin,” kata Rostov, “itu benar, orang lain.”
“Saya melihatnya sendiri,” kata petugas itu sambil tersenyum percaya diri. “Sudah waktunya bagi saya untuk mengenal penguasa: sepertinya sudah berapa kali saya melihat hal seperti ini di Sankt Peterburg.” Seorang pria pucat dan sangat pucat duduk di dalam kereta. Segera setelah keempat orang kulit hitam itu melepaskan diri, ayahku, dia bergemuruh melewati kami: sepertinya sudah waktunya untuk mengenal kuda kerajaan dan Ilya Ivanovich; Tampaknya kusir tidak berkendara bersama orang lain seperti Tsar.
Rostov melepaskan kudanya dan ingin melanjutkan perjalanannya. Seorang petugas yang terluka berjalan melewatinya menoleh ke arahnya.
-Apa yang kamu mau? – tanya petugas itu. - Panglima? Jadi dia dibunuh oleh peluru meriam, dibunuh di dada oleh resimen kami.
“Tidak terbunuh, terluka,” petugas lainnya mengoreksi.
- Siapa? Kutuzov? - tanya Rostov.
- Bukan Kutuzov, tapi apa pun sebutannya - yah, sama saja, tidak banyak yang masih hidup. Pergilah ke sana, ke desa itu, semua aparat sudah berkumpul di sana,” kata petugas tersebut sambil menunjuk desa Gostieradek dan berjalan melewatinya.
Rostov melaju dengan cepat, tidak tahu mengapa atau kepada siapa dia akan pergi sekarang. Kaisar terluka, pertempurannya kalah. Mustahil untuk tidak mempercayainya sekarang. Rostov melaju ke arah yang ditunjukkan kepadanya dan di mana menara dan gereja terlihat di kejauhan. Apa yang membuatnya terburu-buru? Apa yang bisa dia katakan sekarang kepada penguasa atau Kutuzov, meskipun mereka masih hidup dan tidak terluka?
“Pergilah ke sini, Yang Mulia, dan di sini mereka akan membunuh Anda,” teriak prajurit itu kepadanya. - Mereka akan membunuhmu di sini!
- TENTANG! apa yang kamu katakan? kata yang lain. -Kemana dia akan pergi? Di sini lebih dekat.
Rostov memikirkannya dan mengemudi tepat ke arah di mana dia diberitahu bahwa dia akan dibunuh.
“Sekarang tidak masalah: jika penguasa terluka, haruskah saya menjaga diri saya sendiri?” dia pikir. Dia memasuki area dimana sebagian besar orang yang melarikan diri dari Pratsen meninggal. Prancis belum menduduki tempat ini, dan Rusia, baik yang masih hidup maupun yang terluka, telah lama meninggalkannya. Di lapangan, seperti tumpukan tanah subur yang subur, tergeletak sepuluh orang, lima belas orang terbunuh dan terluka di setiap persepuluhan ruang. Yang terluka merangkak turun berdua atau bertiga bersama-sama, dan orang bisa mendengar jeritan dan rintihan mereka yang tidak menyenangkan, terkadang pura-pura, seperti yang terlihat di mata Rostov. Rostov mulai berlari dengan kudanya agar tidak melihat semua orang yang menderita ini, dan dia menjadi takut. Dia takut bukan pada nyawanya, tapi pada keberanian yang dia butuhkan dan, dia tahu, tidak akan tahan melihat orang-orang malang ini.
Orang Prancis, yang berhenti menembaki lapangan yang dipenuhi orang mati dan terluka ini, karena tidak ada seorang pun yang hidup di sana, melihat ajudan melaju di sepanjang lapangan itu, mengarahkan pistol ke arahnya dan melemparkan beberapa peluru meriam. Perasaan dari siulan, suara-suara mengerikan dan orang-orang mati di sekitarnya menyatu dalam satu kesan horor dan rasa mengasihani diri sendiri di kalangan Rostov. Dia teringat surat terakhir ibunya. “Apa yang akan dia rasakan,” pikirnya, “jika dia melihatku sekarang di sini, di lapangan ini dan dengan senjata diarahkan ke arahku.”
Di desa Gostieradeke, meskipun bingung, tetapi dalam urutan yang lebih besar, pasukan Rusia berbaris menjauh dari medan perang. Bola meriam Prancis tidak bisa lagi mencapai sini, dan suara tembakan terdengar jauh. Di sini semua orang sudah melihat dengan jelas dan mengatakan bahwa pertempuran telah kalah. Kepada siapa pun Rostov berpaling, tidak ada yang bisa memberitahunya di mana penguasa berada, atau di mana Kutuzov berada. Beberapa mengatakan bahwa rumor tentang luka sultan itu benar, yang lain mengatakan bahwa itu tidak benar, dan menjelaskan rumor palsu yang telah menyebar ini dengan fakta bahwa, memang, Marsekal Count Tolstoy yang pucat dan ketakutan berlari kembali dari medan perang ke sultan. kereta, yang berangkat bersama rombongan kaisar lainnya di medan perang. Seorang petugas memberi tahu Rostov bahwa di luar desa, di sebelah kiri, dia melihat seseorang dari otoritas yang lebih tinggi, dan Rostov pergi ke sana, tidak lagi berharap menemukan siapa pun, tetapi hanya untuk menjernihkan hati nuraninya di hadapan dirinya sendiri. Setelah menempuh perjalanan sekitar tiga mil dan melewati pasukan Rusia terakhir, di dekat kebun sayur yang digali di dekat parit, Rostov melihat dua penunggang kuda berdiri di seberang parit. Yang satu, dengan bulu putih di topinya, entah kenapa terasa familier bagi Rostov; seorang penunggang kuda lain yang tidak dikenalnya, di atas kuda merah yang cantik (kuda ini sepertinya tidak asing lagi bagi Rostov) naik ke parit, mendorong kuda itu dengan tajinya dan, melepaskan kendali, dengan mudah melompati parit di taman. Hanya bumi yang runtuh dari tanggul akibat kuku belakang kuda. Memutar kudanya dengan tajam, dia kembali melompati parit dan dengan hormat menyapa penunggangnya yang berbulu putih, tampaknya mengundangnya untuk melakukan hal yang sama. Penunggang kuda itu, yang sosoknya tampak familier bagi Rostov dan karena alasan tertentu tanpa sadar menarik perhatiannya, membuat isyarat negatif dengan kepala dan tangannya, dan dengan isyarat ini Rostov langsung mengenali penguasa yang disayangi dan dipujanya.
“Tapi itu tidak mungkin dia, sendirian di tengah lapangan kosong ini,” pikir Rostov. Pada saat ini, Alexander menoleh, dan Rostov melihat ciri-ciri favoritnya terukir dengan jelas dalam ingatannya. Kaisar pucat, pipinya cekung dan matanya cekung; tapi ada lebih banyak pesona dan kelembutan pada wajahnya. Rostov senang, yakin bahwa rumor tentang luka sang penguasa tidak adil. Dia senang dia melihatnya. Dia tahu bahwa dia bisa, bahkan harus, langsung menoleh padanya dan menyampaikan apa yang diperintahkan kepadanya dari Dolgorukov.
Namun seperti halnya seorang pemuda yang sedang jatuh cinta gemetar dan pingsan, tidak berani mengatakan apa yang diimpikannya di malam hari, dan melihat sekeliling dengan ketakutan, mencari pertolongan atau kemungkinan penundaan dan pelarian, ketika saat yang diinginkan telah tiba dan dia berdiri sendiri. bersamanya, jadi Rostov sekarang, setelah mencapai apa yang dia inginkan lebih dari apa pun di dunia, tidak tahu bagaimana mendekati penguasa, dan dia dihadapkan pada ribuan alasan mengapa hal itu tidak nyaman, tidak senonoh, dan tidak mungkin.
"Bagaimana! Sepertinya aku senang memanfaatkan kenyataan bahwa dia sendirian dan putus asa. Wajah yang tidak dikenal mungkin tampak tidak menyenangkan dan sulit baginya pada saat sedih ini; Lalu apa yang bisa kukatakan padanya sekarang, ketika hanya melihatnya jantungku berdetak kencang dan mulutku menjadi kering?” Tak satu pun dari pidato-pidato yang tak terhitung jumlahnya yang dia sampaikan kepada penguasa, yang disusun dalam imajinasinya, muncul di benaknya sekarang. Pidato-pidato itu sebagian besar diadakan dalam kondisi yang sangat berbeda, sebagian besar diucapkan pada saat kemenangan dan kemenangan dan terutama di ranjang kematiannya karena luka-lukanya, sementara penguasa berterima kasih atas tindakan heroiknya, dan dia, sekarat, mengungkapkan pidatonya. cinta dikonfirmasi sebenarnya milikku.
“Lalu mengapa saya harus bertanya kepada penguasa tentang perintahnya ke sayap kanan, padahal sudah jam 4 sore dan pertempuran sudah kalah? Tidak, aku seharusnya tidak mendekatinya. Seharusnya tidak mengganggu lamunannya. Lebih baik mati seribu kali daripada mendapat tatapan buruk darinya, opini buruk,” putuskan Rostov dan dengan kesedihan dan keputusasaan di dalam hatinya dia pergi, terus-menerus melihat kembali ke penguasa, yang masih berdiri di posisi yang sama. dari keragu-raguan.
Sementara Rostov mempertimbangkan hal ini dan dengan sedih menjauh dari penguasa, Kapten von Toll secara tidak sengaja melaju ke tempat yang sama dan, melihat penguasa, langsung menuju ke arahnya, menawarkan jasanya dan membantunya menyeberangi parit dengan berjalan kaki. Kaisar, ingin beristirahat dan merasa tidak enak badan, duduk di bawah pohon apel, dan Tol berhenti di sampingnya. Dari jauh, Rostov melihat dengan rasa iri dan penyesalan bagaimana von Tol berbicara lama dan penuh semangat kepada penguasa, dan bagaimana penguasa, yang tampaknya menangis, menutup matanya dengan tangannya dan berjabat tangan dengan Tol.
“Dan aku bisa menggantikannya?” Rostov berpikir dalam hati dan, nyaris tidak menahan air mata penyesalan atas nasib penguasa, dengan putus asa dia melanjutkan perjalanan, tidak tahu ke mana dan mengapa dia pergi sekarang.
Keputusasaannya semakin besar karena dia merasa kelemahannya sendirilah yang menjadi penyebab kesedihannya.
Dia bisa... tidak hanya bisa, tapi dia harus pergi menemui penguasa. Dan ini adalah satu-satunya kesempatan untuk menunjukkan pengabdiannya kepada penguasa. Dan dia tidak menggunakannya... “Apa yang telah saya lakukan?” dia pikir. Dan dia memutar kudanya dan berlari kembali ke tempat dia melihat kaisar; tapi tidak ada lagi orang di balik parit itu. Hanya gerobak dan gerbong yang mengemudi. Dari seorang furman, Rostov mengetahui bahwa markas besar Kutuzov terletak di dekat desa tempat konvoi pergi. Rostov mengejar mereka.
Penjaga Kutuzov berjalan di depannya, menggiring kuda-kuda dalam selimut. Di belakang bereytor ada sebuah gerobak, dan di belakang gerobak itu berjalan seorang pelayan tua, bertopi, mantel kulit domba dan dengan kaki tertekuk.
- Titus, oh Titus! - kata si bereitor.
- Apa? - jawab lelaki tua itu dengan linglung.
- Titus! Pergi mengirik.
- Eh, bodoh, ugh! – kata lelaki tua itu sambil meludah dengan marah. Beberapa waktu berlalu dalam gerakan diam, dan lelucon yang sama terulang lagi.
Pada pukul lima sore pertempuran itu kalah di semua titik. Lebih dari seratus senjata sudah berada di tangan Prancis.
Przhebyshevsky dan korpsnya meletakkan senjata mereka. Pasukan lain, setelah kehilangan sekitar setengah dari jumlah anggotanya, mundur dalam kerumunan yang frustrasi dan bercampur aduk.
Sisa-sisa pasukan Lanzheron dan Dokhturov, berbaur, berkerumun di sekitar kolam di bendungan dan tepian dekat desa Augesta.
Hanya pada pukul 6 di bendungan Augesta, meriam panas dari pasukan Prancis masih terdengar, yang telah membangun banyak baterai di lereng Dataran Tinggi Pratsen dan mengenai pasukan kami yang mundur.
Di barisan belakang, Dokhturov dan yang lainnya, mengumpulkan batalyon, membalas tembakan ke arah kavaleri Prancis yang mengejar kami. Hari mulai gelap. Di bendungan sempit Augest, di mana selama bertahun-tahun si tukang giling tua duduk dengan tenang dalam topi dengan pancing, sementara cucunya, sambil menyingsingkan lengan bajunya, memilah ikan perak yang bergetar di kaleng penyiram; di bendungan ini, di mana selama bertahun-tahun orang-orang Moravia berkendara dengan damai di atas gerobak kembar mereka yang memuat gandum, dengan topi lusuh dan jaket biru dan, ditaburi tepung, dengan gerobak putih berangkat di sepanjang bendungan yang sama - di bendungan sempit yang sekarang berada di antara gerbong dan meriam, di bawah kuda dan di antara roda, orang-orang yang cacat karena ketakutan akan kematian berkerumun, saling menghancurkan, sekarat, berjalan di atas yang sekarat dan saling membunuh hanya untuk memastikan, setelah berjalan beberapa langkah. juga dibunuh.
Setiap sepuluh detik, memompa udara, sebuah peluru meriam terciprat atau sebuah granat meledak di tengah kerumunan yang padat ini, membunuh dan memercikkan darah pada mereka yang berdiri di dekatnya. Dolokhov, terluka di lengan, berjalan kaki bersama selusin tentara kompinya (dia sudah menjadi perwira) dan komandan resimennya, menunggang kuda, mewakili sisa-sisa seluruh resimen. Ditarik oleh massa, mereka mendesak ke pintu masuk bendungan dan, terdesak dari semua sisi, berhenti karena seekor kuda di depannya terjatuh di bawah meriam, dan massa menariknya keluar. Satu peluru meriam membunuh seseorang di belakang mereka, peluru lainnya mengenai bagian depan dan memercikkan darah Dolokhov. Kerumunan itu bergerak putus asa, menyusut, bergerak beberapa langkah dan berhenti lagi.
Berjalanlah seratus langkah ini, dan Anda mungkin akan diselamatkan; berdiri selama dua menit lagi, dan semua orang mungkin mengira dia sudah mati. Dolokhov, berdiri di tengah kerumunan, bergegas ke tepi bendungan, menjatuhkan dua tentara, dan melarikan diri ke es licin yang menutupi kolam.
“Putar,” teriaknya sambil melompat ke atas es yang retak di bawahnya, “putar!” - dia berteriak ke arah pistol. - Tahan!...
Es menahannya, tetapi es itu bengkok dan retak, dan jelas bahwa tidak hanya di bawah senjata atau kerumunan orang, tetapi di bawahnya saja es itu akan runtuh. Mereka memandangnya dan meringkuk di dekat pantai, belum berani menginjak es. Komandan resimen, berdiri menunggang kuda di pintu masuk, mengangkat tangannya dan membuka mulutnya, berbicara kepada Dolokhov. Tiba-tiba salah satu bola meriam bersiul sangat rendah di atas kerumunan sehingga semua orang membungkuk. Sesuatu tercebur ke dalam air basah, dan sang jenderal serta kudanya jatuh ke dalam genangan darah. Tidak ada yang memandang sang jenderal, tidak ada yang berpikir untuk membesarkannya.
- Ayo naik es! berjalan di atas es! Ayo pergi! gerbang! tidak bisakah kamu mendengar! Ayo pergi! - tiba-tiba, setelah peluru meriam mengenai sang jenderal, suara-suara yang tak terhitung jumlahnya terdengar, tidak tahu apa atau mengapa mereka berteriak.
Salah satu senjata belakang, yang memasuki bendungan, berbelok ke atas es. Kerumunan tentara dari bendungan mulai berlari menuju kolam yang membeku. Di bawah salah satu prajurit terkemuka, es retak dan satu kaki masuk ke dalam air; dia ingin pulih dan jatuh setinggi pinggang.
Prajurit terdekat ragu-ragu, pengemudi senjata menghentikan kudanya, tetapi teriakan masih terdengar dari belakang: “Naik ke atas es, ayo pergi!” Ayo pergi! Dan teriakan ngeri terdengar dari kerumunan. Para prajurit yang mengelilingi senjata itu melambai ke arah kuda-kuda itu dan memukuli mereka agar mereka berbalik dan bergerak. Kuda-kuda berangkat dari pantai. Es yang menahan para prajurit runtuh menjadi potongan besar, dan sekitar empat puluh orang yang berada di atas es bergegas maju dan mundur, menenggelamkan satu sama lain.
Bola meriam masih bersiul secara merata dan terciprat ke es, ke dalam air dan, paling sering, ke kerumunan yang menutupi bendungan, kolam, dan pantai.

Di Gunung Pratsenskaya, tepat di tempat dia jatuh dengan tiang bendera di tangannya, Pangeran Andrei Bolkonsky terbaring, berdarah, dan, tanpa menyadarinya, mengerang pelan, menyedihkan dan kekanak-kanakan.
Menjelang sore, dia berhenti mengerang dan menjadi sunyi senyap. Dia tidak tahu berapa lama pelupaannya berlangsung. Tiba-tiba dia merasa hidup kembali dan menderita sakit yang membakar dan merobek di kepalanya.
“Di manakah langit tinggi ini, yang sampai sekarang belum kuketahui dan kulihat hari ini?” adalah pikiran pertamanya. “Dan saya juga tidak mengetahui penderitaan ini,” pikirnya. - Ya, saya tidak tahu apa-apa sampai sekarang. Tapi dimana aku?
Dia mulai mendengarkan dan mendengar suara kuda yang mendekat dan suara-suara berbahasa Perancis. Dia membuka matanya. Di atasnya lagi-lagi ada langit tinggi yang sama dengan awan mengambang yang menjulang lebih tinggi lagi, di mana batas biru bisa terlihat. Dia tidak menoleh dan tidak melihat orang-orang yang, dilihat dari suara kuku dan suaranya, melaju ke arahnya dan berhenti.
Penunggang kuda yang datang adalah Napoleon dengan didampingi dua ajudannya. Bonaparte, berkeliling medan perang, memberikan perintah terakhir untuk memperkuat baterai yang menembaki Bendungan Augesta dan memeriksa korban tewas dan luka yang tersisa di medan perang.
- De beaux hommes! [Cantik!] - kata Napoleon, melihat ke arah grenadier Rusia yang terbunuh, yang, dengan wajah terkubur di tanah dan bagian belakang kepalanya menghitam, berbaring tengkurap, membuang salah satu lengannya yang sudah mati rasa jauh-jauh.
– Amunisi dari potongan-potongan posisinya tidak bagus, Baginda! [Tidak ada lagi pengisian baterai, Yang Mulia!] - kata ajudan saat itu, yang datang dari baterai yang ditembakkan pada Agustus.
“Faites avancer celles de la Reserve, [Dibawa dari cadangan,” kata Napoleon, dan, setelah berjalan beberapa langkah, dia berhenti di dekat Pangeran Andrei, yang sedang berbaring telentang dengan tiang bendera terlempar di sebelahnya (the spanduk sudah diambil oleh Perancis, seperti piala).
“Voila une belle mort, [Ini kematian yang indah,”] kata Napoleon sambil menatap Bolkonsky.
Pangeran Andrei menyadari bahwa hal ini dikatakan tentang dia, dan bahwa Napoleon juga mengatakan hal ini. Dia mendengar orang yang mengucapkan kata-kata ini disebut tuan. Tapi dia mendengar kata-kata ini seolah-olah dia mendengar dengungan lalat. Bukan saja dia tidak tertarik pada mereka, tetapi dia bahkan tidak menyadarinya, dan langsung melupakannya. Kepalanya terasa panas; dia merasa mengeluarkan darah, dan dia melihat di atasnya langit yang jauh, tinggi dan abadi. Dia tahu bahwa Napoleon adalah pahlawannya, tetapi pada saat itu Napoleon tampak seperti orang yang kecil dan tidak penting dibandingkan dengan apa yang sekarang terjadi antara jiwanya dan langit yang tinggi dan tak berujung dengan awan melintasinya. Dia tidak peduli sama sekali pada saat itu, tidak peduli siapa yang berdiri di atasnya, tidak peduli apa yang mereka katakan tentang dia; Dia hanya senang bahwa orang-orang berdiri di dekatnya, dan dia hanya berharap orang-orang ini akan membantunya dan menghidupkannya kembali, yang tampak begitu indah baginya, karena dia memahaminya dengan sangat berbeda sekarang. Dia mengerahkan seluruh kekuatannya untuk bergerak dan mengeluarkan suara. Dia dengan lemah menggerakkan kakinya dan mengeluarkan erangan yang menyedihkan, lemah, dan menyakitkan.
- A! “Dia masih hidup,” kata Napoleon. – Angkat pemuda ini, ce jeune homme, dan bawa dia ke ruang ganti!
Setelah mengatakan ini, Napoleon melaju lebih jauh menuju Marsekal Lan, yang, melepas topinya, tersenyum dan memberi selamat atas kemenangannya, pergi ke arah kaisar.
Pangeran Andrei tidak ingat apa-apa lagi: dia kehilangan kesadaran karena rasa sakit yang luar biasa yang menimpanya karena dibaringkan di atas tandu, tersentak saat bergerak, dan memeriksa luka di ruang ganti. Dia baru bangun di penghujung hari, ketika dia bersatu dengan petugas Rusia lainnya yang terluka dan ditangkap dan dibawa ke rumah sakit. Selama gerakan ini dia merasa lebih segar dan dapat melihat sekeliling dan bahkan berbicara.
Kata-kata pertama yang dia dengar ketika dia bangun adalah kata-kata petugas pengawal Perancis, yang buru-buru berkata:
- Kita harus berhenti di sini: kaisar akan lewat sekarang; dia akan senang melihat tuan-tuan yang tertawan ini.
“Ada begitu banyak tahanan saat ini, hampir seluruh tentara Rusia, sehingga dia mungkin bosan dengan hal itu,” kata petugas lainnya.
- Yah, bagaimanapun juga! Yang ini, kata mereka, adalah komandan seluruh pengawal Kaisar Alexander,” kata yang pertama sambil menunjuk seorang perwira Rusia yang terluka dan berseragam kavaleri putih.
Bolkonsky mengenali Pangeran Repnin, yang dia temui di masyarakat St. Petersburg. Di sebelahnya berdiri seorang anak laki-laki berusia 19 tahun, juga seorang perwira kavaleri yang terluka.
Bonaparte, yang berlari kencang, menghentikan kudanya.
-Siapa yang tertua? - katanya ketika dia melihat para tahanan.
Mereka menamai sang kolonel, Pangeran Repnin.
– Apakah Anda komandan resimen kavaleri Kaisar Alexander? - tanya Napoleon.
“Saya memerintahkan satu skuadron,” jawab Repnin.
“Resimen Anda dengan jujur ​​​​memenuhi tugasnya,” kata Napoleon.
“Pujian dari seorang panglima yang hebat adalah pahala terbaik bagi seorang prajurit,” kata Repnin.
“Saya memberikannya kepada Anda dengan senang hati,” kata Napoleon. -Siapa pemuda di sebelahmu ini?
Pangeran Repnin bernama Letnan Sukhtelen.
Melihatnya, Napoleon berkata sambil tersenyum:
– Aku akan melakukannya dengan baik jika kita melakukannya. [Dia datang untuk bersaing dengan kami ketika dia masih muda.]
“Masa muda tidak menghentikanmu untuk menjadi berani,” kata Sukhtelen dengan suara pecah.
“Jawaban yang bagus sekali,” kata Napoleon. - Anak muda, kamu akan pergi jauh!
Pangeran Andrei, yang, untuk melengkapi piala para tawanan, juga dihadirkan, di hadapan kaisar, mau tidak mau menarik perhatiannya. Napoleon rupanya ingat bahwa dia pernah melihatnya di lapangan dan, ketika menyapanya, menggunakan nama yang sama dengan pemuda itu - jeune homme, yang dengannya Bolkonsky tercermin dalam ingatannya untuk pertama kalinya.
– Dan kamu, sayangku? Nah, bagaimana dengan anda, anak muda? - dia menoleh padanya, - bagaimana perasaanmu, mon pemberani?
Terlepas dari kenyataan bahwa lima menit sebelumnya, Pangeran Andrei dapat mengucapkan beberapa patah kata kepada para prajurit yang membawanya, dia sekarang, langsung menatap Napoleon, terdiam... Semua kepentingan yang menduduki Napoleon tampak begitu tidak berarti baginya pada saat itu. saat ini, baginya, pahlawannya sendiri tampak begitu remeh, dengan kesombongan kecil dan kegembiraan kemenangan, dibandingkan dengan yang tinggi, adil dan Astaga, yang dia lihat dan pahami - bahwa dia tidak dapat menjawabnya.
Dan segala sesuatu tampak begitu tidak berguna dan tidak penting dibandingkan dengan struktur pemikiran yang ketat dan agung yang disebabkan oleh melemahnya kekuatannya akibat pendarahan, penderitaan, dan harapan kematian yang akan segera terjadi. Menatap mata Napoleon, Pangeran Andrei memikirkan betapa tidak pentingnya kebesaran, tentang tidak pentingnya kehidupan, yang maknanya tidak dapat dipahami oleh siapa pun, dan tentang betapa tidak pentingnya kematian, yang maknanya tidak dapat dipahami dan tidak dapat dipahami oleh siapa pun yang hidup. menjelaskan.
Kaisar, tanpa menunggu jawaban, berbalik dan, pergi, menoleh ke salah satu komandan:
“Biarkan mereka menjaga tuan-tuan ini dan membawa mereka ke bivak saya; biarkan dokter saya Larrey memeriksa luka mereka. Selamat tinggal, Pangeran Repnin,” dan dia, sambil menggerakkan kudanya, berlari kencang.
Ada pancaran kepuasan diri dan kebahagiaan di wajahnya.
Para prajurit yang membawa Pangeran Andrei dan mengambil darinya ikon emas yang mereka temukan, digantungkan pada saudaranya oleh Putri Marya, melihat kebaikan kaisar dalam memperlakukan para tahanan, segera mengembalikan ikon tersebut.
Pangeran Andrei tidak melihat siapa yang memakainya lagi atau bagaimana, tapi di dadanya, di atas seragamnya, tiba-tiba ada ikon di rantai emas kecil.
“Alangkah baiknya,” pikir Pangeran Andrei, sambil melihat ikon ini, yang digantungkan oleh saudara perempuannya dengan penuh perasaan dan hormat, “akan lebih baik jika semuanya sejelas dan sesederhana yang terlihat oleh Putri Marya. Betapa menyenangkannya mengetahui di mana mencari bantuan dalam kehidupan ini dan apa yang diharapkan setelahnya, di sana, setelah kematian! Betapa bahagia dan tenangnya aku jika sekarang aku bisa berkata: Tuhan, kasihanilah aku!... Tapi kepada siapa aku akan mengatakan ini? Entah kekuatan yang tidak terbatas, tidak dapat dipahami, yang bukan hanya tidak dapat saya atasi, tetapi juga yang tidak dapat saya ungkapkan dengan kata-kata - hebatnya segalanya atau tidak sama sekali, - katanya dalam hati, - atau inilah Tuhan yang dijahit di sini, di telapak tangan ini. , Putri Marya? Tidak ada, tidak ada yang benar, kecuali segala sesuatu yang jelas bagi saya tidak penting, dan kehebatan dari sesuatu yang tidak dapat dipahami, tetapi yang paling penting!
Tandu mulai bergerak. Dengan setiap dorongan dia kembali merasakan sakit yang tak tertahankan; keadaan demamnya semakin parah, dan dia mulai mengigau. Mimpi-mimpi tentang ayah, istri, saudara perempuan dan calon putra serta kelembutan yang ia alami pada malam sebelum pertempuran, sosok Napoleon yang kecil dan tidak penting serta langit yang tinggi di atas semua itu, menjadi dasar utama dari ide-idenya yang penuh semangat.
Kehidupan yang tenang dan kebahagiaan keluarga yang tenang di Bald Mountains tampak baginya. Dia sudah menikmati kebahagiaan ini ketika tiba-tiba Napoleon kecil muncul dengan pandangan acuh tak acuh, terbatas dan bahagia atas kemalangan orang lain, dan keraguan serta siksaan dimulai, dan hanya langit yang menjanjikan kedamaian. Di pagi hari, semua mimpi bercampur dan menyatu ke dalam kekacauan dan kegelapan ketidaksadaran dan pelupaan, yang menurut Larrey sendiri, Dokter Napoleon, lebih mungkin diselesaikan dengan kematian daripada pemulihan.
“Ini adalah masalah yang sangat menegangkan dan menyenangkan,” kata Larrey, “tidak ada yang bisa dilakukan. [Ini adalah pria yang gugup dan empedu, dia tidak akan pulih.]
Pangeran Andrey, antara lain yang terluka parah, diserahkan kepada perawatan warga.

Pada awal tahun 1806, Nikolai Rostov kembali berlibur. Denisov juga akan pulang ke Voronezh, dan Rostov membujuknya untuk pergi bersamanya ke Moskow dan tinggal di rumah mereka. Di stasiun kedua dari belakang, setelah bertemu dengan seorang kawan, Denisov minum tiga botol anggur bersamanya dan, mendekati Moskow, meskipun jalannya berlubang, dia tidak bangun, berbaring di bagian bawah kereta estafet, dekat Rostov, yang, ketika mendekati Moskow, semakin tidak sabar.
“Apakah akan segera? Segera? Oh, jalanan, toko, gulungan, lentera, supir taksi yang tak tertahankan ini!” pikir Rostov, ketika mereka sudah mendaftar untuk liburan di pos terdepan dan memasuki Moskow.
- Denisov, kita sudah sampai! Sedang tidur! - ucapnya sambil mencondongkan tubuh ke depan dengan seluruh tubuhnya, seolah dengan posisi ini ia berharap dapat mempercepat pergerakan kereta luncur. Denisov tidak menjawab.
“Di sinilah sudut persimpangan tempat Zakhar si kusir berdiri; Ini dia Zakhar, dan masih kuda yang sama. Ini toko tempat mereka membeli roti jahe. Segera? Dengan baik!
- Ke rumah yang mana? - tanya kusir.
- Ya, di sana pada akhirnya, bagaimana mungkin kamu tidak melihatnya! Ini adalah rumah kami,” kata Rostov, “bagaimanapun juga, ini adalah rumah kami!” Denisov! Denisov! Kami akan datang sekarang.
Denisov mengangkat kepalanya, berdeham dan tidak menjawab.
“Dmitry,” Rostov menoleh ke pelayan di ruang iradiasi. - Lagi pula, ini api kita?
“Seperti itulah pencahayaan kantor ayah.”
– Belum tidur? A? Bagaimana menurut Anda? “Jangan lupa segera berikan aku orang Hongaria yang baru,” tambah Rostov sambil meraba kumis barunya. “Ayo berangkat,” teriaknya kepada kusir. “Bangun, Vasya,” dia menoleh ke Denisov, yang menundukkan kepalanya lagi. - Ayo, ayo, tiga rubel untuk vodka, ayo! - teriak Rostov ketika kereta luncur sudah berada tiga rumah dari pintu masuk. Baginya, kuda-kuda itu sepertinya tidak bergerak. Akhirnya kereta luncur berbelok ke kanan menuju pintu masuk; Di atas kepalanya, Rostov melihat cornice yang familiar dengan plester terkelupas, teras, pilar trotoar. Dia melompat keluar dari kereta luncur saat dia berjalan dan berlari ke lorong. Rumah itu juga berdiri tak bergerak, tidak ramah, seolah tak peduli siapa yang datang. Tidak ada seorang pun di lorong. "Tuhanku! Apakah semua baik-baik saja? pikir Rostov, berhenti sejenak dengan hati yang tenggelam dan segera mulai berlari lebih jauh di sepanjang pintu masuk dan langkah-langkah yang familiar dan bengkok. Pegangan pintu kastil yang sama, karena kenajisan yang membuat Countess marah, juga terbuka lemah. Satu lilin lemak menyala di lorong.
Pak tua Mikhail sedang tidur di dada. Prokofy, seorang bujang keliling, yang begitu kuat sehingga dia bisa mengangkat kereta di bagian belakang, duduk dan merajut sepatu kulit pohon dari tepinya. Dia melihat ke pintu yang terbuka, dan ekspresinya yang acuh tak acuh dan mengantuk tiba-tiba berubah menjadi ekspresi ketakutan yang antusias.
- Ayah, lampu! Hitungan Muda! – dia berteriak, mengenali tuan muda itu. - Apa ini? Sayangku! - Dan Prokofy, gemetar karena kegembiraan, bergegas ke pintu ruang tamu, mungkin untuk membuat pengumuman, tetapi tampaknya berubah pikiran lagi, kembali dan jatuh di bahu tuan muda.
-Apa kamu sehat? - Tanya Rostov, menarik tangannya darinya.
- Tuhan memberkati! Segala kemuliaan bagi Tuhan! Kami baru saja memakannya sekarang! Biarkan saya melihat Anda, Yang Mulia!
- Apakah semuanya baik-baik saja?
- Terima kasih Tuhan, terima kasih Tuhan!
Rostov, yang benar-benar melupakan Denisov, tidak ingin ada yang memperingatkannya, melepas mantel bulunya dan berlari berjinjit ke dalam kegelapan, aula besar. Semuanya sama, meja kartu yang sama, lampu gantung yang sama di dalam kotak; tetapi seseorang telah melihat tuan muda itu, dan sebelum dia sempat mencapai ruang tamu, sesuatu dengan cepat, seperti badai, terbang keluar dari pintu samping dan memeluk serta mulai menciumnya. Makhluk ketiga yang sama lainnya melompat keluar dari pintu ketiga yang lain; lebih banyak pelukan, lebih banyak ciuman, lebih banyak jeritan, air mata kebahagiaan. Dia tidak tahu di mana dan siapa ayah, siapa Natasha, siapa Petya. Semua orang berteriak, berbicara, dan menciumnya pada saat bersamaan. Hanya ibunya yang tidak ada di antara mereka – dia ingat itu.
- Aku tidak tahu... Nikolushka... temanku!
- Ini dia... milik kita... Temanku, Kolya... Dia telah berubah! Tidak ada lilin! Teh!
- Ya, cium aku!
- Sayang... lalu aku.
Sonya, Natasha, Petya, Anna Mikhailovna, Vera, bangsawan tua, memeluknya; dan orang-orang serta pelayan, memenuhi ruangan, bergumam dan tersentak.
Petya tergantung di kakinya. - Dan kemudian aku! - dia berteriak. Natasha, setelah dia membungkukkan badannya ke arahnya dan mencium seluruh wajahnya, melompat menjauh darinya dan memegang ujung jaket Hungaria-nya, melompat seperti kambing di satu tempat dan memekik nyaring.
Di semua sisi ada mata yang bersinar karena air mata kebahagiaan, mata penuh kasih, di semua sisi ada bibir yang mencari ciuman.
Sonya, yang semerah merah, juga memegang tangannya dan berseri-seri dalam tatapan bahagia yang tertuju pada matanya, yang dia tunggu-tunggu. Sonya sudah berusia 16 tahun, dan dia sangat cantik, terutama pada momen animasi yang bahagia dan antusias ini. Dia menatapnya tanpa mengalihkan pandangan, tersenyum dan menahan napas. Dia memandangnya dengan penuh rasa terima kasih; tapi tetap menunggu dan mencari seseorang. Countess tua itu belum keluar. Dan kemudian terdengar langkah kaki di pintu. Langkahnya sangat cepat sehingga tidak mungkin langkah ibunya.
Tapi dialah yang mengenakan gaun baru, masih asing baginya, dijahit tanpa dia. Semua orang meninggalkannya dan dia berlari ke arahnya. Ketika mereka berkumpul, dia terjatuh di dadanya, terisak. Dia tidak bisa mengangkat wajahnya dan hanya menempelkannya ke tali dingin Hungaria-nya. Denisov, tanpa disadari oleh siapa pun, memasuki ruangan, berdiri di sana dan, memandang mereka, mengusap matanya.
“Vasily Denisov, teman putra Anda,” katanya, memperkenalkan dirinya kepada Count, yang memandangnya dengan penuh tanda tanya.
- Selamat datang. Saya tahu, saya tahu,” kata Count sambil mencium dan memeluk Denisov. - Nikolushka menulis... Natasha, Vera, ini dia Denisov.
Wajah bahagia dan antusias yang sama menoleh ke sosok Denisov yang berbulu lebat dan mengelilinginya.
- Sayang, Denisov! - Natasha memekik, tidak mengingat dirinya sendiri dengan gembira, melompat ke arahnya, memeluk dan menciumnya. Semua orang merasa malu dengan tindakan Natasha. Denisov juga tersipu, tapi tersenyum dan meraih tangan Natasha dan menciumnya.
Denisov dibawa ke kamar yang telah disiapkan untuknya, dan semua keluarga Rostov berkumpul di sofa dekat Nikolushka.
Countess tua, tanpa melepaskan tangannya, yang dia cium setiap menit, duduk di sampingnya; sisanya, berkerumun di sekitar mereka, memperhatikan setiap gerakan, kata-kata, tatapannya, dan tidak mengalihkan pandangan mereka yang penuh kasih sayang darinya. Kakak beradik ini bertengkar dan saling merebut tempat yang lebih dekat dengannya, dan berebut siapa yang harus membawakannya teh, syal, dan pipa.
Rostov sangat senang dengan cinta yang ditunjukkan kepadanya; tetapi menit pertama pertemuannya begitu membahagiakan sehingga kebahagiaannya saat ini tampaknya tidak cukup baginya, dan dia terus menunggu sesuatu yang lain, dan lebih banyak lagi.
Keesokan paginya, para pengunjung tidur dari jalan hingga pukul 10.
Di ruangan sebelumnya berserakan pedang, tas, tank, koper terbuka, dan sepatu bot kotor. Dua pasang yang sudah dibersihkan dengan taji baru saja ditempelkan di dinding. Para pelayan membawakan wastafel, air panas untuk bercukur, dan membersihkan gaun. Baunya tembakau dan laki-laki.
- Hei, G"ishka, t"ubku! – Suara serak Vaska Denisov berteriak. -Rostov, bangun!
Rostov, sambil menggosok matanya yang terkulai, mengangkat kepalanya yang kebingungan dari bantal yang panas.
- Kenapa terlambat? “Sudah larut, ini jam 10,” jawab suara Natasha, dan di kamar sebelah terdengar gemerisik gaun yang kaku, bisikan dan tawa suara gadis-gadis, dan sesuatu yang biru, pita, rambut hitam, dan wajah ceria melintas. pintu yang sedikit terbuka. Natasha bersama Sonya dan Petya-lah yang datang untuk melihat apakah dia sudah bangun.
- Nicolenka, bangun! – Suara Natasha terdengar lagi di depan pintu.
- Sekarang!
Pada saat ini, Petya, di kamar pertama, melihat dan meraih pedang, dan merasakan kegembiraan yang dialami anak laki-laki saat melihat kakak laki-laki yang suka berperang, dan lupa bahwa saudara perempuan tidak senonoh melihat pria telanjang, membuka pintu.
- Apakah ini pedangmu? - dia berteriak. Gadis-gadis itu melompat mundur. Denisov, dengan mata ketakutan, menyembunyikan kakinya yang berbulu di dalam selimut, kembali menatap rekannya untuk meminta bantuan. Pintu membiarkan Petya masuk dan menutup kembali. Suara tawa terdengar dari balik pintu.
“Nikolenka, keluarlah dengan gaun tidurmu,” kata suara Natasha.
- Apakah ini pedangmu? - Petya bertanya, - atau itu milikmu? - Dia berbicara kepada Denisov berkulit hitam yang berkumis dengan penuh hormat.
Rostov buru-buru memakai sepatunya, mengenakan jubahnya dan keluar. Natasha memakai satu sepatu bot dengan taji dan naik ke sepatu lainnya. Sonya sedang berputar dan baru saja hendak menggembungkan gaunnya dan duduk ketika dia keluar. Keduanya mengenakan gaun biru baru yang sama - segar, cerah, ceria. Sonya lari, dan Natasha, sambil menggandeng lengan kakaknya, membawanya ke sofa, dan mereka mulai berbicara. Mereka tidak punya waktu untuk saling bertanya dan menjawab pertanyaan tentang ribuan hal kecil yang hanya bisa menarik minat mereka saja. Natasha tertawa mendengar setiap perkataan yang dia ucapkan dan dia ucapkan, bukan karena apa yang mereka ucapkan itu lucu, tapi karena dia sedang bersenang-senang dan tidak bisa menahan kegembiraannya yang diungkapkan dengan tawa.
- Oh, bagus sekali, bagus! – dia mengutuk segalanya. Rostov merasakan bagaimana, di bawah pengaruh pancaran sinar cinta, untuk pertama kalinya dalam satu setengah tahun, senyum kekanak-kanakan berkembang di jiwa dan wajahnya, yang tidak pernah dia senyumkan sejak dia meninggalkan rumah.
“Tidak, dengar,” katanya, “apakah kamu sudah menjadi laki-laki sekarang?” Saya sangat senang bahwa Anda adalah saudara saya. “Dia menyentuh kumisnya. - Aku ingin tahu pria seperti apa kamu? Apakah mereka seperti kita? TIDAK?
- Kenapa Sonya kabur? - tanya Rostov.
- Ya. Itu cerita keseluruhan lainnya! Bagaimana kamu akan berbicara dengan Sonya? Kamu atau kamu?
“Bagaimana hal itu akan terjadi,” kata Rostov.
– Tolong beritahu dia, aku akan memberitahumu nanti.
- Terus?
- Baiklah, aku akan memberitahumu sekarang. Kamu tahu bahwa Sonya adalah temanku, teman yang begitu hebat hingga aku rela membakar tanganku demi dia. Lihat ini. - Dia menggulung lengan kain muslinnya dan menunjukkan tanda merah di lengannya yang panjang, tipis dan halus di bawah bahu, jauh di atas siku (di tempat yang terkadang tertutup gaun pesta).
“Aku membakar ini untuk membuktikan cintaku padanya.” Saya baru saja menyalakan penggaris dan menekannya.
Duduk di bekas ruang kelasnya, di sofa dengan bantal di lengannya, dan menatap mata Natasha yang sangat bersemangat, Rostov kembali memasuki dunia keluarga, dunia anak-anak, yang tidak ada artinya bagi siapa pun kecuali dia, tetapi yang memberinya beberapa kesenangan terbaik dalam hidup; dan membakar tangannya dengan penggaris untuk menunjukkan cinta sepertinya tidak sia-sia baginya: dia mengerti dan tidak terkejut karenanya.
- Terus? hanya? - Dia bertanya.
- Yah, sangat ramah, sangat ramah! Apakah ini omong kosong - dengan penggaris; tapi kami selamanya berteman. Dia akan mencintai siapa pun, selamanya; tapi saya tidak mengerti ini, saya akan melupakannya sekarang.
- Lalu bagaimana?
- Ya, begitulah cara dia mencintaiku dan kamu. - Natasha tiba-tiba tersipu, - nah, kamu ingat, sebelum pergi... Jadi dia bilang kamu lupakan semua ini... Dia berkata: Aku akan selalu mencintainya, dan biarkan dia bebas. Memang benar ini luar biasa, mulia! - Ya ya? sangat mulia? Ya? - Natasha bertanya dengan sangat serius dan penuh semangat sehingga jelas bahwa apa yang dia katakan sekarang, dia katakan sebelumnya dengan berlinang air mata.
Rostov memikirkannya.
“Saya tidak menarik kembali kata-kata saya tentang apa pun,” katanya. - Dan kemudian, Sonya sangat menawan sehingga orang bodoh mana yang menolak kebahagiaannya?
"Tidak, tidak," teriak Natasha. “Kami sudah membicarakan hal ini dengannya.” Kami tahu Anda akan mengatakan ini. Tapi itu tidak mungkin, karena tahukah Anda, jika Anda mengatakan itu - Anda menganggap diri Anda terikat oleh kata tersebut, maka ternyata dia sepertinya sengaja mengatakannya. Ternyata kamu masih menikahinya secara paksa, dan ternyata sangat berbeda.
Rostov melihat bahwa semua ini telah dipikirkan dengan matang oleh mereka. Sonya juga membuatnya takjub dengan kecantikannya kemarin. Hari ini, setelah melihatnya sekilas, dia tampak lebih baik baginya. Dia adalah seorang gadis cantik berusia 16 tahun, jelas sangat mencintainya (dia tidak meragukannya sedikit pun). Mengapa dia tidak mencintainya sekarang, dan bahkan tidak menikahinya, pikir Rostov, tetapi sekarang ada begitu banyak kegembiraan dan aktivitas lainnya! “Ya, mereka sudah memikirkan hal ini dengan sempurna,” pikirnya, “kita harus tetap bebas.”
“Yah, bagus,” katanya, “kita akan bicara lagi nanti.” Oh, betapa senangnya aku untukmu! - dia menambahkan.
- Nah, kenapa kamu tidak selingkuh dari Boris? - tanya saudara laki-laki itu.
- Ini tidak masuk akal! – Natasha berteriak sambil tertawa. “Saya tidak memikirkan dia atau orang lain dan saya tidak ingin tahu.”
- Begitulah adanya! Jadi, apa yang kamu lakukan?
- SAYA? – Natasha bertanya lagi, dan senyum bahagia terpancar di wajahnya. -Apakah kamu melihat Duport?
- TIDAK.
– Pernahkah Anda melihat penari Duport yang terkenal? Yah, kamu tidak akan mengerti. Itulah aku. “Natasha mengambil roknya, melingkarkan lengannya, saat mereka menari, berlari beberapa langkah, membalikkan badan, melakukan entreche, menendang kakinya ke kaki dan, berdiri di ujung kaus kakinya, berjalan beberapa langkah.
- Apakah aku berdiri? lagipula, dia berkata; tapi tidak bisa menahan diri untuk berjinjit. - Jadi itulah aku! Saya tidak akan pernah menikah dengan siapa pun, tetapi akan menjadi penari. Tapi jangan beritahu siapa pun.
Rostov tertawa begitu keras dan riang sehingga Denisov dari kamarnya menjadi iri, dan Natasha tidak bisa menahan tawa bersamanya. - Tidak, itu bagus, bukan? – dia terus berkata.
- Oke, apakah kamu tidak ingin menikah dengan Boris lagi?
Wajah Natasha memerah. - Saya tidak ingin menikah dengan siapa pun. Aku akan memberitahunya hal yang sama ketika aku melihatnya.
- Begitulah adanya! - kata Rostov.
“Yah, ya, tidak apa-apa,” Natasha terus berceloteh. - Mengapa Denisov bagus? - dia bertanya.
- Bagus.
- Baiklah, selamat tinggal, berpakaianlah. Apakah dia menakutkan, Denisov?
- Mengapa menakutkan? – tanya Nicholas. - TIDAK. Vaska itu baik.
- Kamu memanggilnya Vaska - aneh. Dan dia sangat baik?
- Sangat bagus.
- Baiklah, cepat datang dan minum teh. Bersama.
Dan Natasha berjinjit dan keluar ruangan seperti yang dilakukan para penari, tapi tersenyum seperti gadis berusia 15 tahun yang tersenyum bahagia. Setelah bertemu Sonya di ruang tamu, Rostov tersipu. Dia tidak tahu bagaimana menghadapinya. Kemarin mereka berciuman di menit pertama kegembiraan kencan mereka, tetapi hari ini mereka merasa mustahil melakukan ini; dia merasa bahwa semua orang, ibu dan saudara perempuannya, memandangnya dengan penuh tanya dan mengharapkan darinya bagaimana dia akan bersikap terhadapnya. Dia mencium tangannya dan memanggilnya kamu - Sonya. Tapi mata mereka, setelah bertemu, berkata "kamu" satu sama lain dan berciuman dengan lembut. Dengan tatapannya dia meminta maaf atas kenyataan bahwa di kedutaan Natasha dia berani mengingatkannya akan janjinya dan berterima kasih atas cintanya. Dengan tatapannya dia mengucapkan terima kasih atas tawaran kebebasannya dan mengatakan bahwa bagaimanapun caranya, dia tidak akan pernah berhenti mencintainya, karena tidak mungkin untuk tidak mencintainya.

ICBM R-7 diciptakan, dilengkapi dengan mesin roket cair RD-107 dan RD-108, yang pada saat itu paling kuat dan canggih di dunia, dikembangkan di bawah kepemimpinan V.P. Glushko. Roket ini digunakan sebagai pembawa satelit bumi buatan pertama di dunia, pesawat ruang angkasa berawak pertama, dan wahana antarplanet.

Pada tahun 1969, pesawat ruang angkasa seri Apollo pertama diluncurkan di Amerika Serikat, diluncurkan ke jalur penerbangan ke Bulan dengan kendaraan peluncuran Saturn 5, tahap pertama dilengkapi dengan 5 mesin F-1. F-1 saat ini merupakan yang paling bertenaga di antara mesin propelan cair satu ruang, daya dorongnya lebih rendah dibandingkan mesin empat ruang RD-170, yang dikembangkan oleh Biro Desain Energomash di Uni Soviet pada tahun 1976.

Saat ini, program luar angkasa di semua negara didasarkan pada penggunaan mesin roket cair.

Lingkup penggunaan, kelebihan dan kekurangan

Katorgin, Boris Ivanovich, akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, mantan kepala NPO Energomash

Desain dan prinsip pengoperasian mesin roket berbahan bakar cair dua komponen

Beras. 1 Skema mesin roket dua komponen
1 - garis pengoksidasi
2 - saluran bahan bakar
3 - pompa pengoksidasi
4 - pompa bahan bakar
5 - turbin
6 - pembangkit gas
7 - katup pembangkit gas (pengoksidasi)
8 - katup generator gas (bahan bakar)
9 - katup pengoksidasi utama
10 - katup bahan bakar utama
11 - knalpot turbin
12 - kepala pencampur
13 - ruang bakar
14 - nozel

Skema perancangan mesin roket berbahan bakar cair cukup beragam, dengan prinsip utama pengoperasiannya yang sama. Mari kita perhatikan desain dan prinsip pengoperasian mesin roket berbahan bakar cair menggunakan contoh mesin dua komponen dengan pasokan bahan bakar yang dipompa, sebagai yang paling umum, yang desainnya telah menjadi klasik. Jenis mesin roket berbahan bakar cair lainnya (dengan pengecualian mesin tiga komponen) adalah versi sederhana dari mesin yang sedang dipertimbangkan, dan ketika menjelaskannya, cukup dengan menunjukkan penyederhanaannya.

Pada Gambar. Gambar 1 secara skematis menunjukkan perangkat mesin roket berbahan bakar cair.

Sistem bahan bakar

Sistem bahan bakar mesin roket berbahan bakar cair mencakup semua elemen yang digunakan untuk memasok bahan bakar ke ruang bakar - tangki bahan bakar, saluran pipa, unit turbopump(TNA) - unit yang terdiri dari pompa dan turbin yang dipasang pada satu poros, kepala injektor, dan katup yang mengatur suplai bahan bakar.

Umpan pompa bahan bakar memungkinkan Anda menciptakan tekanan tinggi di ruang mesin, dari puluhan atmosfer hingga 250 atm (LPRE 11D520 RN "Zenit"). Tekanan tinggi memberikan tingkat ekspansi fluida kerja yang lebih besar, yang merupakan prasyarat untuk mencapai impuls spesifik yang tinggi. Selain itu, dengan tekanan yang tinggi di ruang bakar, diperoleh nilai yang lebih baik rasio dorong terhadap berat mesin - rasio jumlah daya dorong terhadap berat mesin. Semakin tinggi nilai indikator ini maka semakin kecil ukuran dan berat mesin (dengan jumlah daya dorong yang sama), serta semakin tinggi derajat kesempurnaannya. Keuntungan dari sistem pompa terutama terlihat pada mesin berbahan bakar cair dengan daya dorong tinggi - misalnya, dalam sistem propulsi kendaraan peluncuran.

Pada Gambar 1, gas buang dari turbin TNA masuk melalui kepala nozzle ke dalam ruang bakar bersama dengan komponen bahan bakar (11). Mesin seperti ini disebut mesin dengan lingkaran tertutup(jika tidak - dengan siklus tertutup), di mana seluruh aliran bahan bakar, termasuk yang digunakan dalam penggerak TPU, melewati ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair. Tekanan pada saluran keluar turbin pada mesin seperti itu jelas harus lebih tinggi daripada di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair, dan pada saluran masuk ke generator gas (6) yang memberi makan turbin, tekanan tersebut harus lebih tinggi lagi. Untuk memenuhi persyaratan ini, komponen bahan bakar yang sama (di bawah tekanan tinggi) yang digunakan oleh mesin propelan cair itu sendiri digunakan untuk menggerakkan turbin (dengan rasio komponen yang berbeda, biasanya dengan bahan bakar berlebih untuk mengurangi beban termal pada turbin).

Alternatif untuk loop tertutup adalah lingkaran terbuka, dimana gas buang turbin dihasilkan langsung ke lingkungan melalui pipa saluran keluar. Penerapan siklus terbuka secara teknis lebih sederhana, karena pengoperasian turbin tidak berhubungan dengan pengoperasian ruang mesin propelan cair, dan dalam hal ini TPU umumnya dapat memiliki sistem bahan bakar sendiri, yang menyederhanakan prosedur untuk memulai seluruh sistem propulsi. Tetapi sistem siklus tertutup memiliki nilai impuls spesifik yang sedikit lebih baik, dan hal ini memaksa perancang untuk mengatasi kesulitan teknis dalam penerapannya, terutama untuk mesin kendaraan peluncur besar, yang memiliki persyaratan tinggi untuk indikator ini.

Dalam diagram pada Gambar. 1 satu pompa memompa kedua komponen, yang dapat diterima jika komponen memiliki kepadatan yang sebanding. Untuk sebagian besar cairan yang digunakan sebagai komponen propelan, densitasnya bervariasi pada kisaran 1 ± 0,5 g/cm³, sehingga memungkinkan penggunaan satu penggerak turbo untuk kedua pompa. Pengecualiannya adalah hidrogen cair, yang pada suhu 20°K memiliki massa jenis 0,071 g/cm³. Cairan ringan seperti itu memerlukan pompa dengan karakteristik yang sangat berbeda, termasuk kecepatan putaran yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu, jika hidrogen digunakan sebagai bahan bakar, pompa bahan bakar independen disediakan untuk setiap komponen.

Dengan daya dorong mesin yang rendah (dan, oleh karena itu, konsumsi bahan bakar yang rendah), unit turbopump menjadi elemen yang terlalu “berat”, sehingga memperburuk karakteristik bobot sistem propulsi. Alternatif untuk sistem bahan bakar pompa adalah represif, di mana pasokan bahan bakar ke ruang bakar dijamin oleh peningkatan tekanan di tangki bahan bakar, yang dihasilkan oleh gas terkompresi, paling sering nitrogen, yang tidak mudah terbakar, tidak beracun, tidak mengoksidasi dan relatif murah untuk diproduksi. Helium digunakan untuk memberi tekanan pada tangki dengan hidrogen cair, karena gas lain mengembun pada suhu hidrogen cair dan berubah menjadi cairan.

Saat mempertimbangkan pengoperasian mesin dengan sistem pasokan bahan bakar perpindahan dari diagram pada Gambar. 1, TNA dikecualikan, dan komponen bahan bakar disuplai dari tangki langsung ke katup utama mesin propelan cair (9) dan (10). Tekanan di dalam tangki bahan bakar selama perpindahan positif harus lebih tinggi daripada di ruang bakar, dan tangki harus lebih kuat (dan lebih berat) dibandingkan dengan sistem bahan bakar pompa. Dalam praktiknya, tekanan di ruang bakar mesin dengan pasokan bahan bakar perpindahan dibatasi hingga 10 - 15 at. Biasanya, mesin tersebut memiliki daya dorong yang relatif rendah (dalam 10 ton). Keunggulan sistem perpindahan adalah kesederhanaan desain dan kecepatan respon mesin terhadap perintah start, terutama jika menggunakan komponen bahan bakar yang dapat menyala sendiri. Mesin tersebut digunakan untuk melakukan manuver pesawat ruang angkasa di luar angkasa. Sistem perpindahan digunakan di ketiga sistem propulsi pesawat ruang angkasa Apollo - layanan (daya dorong 9.760 kG), pendaratan (daya dorong 4.760 kG), dan lepas landas (daya dorong 1.950 kG).

Kepala nosel- unit tempat pemasangannya injektor, dirancang untuk injeksi komponen bahan bakar ke dalam ruang bakar. Syarat utama injektor adalah pencampuran komponen yang paling cepat dan menyeluruh saat memasuki ruangan, karena laju penyalaan dan pembakarannya bergantung pada hal ini.
Melalui kepala nozzle mesin F-1 misalnya, 1,8 ton oksigen cair dan 0,9 ton minyak tanah masuk ke ruang bakar setiap detiknya. Dan waktu tinggal setiap porsi bahan bakar ini dan produk pembakarannya di dalam ruangan dihitung dalam milidetik. Selama waktu ini, bahan bakar harus terbakar semaksimal mungkin, karena bahan bakar yang tidak terbakar berarti hilangnya gaya dorong dan impuls spesifik. Solusi untuk masalah ini dicapai melalui beberapa langkah:

• Peningkatan maksimum jumlah nosel di kepala, dengan minimalisasi proporsional laju aliran melalui satu nosel. (Kepala injektor mesin berisi 2600 injektor oksigen dan 3700 injektor minyak tanah).
• Geometri khusus nozel di kepala dan urutan nozel bahan bakar dan oksidator bergantian.
• Bentuk khusus saluran nosel, yang menyebabkan rotasi terjadi ketika cairan bergerak melalui saluran, dan ketika memasuki ruang, ia dihamburkan ke samping oleh gaya sentrifugal.

Sistem pendingin

Karena cepatnya proses yang terjadi di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair, hanya sebagian kecil (fraksi persen) dari total panas yang dihasilkan di dalam ruang tersebut yang dipindahkan ke struktur mesin, namun karena suhu pembakaran yang tinggi (terkadang lebih dari 3000°K), dan sejumlah besar panas yang dihasilkan, bahkan sebagian kecil saja sudah cukup untuk penghancuran termal mesin, sehingga masalah pendinginan mesin propelan cair sangat relevan.

Untuk mesin roket berbahan bakar cair dengan pasokan bahan bakar yang dipompa, dua metode untuk mendinginkan dinding ruang mesin roket berbahan bakar cair terutama digunakan: pendinginan regeneratif Dan lapisan dinding, yang sering digunakan bersama-sama. Sering digunakan untuk mesin kecil dengan sistem bahan bakar perpindahan positif. ablatif metode pendinginan.

Pendinginan regeneratif terdiri dari fakta bahwa di dinding ruang bakar dan bagian atas nosel yang paling panas, rongga dibuat dengan satu atau lain cara (kadang-kadang disebut "jaket pendingin"), yang melaluinya salah satu komponen bahan bakar ( biasanya bahan bakar) lewat sebelum memasuki kepala pencampur, sehingga mendinginkan dinding ruang. Panas yang diserap oleh komponen pendingin dikembalikan ke ruang bersama dengan pendingin itu sendiri, yang membenarkan nama sistem - “regeneratif”.

Berbagai metode teknologi telah dikembangkan untuk membuat jaket pendingin. Ruang mesin roket berbahan bakar cair pada roket V-2, misalnya, terdiri dari dua cangkang baja, internal dan eksternal, yang bentuknya berulang satu sama lain. Komponen pendingin (etanol) melewati celah di antara cangkang tersebut. Karena penyimpangan teknologi dalam ketebalan celah, timbul aliran fluida yang tidak merata, yang mengakibatkan terciptanya zona panas berlebih lokal pada cangkang bagian dalam, yang sering kali “terbakar” di zona ini, dengan konsekuensi bencana.

Pada mesin modern, bagian dalam dinding ruang terbuat dari paduan perunggu yang sangat konduktif terhadap panas. Saluran sempit berdinding tipis dibuat di dalamnya dengan penggilingan (15D520 RN 11K77 Zenit, RN 11K25 Energia), atau etsa asam (SSME Space Shuttle). Dari luar, struktur ini dililitkan erat pada cangkang lembaran penahan beban yang terbuat dari baja atau titanium, yang menyerap beban gaya dari tekanan internal ruangan. Komponen pendingin bersirkulasi melalui saluran. Kadang-kadang jaket pendingin dirakit dari tabung penghantar panas tipis, disegel dengan paduan perunggu agar rapat, tetapi ruang tersebut dirancang untuk tekanan yang lebih rendah.

Lapisan dinding(lapisan batas, orang Amerika juga menggunakan istilah “tirai”) adalah lapisan gas di ruang bakar, terletak dekat dengan dinding ruang, dan sebagian besar terdiri dari uap bahan bakar. Untuk mengatur lapisan seperti itu, hanya nozel bahan bakar yang dipasang di sepanjang pinggiran kepala pencampur. Karena kelebihan bahan bakar dan kekurangan zat pengoksidasi, reaksi pembakaran kimia di lapisan dekat dinding terjadi jauh lebih sedikit dibandingkan di zona tengah ruangan. Akibatnya, suhu lapisan dinding jauh lebih rendah daripada suhu di zona tengah ruangan, dan ini mengisolasi dinding ruangan dari kontak langsung dengan produk pembakaran terpanas. Kadang-kadang, selain itu, nozel dipasang di dinding samping ruangan, mengeluarkan sebagian bahan bakar ke dalam ruangan langsung dari jaket pendingin, juga dengan tujuan membuat lapisan dinding.

Peluncuran mesin roket

Meluncurkan mesin roket berbahan bakar cair adalah operasi yang bertanggung jawab, penuh dengan konsekuensi serius jika terjadi situasi darurat selama pelaksanaannya.

Jika komponen bahan bakarnya dapat menyala sendiri, yaitu terjadinya reaksi pembakaran kimia melalui kontak fisik satu sama lain (misalnya heptil/asam nitrat), permulaan proses pembakaran tidak menimbulkan masalah. Namun jika komponennya tidak seperti itu, diperlukan pemrakarsa penyalaan eksternal, yang tindakannya harus dikoordinasikan secara tepat dengan pasokan komponen bahan bakar ke ruang bakar. Campuran bahan bakar yang tidak terbakar merupakan bahan peledak dengan daya rusak yang besar, dan akumulasinya di dalam ruangan dapat menyebabkan kecelakaan serius.

Setelah penyalaan bahan bakar, pemeliharaan proses pembakaran yang berkelanjutan terjadi dengan sendirinya: bahan bakar yang baru masuk ke ruang bakar menyala karena suhu tinggi yang tercipta selama pembakaran bagian-bagian yang dimasukkan sebelumnya.

Untuk penyalaan awal bahan bakar di ruang bakar saat menghidupkan mesin roket berbahan bakar cair, berbagai metode digunakan:

• Penggunaan komponen yang dapat menyala sendiri (biasanya berdasarkan bahan bakar awal yang mengandung fosfor, dapat menyala sendiri ketika berinteraksi dengan oksigen), yang pada awal proses menghidupkan mesin dimasukkan ke dalam ruang melalui nozel tambahan khusus dari bahan bakar tambahan. sistem, dan setelah dimulainya pembakaran, komponen utama disuplai. Kehadiran sistem bahan bakar tambahan mempersulit desain mesin, namun memungkinkan untuk dihidupkan ulang beberapa kali.
• Penyala listrik yang terletak di ruang bakar dekat kepala pencampur yang bila diberi energi akan menghasilkan busur listrik atau serangkaian percikan tegangan tinggi. Penyala ini sekali pakai. Begitu bahan bakar dinyalakan, ia terbakar.
• Penyala kembang api. Di dekat kepala pencampur, bom pembakar kembang api kecil ditempatkan di dalam ruangan, yang dinyalakan oleh sekering listrik.

Penghidupan mesin otomatis mengoordinasikan aksi penyala dan pasokan bahan bakar pada waktunya.

Peluncuran mesin roket berbahan bakar cair berukuran besar dengan sistem bahan bakar pompa terdiri dari beberapa tahap: pertama, pompa dihidupkan dan dipercepat (proses ini juga dapat terdiri dari beberapa tahap), kemudian katup utama mesin roket berbahan bakar cair diputar. pada, biasanya dalam dua tahap atau lebih dengan peningkatan daya dorong bertahap dari tahap ke tahap.

Untuk mesin yang relatif kecil, praktiknya adalah menghidupkan mesin roket segera pada daya dorong 100%, yang disebut “meriam”.

Sistem kontrol otomatis LRE

Mesin roket berbahan bakar cair modern dilengkapi dengan otomatisasi yang agak rumit, yang harus melakukan tugas-tugas berikut:

• Menghidupkan mesin dengan aman dan membawanya ke mode utama.
• Mempertahankan kondisi operasi yang stabil.
• Perubahan gaya dorong sesuai dengan program penerbangan atau atas perintah sistem kendali eksternal.
• Mematikan mesin ketika roket mencapai orbit (lintasan) tertentu.
• Mengatur rasio konsumsi komponen.

Karena variasi teknologi dalam ketahanan hidrolik jalur bahan bakar dan oksidator, rasio laju aliran komponen dalam mesin sebenarnya berbeda dari yang dihitung, yang menyebabkan penurunan daya dorong dan impuls spesifik sehubungan dengan nilai yang dihitung. Alhasil, roket tersebut bisa gagal tugasnya dengan menghabiskan seluruh salah satu komponen bahan bakar. Pada awal mula ilmu roket, mereka melawan hal ini dengan menciptakan pasokan bahan bakar terjamin(roket diisi dengan lebih dari jumlah bahan bakar yang dihitung, sehingga cukup untuk setiap penyimpangan kondisi penerbangan sebenarnya dari yang dihitung). Pasokan bahan bakar yang terjamin tercipta dari muatan muatan. Saat ini, roket besar dilengkapi dengan sistem kontrol otomatis untuk rasio konsumsi komponen, yang memungkinkan untuk mempertahankan rasio ini mendekati yang dihitung, sehingga mengurangi jaminan pasokan bahan bakar, dan karenanya meningkatkan massa muatan.

Sistem kontrol otomatis sistem propulsi mencakup sensor tekanan dan aliran di berbagai titik sistem bahan bakar, dan badan eksekutifnya adalah katup utama mesin roket dan katup kontrol turbin (pada Gambar 1 - posisi 7, 8, 9 dan 10).

Komponen bahan bakar

Pemilihan komponen bahan bakar adalah salah satu keputusan terpenting saat merancang mesin berbahan bakar cair, karena telah menentukan banyak detail desain mesin dan solusi teknis selanjutnya. Oleh karena itu, pemilihan bahan bakar untuk mesin roket berbahan bakar cair dilakukan dengan pertimbangan yang komprehensif mengenai tujuan mesin dan roket yang dipasang, kondisi pengoperasiannya, teknologi produksi, penyimpanan, transportasi ke lokasi peluncuran. , dll.

Salah satu indikator terpenting yang mencirikan kombinasi komponen adalah dorongan tertentu, yang sangat penting dalam desain kendaraan peluncuran pesawat ruang angkasa, karena rasio massa bahan bakar dan muatan, dan oleh karena itu ukuran dan massa seluruh roket (lihat Rumus Tsiolkovsky), yang, jika nilai spesifiknya tidak cukup tinggi , sangat bergantung padanya, impuls mungkin menjadi tidak realistis. Tabel 1 menunjukkan karakteristik utama beberapa kombinasi komponen bahan bakar cair.

Tabel 1.

pengoksidasi	Bahan bakar	Kepadatan rata-rata bahan bakar, g/cm³	Suhu ruangan pembakaran, °K	Tidak spesifik impuls, hal
Oksigen	Hidrogen	0,3155	3250	428
	Minyak tanah	1,036	3755	335
		0,9915	3670	344
	Hidrazin	1,0715	3446	346
	Amonia	0,8393	3070	323
Dianitrogen tetroksida	Minyak tanah	1,269	3516	309
	Dimetilhidrazin tidak simetris	1,185	3469	318
	Hidrazin	1,228	3287	322
Fluor	Hidrogen	0,621	4707	449
	Hidrazin	1,314	4775	402
	pentaboran	1,199	4807	361

Mesin jet yang menggunakan gas dingin terkompresi (misalnya, udara atau nitrogen) juga merupakan mesin satu komponen. Mesin seperti ini disebut mesin jet gas dan terdiri dari katup dan nosel. Mesin jet gas digunakan di mana efek termal dan kimia dari jet buang tidak dapat diterima, dan persyaratan utamanya adalah kesederhanaan desain. Persyaratan tersebut harus dipenuhi, misalnya dengan alat gerak dan manuver kosmonot individu (UPMK) yang terletak di ransel di belakang punggung dan dimaksudkan untuk pergerakan saat bekerja di luar pesawat ruang angkasa. UPMK beroperasi dari dua silinder nitrogen terkompresi, yang disuplai melalui katup solenoid ke sistem propulsi yang terdiri dari 16 mesin.

Mesin roket tiga komponen

Sejak awal tahun 1970-an, Uni Soviet dan Amerika Serikat telah mempelajari konsep mesin tiga bahan bakar yang akan menggabungkan impuls spesifik yang tinggi ketika menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar, dan kepadatan bahan bakar rata-rata yang lebih tinggi (dan, oleh karena itu, volume dan berat bahan bakar yang lebih kecil. tangki), karakteristik bahan bakar hidrokarbon. Saat dihidupkan, mesin seperti itu akan berjalan dengan oksigen dan minyak tanah, dan di ketinggian akan beralih menggunakan oksigen cair dan hidrogen. Pendekatan ini memungkinkan terciptanya kendaraan peluncuran luar angkasa satu tahap. Contoh mesin tiga komponen Rusia adalah mesin roket berbahan bakar cair RD-701, yang dikembangkan untuk sistem transportasi dan ruang angkasa MAKS yang dapat digunakan kembali.

Dimungkinkan juga untuk menggunakan dua bahan bakar secara bersamaan - misalnya, hidrogen-berilium-oksigen dan hidrogen-litium-fluor (berilium dan litium terbakar, dan hidrogen sebagian besar digunakan sebagai fluida kerja), yang memungkinkan tercapainya nilai impuls tertentu ​​di kisaran 550-560 detik, namun secara teknis sangat sulit dan belum pernah digunakan dalam latihan.

Kontrol roket

Dalam roket cair, mesin seringkali, selain fungsi utamanya menghasilkan daya dorong, juga berfungsi sebagai kontrol penerbangan. Rudal balistik berpemandu pertama V-2 dikendalikan menggunakan 4 kemudi gas-dinamis grafit yang ditempatkan di aliran jet mesin di sepanjang pinggiran nosel. Dengan membelokkan, kemudi ini membelokkan sebagian aliran jet, yang mengubah arah vektor dorong mesin dan menciptakan momen gaya relatif terhadap pusat massa roket, yang merupakan aksi kendali. Metode ini secara signifikan mengurangi daya dorong mesin, terlebih lagi, kemudi grafit dalam aliran jet dapat mengalami erosi yang parah dan memiliki masa pakai yang sangat singkat.
Penggunaan sistem kendali rudal modern kamera PTZ Mesin roket cair, yang dipasang pada elemen penahan beban badan roket menggunakan engsel yang memungkinkan kamera diputar dalam satu atau dua bidang. Komponen bahan bakar disuplai ke ruangan menggunakan pipa fleksibel - bellow. Ketika kamera menyimpang dari sumbu yang sejajar dengan sumbu roket, gaya dorong kamera menciptakan torsi kontrol yang diperlukan. Kamera diputar oleh mesin kemudi hidrolik atau pneumatik, yang menjalankan perintah yang dihasilkan oleh sistem kendali roket.
Di kendaraan peluncuran luar angkasa domestik Soyuz (lihat foto di judul artikel), selain 20 kamera utama sistem propulsi tetap, ada 12 kamera kontrol yang lebih kecil yang berputar (masing-masing di bidangnya sendiri). Ruang kemudi berbagi sistem bahan bakar yang sama dengan mesin utama.
Dari 11 mesin penggerak (semua tahap) kendaraan peluncuran Saturn-5, sembilan (kecuali tahap pusat 1 dan 2) berputar, masing-masing dalam dua bidang. Saat menggunakan mesin utama sebagai kontrol, rentang pengoperasian rotasi kamera tidak lebih dari ±5°: karena daya dorong kamera utama yang tinggi dan lokasinya di kompartemen belakang, yaitu pada jarak yang cukup jauh dari pusat kamera. massa roket, bahkan defleksi kamera yang kecil pun menciptakan kendali yang signifikan

Klasifikasi, skema dan jenis mesin roket

Topik 2. MESIN ROKET CAIR

Kuliah No.3

Pertanyaan untuk seminar.

1. Konsep dan ciri-ciri hubungan hukum perasuransian.

2. Perbedaan hubungan hukum asuransi dengan hubungan kekerabatan.

3. Objek hubungan hukum perasuransian.

4. Kepentingan yang dapat diasuransikan dalam asuransi.

5. Subjek hubungan hukum asuransi.

Dikembangkan oleh Ketua Jurusan Hukum Perdata, Doktor Hukum, Profesor M.V. Rybkina

Tanpa berpura-pura menjadi penjelasan lengkap dan komprehensif tentang mesin berbahan bakar cair modern, klasifikasi jenis mesin yang paling umum disajikan pada gambar (lihat Gambar 2.12.).

Skema yang diusulkan didasarkan pada prinsip membagi semua solusi sirkuit dan teknis menjadi dua kelompok besar, berbeda dalam prinsip memastikan pasokan komponen bahan bakar ke ruang bakar mesin roket. Ini adalah mesin dengan sistem pemompaan kiriman dan mesin dengan sistem pemberian makan perpindahan komponen.

Kelompok pertama terutama mencakup mesin penggerak kendaraan peluncur, rudal balistik antarbenua, dan sistem luar angkasa yang dapat digunakan kembali. Penggunaan mesin propelan cair kelompok kedua, sebagai suatu peraturan, terbatas pada sistem propulsi pesawat ruang angkasa, modul kompleks orbit berawak dan kapal pengangkut berukuran besar, serta sistem propulsi kendaraan transportasi antar-orbital.

Beras. 2.12. Klasifikasi umum mesin roket cair

Ciri klasifikasi penting dari mesin berbahan bakar cair juga merupakan metode pemanfaatan fluida kerja (hasil pembakaran bahan bakar) yang diperoleh dari saluran keluar unit turbopump mesin. Menurut kriteria ini, semua motor pada dasarnya dibagi menjadi motor sirkuit “terbuka” dan motor sirkuit “tertutup”. Dalam mesin roket berbahan bakar cair “terbuka”, setelah diaktifkan di turbin, gas generator dibuang tanpa penggunaan tambahan atau digunakan dalam perangkat tambahan. Pada mesin roket berbahan bakar cair berdesain “tertutup”, gas generator yang masuk ke turbin masuk ke ruang bakar dan terbakar, karena adanya tambahan suplai satu atau dua komponen yang masuk ke ruang bakar.

Tergantung pada jenis generator gasnya, mesin roket berbahan bakar cair dapat diklasifikasikan menjadi mesin dengan generator gas pada komponen bahan bakar utama atau tambahan, dan juga memiliki desain tanpa generator, ketika fluida kerja yang diperlukan untuk menggerakkan pompa diperoleh dengan gasifikasi salah satu komponen bahan bakar pada jalur pendinginan ruangan.

Untuk meningkatkan efisiensi dan rasio tindakan yang bermanfaat Dalam kasus unit turbopump, skema dengan pompa bahan bakar terpisah di sepanjang saluran bahan bakar dan oksidator kadang-kadang digunakan, serta skema di mana unit turbopump juga berisi pompa booster yang diperlukan untuk menciptakan tekanan yang diperlukan pada saluran masuk mesin, khususnya saat memulainya.

Tergantung pada jenis generator gasnya, mesin roket berbahan bakar cair dapat diklasifikasikan menjadi mesin dengan generator gas pada komponen bahan bakar utama atau tambahan, dan juga memiliki desain tanpa generator, ketika fluida kerja yang diperlukan untuk menggerakkan pompa diperoleh dengan gasifikasi salah satu komponen bahan bakar pada jalur pendinginan ruangan.

Untuk meningkatkan efisiensi dan efisiensi unit turbopump, kadang-kadang digunakan skema dengan pompa bahan bakar dan pompa oksidator terpisah, serta skema di mana unit turbopump juga berisi pompa booster yang diperlukan untuk menciptakan tekanan yang diperlukan pada saluran masuk mesin, terutama ketika itu meluncurkan.

Skema yang relatif sederhana adalah tipikal untuk mesin berbahan bakar cair dengan sistem pasokan bahan bakar perpindahan.

Dalam skema dengan pasokan bahan bakar perpindahan (lihat Gambar 2.13.), gas disuplai ke tangki dengan oksidator dan bahan bakar dari tabung gas terkompresi (misalnya, nitrogen), sementara tekanannya di tangki komponen bahan bakar dipertahankan konstan menggunakan sebuah peredam. Tekanan pada bantalan gas tangki bahan bakar memastikan perpindahan komponen fase cair ke dalam ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair. Jelas sekali bahwa tekanan di dalam ruangan tidak boleh lebih tinggi dari tekanan di dalam tangki. Katup penutup digunakan untuk memastikan mesin hidup dan mati. Keuntungan yang tidak diragukan lagi dari skema yang disajikan di atas adalah kesederhanaannya dan, sebagai hasilnya, keandalannya. Namun, dengan sistem perpindahan, tabung gas terkompresi menjadi berat dan tangki bahan bakar menjadi jauh lebih berat. Secara umum:

(2.18.)

Tekanan gas di tangki bahan bakar;

Tekanan di ruang bakar mesin roket;

Kehilangan tekanan pada jalur hidrolik dan elemen otomasi antara tangki dan ruang mesin.

Tekanan pada bantalan gas tangki bahan bakar memastikan perpindahan komponen cair ke dalam ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair. Jelas sekali bahwa tekanan di dalam ruangan tidak boleh lebih tinggi dari tekanan di dalam tangki. Katup penutup digunakan untuk memastikan mesin hidup dan mati. Keuntungan yang tidak diragukan lagi dari skema di atas adalah kesederhanaan dan keandalannya. Karena dengan meningkatnya tekanan di dalam ruangan, efisiensi mesin meningkat, keinginan untuk meningkatkannya, untuk skema mesin roket berbahan bakar cair ini, dikaitkan dengan peningkatan massa semua elemen sistem pasokan dan, yang terpenting, tangki bahan bakar. Kerugian serupa juga terjadi pada sistem pasokan bahan bakar perpindahan dengan LGG dua komponen. Namun, konsumsi gas yang lebih sedikit diperlukan untuk memberi tekanan pada tangki bahan bakar dan oksidator. Dalam versi sirkuit ini, injeksi dilakukan oleh produk pembakaran yang diperoleh di LGG, dan kinerja gas “panas” jauh lebih tinggi dibandingkan dengan gas “dingin”.

Pengaruh terhadap karakteristik massa sistem propulsi dengan mesin roket berbahan bakar cair dapat diilustrasikan dengan jelas pada contoh berikut. Jika sistem propulsi kendaraan peluncuran Saturn - 5 tahap kedua diganti dengan instalasi dengan sistem pasokan perpindahan pada tekanan yang sama di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair, maka peningkatan massa seperti itu sistem propulsinya akan sama dengan massa pesawat luar angkasa Apollo, sehingga mustahil untuk melaksanakan program bulan.

Untuk opsi rangkaian perpindahan (lihat Gambar 2.14.), kerugian dapat diharapkan sedikit berkurang, karena perpindahan komponen akan dilakukan oleh produk pembakaran panas yang dihasilkan di LGG.

Dari penjelasan berikut mengapa sistem umpan perpindahan dengan sistem umpan balon digunakan secara eksklusif pada mesin dorong rendah dengan tekanan di ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair tidak lebih dari 10-12 · 10 5 Pa.

Penerapan praktis mesin roket propelan cair (LPRE) daya dorong rendah ditemukan dalam pembuatan sistem propulsi terintegrasi (UPS) untuk satelit bumi buatan (AES), pesawat ruang angkasa (SV) dan pesawat ruang angkasa (SC). Berada di orbit, ketika tekanan di luar pesawat mendekati nol, impuls spesifik dapat memiliki nilai yang cukup tinggi, bahkan dengan tekanan di dalam ruangan yang rendah. Harus diingat bahwa impuls spesifik meningkat dari rasio tekanan di ruang bakar dengan tekanan di pintu keluar nosel (lihat Gambar 2.10.).

Cukup banyak solusi sirkuit untuk ODE yang menggunakan mesin roket berbahan bakar cair yang dapat dipertimbangkan. Pertama-tama, perbedaan pilihan skema akan tergantung pada persyaratan yang ditentukan oleh tujuan pesawat. Ini bisa berupa mesin yang menggunakan bahan bakar komponen tunggal dan komponen ganda. Skema tersebut akan berbeda dalam prinsip pengaturan traksi dan stabilisasi. Faktor-faktor lain juga dapat mempengaruhi penentuan desain sirkuit. Namun, di semua varian rangkaian, tekanan di akumulator gas harus lebih tinggi daripada tekanan di dalam ruang, yang menentukan fitur sistem perpindahan untuk memasok komponen.

Penyajian semua, atau setidaknya sebagian besar, kemungkinan skema sistem propulsi dengan sistem umpan perpindahan dalam buku teks ini tidak termasuk dalam rencana penulis. Oleh karena itu, untuk mengilustrasikan kemungkinan opsi rangkaian, sebagai contoh, diberikan diagram sistem propulsi terintegrasi (ODS) untuk satelit bumi buatan (AES) yang ditenagai oleh dua komponen bahan bakar (lihat Gambar 2.15.).

Beras. 2.15. Skema ODE dengan mesin roket propelan cair dua komponen untuk IC.

1. Peredam tekanan, 2. Mesin roket manuver (Masing-masing dengan daya dorong 22 N),

3. Mesin roket cair Apogee (daya dorong 490 N)

Desain dan fitur dasar pengoperasian mesin roket berbahan bakar cair sangat beragam. Di antara masalah terpenting dalam pembuatan mesin roket berbahan bakar cair adalah memastikan pengoperasian ruang bakar. Terutama jika Anda mempertimbangkan bahwa sumber daya yang dibutuhkan untuk mesin roket berbahan bakar cair secara signifikan melebihi sumber daya untuk ruang mesin roket berbahan bakar cair konvensional.

Daftar yang serupa dapat mencakup: peluncuran, pengorganisasian proses kerja, pemilihan sistem untuk menangkal pengaruh suhu pada dinding ruang dan sejumlah lainnya. Sebagian besar masalah yang sulit dipecahkan terutama terkait dengan biaya pengoperasian komponen yang sangat rendah. Jadi untuk beberapa ruang, konsumsi oksidator dan bahan bakar masing-masing tidak melebihi 0,5 dan 0,3 g/s. Keadaan serupa, misalnya, menentukan ketidakmungkinan menggunakan pendinginan regeneratif pada dinding (sebagai yang paling efektif), dan memilih logam tahan api untuk pembuatan dinding ruang, menggunakan lapisan pelindung panas tahan panas, jauh lebih rendah daripada cangkang.

Untuk sistem propulsi, salah satu diagramnya ditunjukkan pada Gambar 2.15., digunakan sebagai bagian dari pesawat ruang angkasa angkut atau pesawat lain dan terbang dalam waktu lama, tangki bahan bakar harus diisi bahan bakar. Pilihan untuk sistem pengisian bahan bakar ditunjukkan pada gambar (lihat Gambar 2.16.).

Beras. 2.16. Diagram tangki bahan bakar untuk pesawat yang mengisi bahan bakar dalam penerbangan.

1. Dinding tangki; 2. Pipa tekanan; 3. Piston; 4. Asupan bahan bakar; 5. Bellow;

6. Tas elastis; 7. Batang berlubang untuk memberi tekanan; 8. Diafragma plastik; 9. Partisi plastik yang dibasahi; 10. Pipa sentral untuk pemasukan bahan bakar.

A - dengan piston; B - dengan perangkat perpindahan bellow (bahan bakar di luar bellow); B - dengan perangkat perpindahan bellow (bahan bakar di dalam bellow); G - dengan kantong perpindahan (bahan bakar di luar kantong); D - dengan tas perpindahan (bahan bakar di dalam tas); E - dengan diafragma plastik; F - dengan perangkat pemasukan kapiler.

Informasi lebih lengkap mengenai sistem pengisian bahan bakar dapat dilihat pada manual pelatihan yang disebutkan dalam daftar pustaka.

Untuk menerapkan mesin roket berbahan bakar cair dengan daya dorong sedang, tinggi, dan sangat tinggi, perlu dibuat mesin dengan peningkatan tekanan setinggi mungkin di ruang bakar. Pada opsi mesin seperti itu, sirkuit dengan sistem turbopump untuk menyuplai komponen bahan bakar digunakan.

Gambar (lihat Gambar 2.17.) menunjukkan diagram blok mesin roket berbahan bakar cair dengan sistem pompa untuk menyuplai komponen. Ciri khas dari skema yang dipertimbangkan adalah bahwa gas yang dikeluarkan dari turbin dibuang begitu saja ke atmosfer sekitarnya. Perlu dicatat bahwa produk pembakaran setelah turbin masih memiliki efisiensi yang signifikan dan tidak digunakannya akan berdampak negatif terhadap efisiensi mesin. Meski demikian, skema seperti itu bisa dilaksanakan.

Beras. 2.17. Sirkuit pneumohidraulik mesin berbahan bakar cair, dengan suplai komponen turbopump ke ruang bakar.

Komponen bahan bakar roket kesatuan (misalnya, hidrogen peroksida - H 2 O 2), dari tangki, disuplai ke generator gas cair. Generator gas adalah unit yang dirancang untuk menghasilkan gas generator bersuhu tinggi yang digunakan untuk menggerakkan turbin turbocharger. Turbin memberikan torsi ke pompa bahan bakar dan oksidator. Komponen utama bahan bakar disuplai oleh pompa ke dalam ruang mesin, dan bahan bakar biasanya digunakan untuk mendinginkan ruang, yang kemudian disuplai ke celah di antara dindingnya, biasanya disebut “jaket” pendingin. Oksidator disuplai langsung ke kepala nosel ruangan, di mana ia dicampur dengan bahan bakar yang dipanaskan di jalur pendinginan. Proses interaksi komponen bahan bakar terjadi di ruang bakar. Produk pembakaran suhu tinggi yang dihasilkan melewati bagian kritis ruangan dan mengembang di nosel hingga kecepatan supersonik. Keluarnya hasil pembakaran merupakan tahap akhir dari pengoperasian mesin roket cair dan membentuk daya dorong mesin roket.

Skema jenis ini, yang disebut “sirkuit terbuka”, dapat lebih efektif jika, setelah turbin dipicu, gas generator dapat dibuang melalui perangkat tambahan yang menjamin pemanfaatan energi dari gas yang dibuang...

Secara umum, besarnya gaya dorong mesin roket “terbuka” dapat terdiri dari nilai yang sama dengan jumlah gaya dorong yang dihasilkan oleh ruang utama dan perangkat tambahan setelah turbin. Efek serupa dapat diperoleh dengan memastikan pembuangan gas generator ke nosel tambahan; implementasi ke bagian superkritis nosel utama, dalam opsi desain berbeda untuk nosel utama.

Gambar (lihat Gambar 2.18) menunjukkan diagram perangkat di mana gas generator, setelah merealisasikan sebagian energinya di turbin, digunakan untuk menciptakan daya dorong tambahan.

Gambar 2.18 Diagram perangkat yang memanfaatkan gas pasca turbin

Dalam salah satu opsi yang disajikan, daya dorong tambahan yang diterapkan pada perangkat harus diperhitungkan.

Itu. ada hubungan:

dimana: adalah daya dorong total mesin roket berbahan bakar cair dengan desain “terbuka”;

Dorongan yang dihasilkan oleh ruang utama mesin roket;

Dorongan dihasilkan pada alat bantu.

Dengan menggunakan ketergantungan yang diberikan sebelumnya untuk menentukan impuls spesifik (lihat persamaan 2.11, 2.12. dan 2.13), kita mengubah ekspresi 2.19. untuk melihat 2.20.

(2.20.)

dimana: - impuls spesifik efektif dari mesin roket berbahan bakar cair dari sirkuit "terbuka";

Impuls spesifik yang disediakan masing-masing oleh ruang utama dan perangkat tambahan;

Konsumsi bahan bakar massal pada generator gas dan konsumsi bahan bakar massal total pada mesin propelan cair.

Analisis Ketergantungan 2.20. menunjukkan bahwa nilai impuls spesifik efektif semakin besar, semakin kecil proporsi bahan bakar yang dikonsumsi melalui generator gas dan semakin efisien gas generator dimanfaatkan setelah diaktifkan pada turbin. Terdapat ketergantungan yang jelas yang mencirikan pengaruh tekanan di dalam ruang mesin roket berbahan bakar cair “terbuka” terhadap besarnya impuls spesifik. Berbeda dengan peningkatan yang monoton. Dalam kasus umum yang dibahas di atas, dengan peningkatan tekanan di ruang mesin propelan cair yang beroperasi sesuai dengan skema tanpa pembakaran gas generator, wilayah yang ditentukan dengan jelas sesuai dengan nilai optimal diamati (lihat Gambar 2.19.).

Gambar.2.19. Ketergantungan impuls spesifik pada tekanan ruang

mesin sirkuit terbuka

Munculnya ketergantungan yang ekstrim dijelaskan oleh perlunya peningkatan konsumsi bahan bakar melalui generator gas dengan meningkatnya tekanan di ruang bakar. Peningkatan laju aliran diperlukan untuk meningkatkan daya turbin guna memenuhi peningkatan kebutuhan pompa akan torsi yang lebih besar. Situasi ini menyebabkan peningkatan proporsi bahan bakar yang digunakan secara tidak efisien dan, sebagai akibatnya, penurunan impuls spesifik mesin roket.

Diperbolehkan untuk menyediakan pelepasan gas pembangkit gas melalui nozel putar khusus yang digunakan untuk mengontrol penerbangan roket

Untuk memanfaatkan secara maksimal kemampuan bahan bakar roket, melalui upaya para ilmuwan dan insinyur Rusia, sebuah skema untuk mengatur proses kerja mesin roket berbahan bakar cair dikembangkan, yang menyediakan pembakaran setelah gas generator dalam pembakaran. ruang setelah aktivasi pada turbin TNA, yang disebut “skema pembakaran gas generator” (lihat Gambar 2.20 .).

Beras. 2.20. Diagram struktur mesin roket berbahan bakar cair dengan pembakaran gas generator setelahnya

1. dan 2. Tangki dengan bahan bakar dan oksidator, 3. LGG, 4. dan 5. pompa bahan bakar dan oksidator, 7., 8. dan 9. katup, 10. ruang bakar.

Fitur utama dari sirkuit “tertutup”, dibuat sesuai dengan varian Gambar. 2.20 adalah sebagai berikut. Semua oksidator yang diperlukan untuk pengoperasian CS disuplai ke generator gas. Pasokan di sana sangat minim. jumlah yang dibutuhkan bahan bakar. Rasio komponen bahan bakar yang disuplai ke generator gas ditentukan semata-mata oleh kebutuhan untuk memperoleh gas pada suhu yang dapat diterima untuk menjamin beban termomekanis turbin. Setelah gas generator diaktifkan di turbin, yang dalam hal ini memiliki komponen pengoksidasi berlebih, gas tersebut disuplai ke stasiun kompresor. Sejumlah bahan bakar tambahan yang diperlukan untuk menjaga rasio optimal komponen bahan bakar juga disuplai ke sana. Dalam versi ini, mesin roket berbahan bakar cair beroperasi sesuai dengan skema “gas (pengoksidasi) – cair (bahan bakar)”. Dimungkinkan juga untuk mengatur proses kerja ketika jumlah bahan bakar berlebih disuplai ke generator gas dengan kekurangan zat pengoksidasi. Dalam kasus pertama mereka berbicara tentang generator gas pengoksidasi, yang kedua - generator gas pereduksi.

Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Dalam kasus generator gas pereduksi, masalah memastikan stabilitas termal lebih mudah diselesaikan, karena pada suhu tinggi dari proses kerja di generator gas, lebih mudah untuk melindungi bahan struktural (terutama logam dan paduannya) dari api. dengan adanya lingkungan yang mereduksi. Pada saat yang sama, kelebihan bahan bakar dengan jumlah oksidator yang tidak mencukupi penuh dengan sejumlah konsekuensi negatif yang terkait dengan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna, yang dalam kasus komponen yang mengandung karbon menyebabkan pengendapan karbon fase padat. dan, sebagai konsekuensinya, keausan erosif pada bilah turbin dan elemen pompa lainnya.

Skema pembangkitan gas oksidatif tidak memiliki kelemahan ini, namun memiliki karakteristik tersendiri. Mereka terdiri dari kebutuhan untuk menggunakan bahan struktural tahan api yang tahan terhadap api di lingkungan pengoksidasi, yang menyebabkan peningkatan biaya mesin, potensi penurunan stabilitasnya ketika terkena mikropartikel dalam aliran gas pengoksidasi yang memasuki bilah turbin. , yang mempersulit pembuatan mesin berbahan bakar cair yang sangat andal.

Dalam praktiknya, skema pembangkitan gas reduksi paling sering digunakan pada mesin roket cair oksigen-hidrogen, di mana bahan bakarnya (hidrogen cair) tidak mengandung karbon dan, oleh karena itu, pada dasarnya tidak ada bahaya pembentukan jelaga. Di masa depan, kemungkinan untuk menggunakan anggota pertama dari rangkaian homolog hidrokarbon jenuh, metana (CH 4), sebagai bahan bakar roket, yang kandungan karbonnya minimal, sehingga efektif digunakan dalam generator gas. skema pengurangan pada dasarnya mungkin dilakukan.

Skema mesin roket berbahan bakar cair yang disajikan di atas diimplementasikan sesuai dengan skema “gas-cair”. Varian skema ini menyediakan pengorganisasian proses kerja dengan pembakaran gas generator setelahnya.

Dalam pilihan lain, pembakaran gas generator dapat dibangun sesuai dengan skema “gas-ke-gas”. Perbedaan utama antara skema ini adalah adanya dua generator gas. Satu generator gas beroperasi berdasarkan skema oksidatif, yang kedua – skema reduksi. Sebaiknya menggunakan bahan bakar hidrogen atau hidrokarbon dengan kandungan massa karbon minimum (minyak tanah, dll.) untuk generator gas reduksi, dan oksigen cair sebagai oksidator. Dengan demikian, penambahan hidrogen cair ke dalam bahan bakar roket dapat secara signifikan mengurangi pelepasan fase karbon terkondensasi (jelaga), sehingga memastikan kemungkinan pengoperasian generator gas reduksi yang lebih andal.

Produk pembangkitan gas memasuki turbin gas pengoksidasi dan pereduksi, dan kemudian, setelah melewati turbin, ke dalam ruang bakar, di mana interaksi terakhirnya terjadi, dengan rasio komponen yang diperlukan (lihat Gambar 2.21.).

Beras. 2.21. Sirkuit pneumohidraulik dari mesin propelan cair dengan pembakaran gas generator setelahnya.

1. dan 2. Tangki dengan bahan bakar dan oksidator, 3. dan 4. Gas LGG dengan bahan bakar berlebih dan gas LGG dengan oksidator berlebih, 5. dan 6. Pompa bahan bakar dan oksidator, 7. dan 8. Turbin untuk bahan bakar gas dan gas pengoksidasi , 9. dan 10. Katup, 11. Ruang bakar.

Skema serupa dapat dilakukan dengan desain yang sedikit berbeda, bila ada dua generator gas. LGG dengan kelebihan bahan bakar memastikan tekanan pada tangki bahan bakar. Generator gas kedua menghasilkan gas pengoksidasi bersuhu tinggi, yang salah satu bagiannya masuk ke turbin dan setelah turbin masuk ke ruang bakar utama. Bagian kedua yang lebih kecil dalam mixer dilengkapi dengan sejumlah oksidator tambahan dan digunakan untuk mengembang tangki oksidasi.

Untuk mesin hidrogen-oksigen, biasanya digunakan rangkaian generator bebas gas (lihat Gambar 2.22.).

Gambar.2. 22. Skema mesin roket berbahan bakar cair bebas gas

1. Ruang bakar, 2. pengatur udara, 3. Pompa hidrogen cair. 4. Pompa oksigen cair, 5. Peredam kecepatan, 6. turbin, 7. 8. dan 9. katup penutup, 10. katup sistem pengapian..

Dalam skema operasi bebas generator gas pneumatik-hidraulik dari mesin roket berbahan bakar cair, urutan operasi berikut disediakan. Komponen dari tangki masuk ke saluran masuk pompa melalui katup saluran masuk. Mesin THA memiliki desain dua poros dengan poros paralel dan peredam roda gigi. Ini fitur penting dari TNA ini. Pompa hidrogen sentrifugal dipasang pada poros yang sama dengan turbin, memiliki dua tahap dan saluran masuk aksial. Tahap pertama pompa adalah sekrup-sentrifugal. Pompa oksigen sentrifugal sekrup adalah satu tahap. Turbinnya aksial dua tahap, jet.

Oksigen cair, melalui blok katup dengan pengatur rasio komponen elektromekanis, memasuki rongga kepala pencampur dari pompa. Dalam penerbangan, menurut sinyal dari sistem pengosongan tangki, rasio komponen dapat bervariasi dalam ± 10%. Hidrogen dari pompa dialirkan melalui pipa menuju inlet manifold jalur pendinginan ruangan.

Hidrogen cair dari pompa memasuki kolektor yang terletak di bagian kritis nosel. Dari kolektor, sepanjang bagian tabung, hidrogen diarahkan ke pintu keluar nosel, kemudian melalui bagian tabung yang lain, ia bergerak ke kolektor dekat kepala. Dari kolektor ini, gas hidrogen, yang dipanaskan di sirkuit pendingin hingga suhu 200K, dialirkan dari draft regulator ke turbin. Regulator rancangan beroperasi berdasarkan prinsip melewatkan sebagian hidrogen ke saluran keluar turbin. Dari turbin, limbah hidrogen melewati katup start-up dan shut-off melalui saluran gas ke kepala pencampur. Semua katup utama dikendalikan oleh gas helium dengan menggunakan katup pengatur.

Diagram juga menunjukkan katup yang memastikan pengoperasian sistem pendingin mesin sebelum dihidupkan. Operasi seperti itu diperlukan untuk menghidupkan mesin secara normal menggunakan komponen kriogenik. apa yang diperlukan untuk sistem hidrolik. Tangki-tangki tersebut diberi tekanan dengan gas helium, yang cadangannya ada dalam silinder khusus.

Sejumlah skema mesin roket berbahan bakar cair telah dibahas di atas, di mana TNA digunakan untuk memasok komponen ke CS. Pada tekanan rendah pada pipa saluran masuk, mode terhenti dapat terjadi, ditandai dengan timbulnya kavitasi pada rongga antar bilah pompa. Dalam semua skema pneumohidraulik yang disajikan dari mesin roket propelan cair yang dilengkapi dengan pompa pompa, gas disuplai ke tangki dengan komponen dari silinder melalui gearbox, yang membuatnya menjadi supercharged. Dalam hal ini, seseorang dapat mengandalkan untuk mendapatkan tekanan yang diperlukan pada saluran masuk pompa. Pada saat yang sama, tekanan dalam tangki yang diperlukan untuk pengoperasian normal pompa ulir sentrifugal seringkali terlalu tinggi, yang menyebabkan peningkatan nyata pada ketebalan dinding dan berat tangki. Kerugian ini dapat dihindari jika unit pemompaan (booster) tambahan (BPU) dipasang di outlet tangki. Memasang BPU yang menjamin pengoperasian pompa utama TPU dapat secara signifikan mengurangi jumlah tekanan tangki dan, akibatnya, bobotnya. Oleh karena itu, desain pompa modern tidak terpikirkan tanpa penggunaan berbagai pompa secara berurutan yang disusun dalam skema multi-tahap. Peran booster dapat dilakukan oleh sudu aksial (auger) atau pompa jet (ejector).

Unit pompa booster pompa (BPU), yang biasa disebut pra-pompa, terletak di dekat tangki dengan komponen, sehingga menghilangkan kerugian hidrolik ketika komponen disuplai dari tangki ke pintu masuk pompa BPU. Pada gambar (lihat Gambar 2.30).

Beras. 2.30. Sirkuit perangkat booster

Pilihan a). 1. Tangki dengan komponen, 2. pompa awal sentrifugal, 3. turbin cair unit pompa awal, 4. turbin pompa utama, 5. pompa.

pilihan b). 1. Tangki dengan komponen, 2. pra-pompa, 3. turbin gas dari unit pra-pompa, 4. pompa dari pompa kalor utama.

Opsi c). 1. Tangki dengan komponen, 2. jet pre-pump (ejector), 3. nosel ejektor, 4. pompa dari pompa utama., 5. Jalur suplai komponen ke nosel ejektor.

Dalam skema opsi “a”, turbin hidrolik BNA digerakkan oleh cairan tekanan tinggi, diambil dari pompa TNA. Setelah turbin diaktifkan, cairan kembali ke garis tekanan. Dalam skema opsi "b", turbin gas beroperasi pada gas LGG utama, dan dalam opsi "c", jet pre-pump-ejector, serta dalam opsi skema "a", ditenagai oleh komponen dari pompa HPU utama.

Sebagai berikut dari analisis singkat di atas tentang efektivitas kemungkinan varian skema mesin roket berbahan bakar cair, peningkatan tekanan di dalam ruangan tidak selalu menyebabkan peningkatan impuls spesifik. Fitur-fitur yang dibahas dari konstruksi skema mesin roket berbahan bakar cair, pada tingkat yang lebih besar, berkaitan dengan skema mesin dengan daya dorong tinggi dan ultra-tinggi, dan juga, sampai batas tertentu, dengan mesin dengan daya dorong sedang. Gambar (lihat Gambar 2.31.) menunjukkan ketergantungan kualitatif dari impuls spesifik ruangan dan mesin roket propelan cair, yang dibuat menurut sirkuit perpindahan, menurut sirkuit "terbuka" dan menurut sirkuit "tertutup" dari berbagai pilihan.

Beras. 2.31. Ketergantungan impuls spesifik pada tekanan ruang

Dari analisis grafik dapat disimpulkan bahwa pada mesin yang berjalan pada sirkuit cair-cair, dengan meningkatnya tekanan, impuls spesifik ruang meningkat secara monoton. Namun, di masa depan, karena peningkatan konsumsi gas untuk penggerak TPU (lihat Gambar 2.26.), impuls spesifik mesin hanya meningkat sampai batas tertentu. Peningkatan impuls spesifik mesin yang dibangun berdasarkan sirkuit tertutup meningkat seiring dengan peningkatan tekanan di dalam ruangan, meskipun tidak terlalu signifikan.

Saat memilih opsi mesin propelan cair untuk pesawat yang baru dirancang, selain menggunakan data yang diperoleh dari analisis grafik yang disajikan pada Gambar 2.18, ketergantungan yang disebut karakteristik ketinggian (Gambar 2.32.) juga harus diperhitungkan.

Beras. 2.32. Karakteristik ketinggian.

Pada gambar. 2.32. perubahan parameter mesin utama dengan perubahan tekanan balik disajikan. Terlihat dari gambar aliran karakteristik ketinggian mesin roket berbahan bakar cair dengan perubahan tekanan lingkungan lingkungan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian pengoperasian nosel tanpa gelombang kejut I dan bagian pengoperasian nosel dengan gelombang kejut P.

Pada bagian dengan pengoperasian nosel non-kejutan, gaya dorong dan gaya dorong spesifik berkurang secara linier dengan meningkatnya tekanan lingkungan. Dalam hal ini, proses kerja di dalam ruang dan noselnya tidak bergantung pada tekanan sekitar. Pada tekanan tertentu pk gelombang kejut memasuki nosel ruang - linearitas perubahan gaya dorong dan gaya dorong spesifik terganggu. Sifat perubahan gaya dorong dan gaya dorong spesifik pada mode pengoperasian nosel dengan gelombang kejut ditentukan oleh pola pergerakan gelombang kejut ke kedalaman nosel dan pemulihan tekanan di belakang gelombang kejut. Pada Gambar 2.33. Garis putus-putus menunjukkan sifat perubahan parameter utama mesin roket berbahan bakar cair, jika gelombang kejut tidak masuk ke nosel dan pemuaian gas biasa terjadi pada semua tekanan nosel. Sejak gelombang kejut memasuki nosel, tekanan di balik guncangan meningkat saat gelombang kejut menembus jauh ke dalam nosel. Mode operasi serupa diamati pada mesin roket berbahan bakar cair tahap pertama dari rudal antarbenua, tekanan pada saluran keluar nosel dipilih cukup kecil dari kondisi diperoleh daya dorong spesifik maksimum rata-rata di bagian aktif lintasan roket. . atau untuk roket.Untuk roket jenis ini, parameter mesin dipilih dari kondisi diperolehnya daya dorong spesifik maksimum rata-rata di bagian udara lintasan. Oleh karena itu, untuk roket-roket ini, tekanan pada pintu keluar nosel cukup rendah dan tekanan atmosfir gelombang kejut cukup untuk memasuki kedalaman nosel. Gambar tersebut menunjukkan bahwa di kondisi yang ditentukan Mode pengoperasian nosel dengan gelombang kejut meningkatkan karakteristik mesin roket berbahan bakar cair.

Untuk versi roket yang gaya dorongnya perlu diubah selama penerbangan, mesin roket berbahan bakar cair harus dibuat dengan karakteristik throttle (lihat Gambar 2.33.).

Beras. 2.33. Karakteristik throttle mesin roket berbahan bakar cair.

Berdasarkan gambar, untuk mengubah besarnya gaya traksi diperlukan perubahan biaya komponen. Namun, harus diingat bahwa perubahan laju aliran dipastikan dengan mengoreksi perbedaan antar injektor sesuai dengan ekspresi berikut.

, (2.21.)

di mana G adalah laju aliran komponen melalui nosel,

Koefisien aliran nosel,

F f – luas penampang keluar nosel nosel,

Kepadatan komponen,

Penurunan tekanan pada nosel.

Selain opsi yang disajikan, arah lain untuk perbaikan sirkuit adalah mesin roket berbahan bakar cair tiga komponen. Dalam mesin roket cair jenis ini, beberapa jenis hidrokarbon (misalnya minyak tanah) dan hidrogen cair digunakan secara bersamaan sebagai bahan bakar, dan oksigen cair digunakan sebagai zat pengoksidasi. Mesin tiga komponen juga memungkinkan untuk sepenuhnya mewujudkan kemungkinan penggunaan bahan bakar roket yang berbeda secara efektif di dalam pesawat yang sama. Perhitungan balistik dan massa terhadap efisiensi penggunaan berbagai bahan bakar dalam sistem propulsi kendaraan peluncur, rudal balistik, dan sistem ruang angkasa yang dapat digunakan kembali sangat ditentukan oleh karakteristik bahan bakar roket yang digunakan. Seperti yang ditunjukkan sebelumnya, bahan bakar menentukan nilai impuls spesifik mesin roket berbahan bakar cair, yang sangat penting untuk mesin kendaraan peluncuran tingkat atas, sedangkan tahap pertama dapat dilengkapi dengan mesin roket berbahan bakar cair dengan tidak terlalu banyak bernilai tinggi, tetapi kepadatan bahan bakar harus maksimal.

Mesin tiga komponen memungkinkan untuk memastikan pengoperasian tahap pertama dengan kandungan hidrogen minimum dalam bahan bakar roket. Artinya, menunjukkan kelayakan penggunaan bahan bakar dengan kepadatan yang lebih tinggi. Pada tahap selanjutnya dari penerbangan roket, hidrogen, sebagai bahan bakar yang lebih intensif energi dan kepadatannya lebih rendah, lebih disukai, karena penggunaannya akan menyebabkan peningkatan impuls spesifik mesin roket, dan akibatnya, efisiensi mesin roket. seluruh pesawat.

Mesin berbahan bakar cair dapat memberikan parameter dan karakteristik yang diperlukan, asalkan unit otomasi dan kendali mesin dimasukkan dalam rangkaian pneumohidraulik (PGS). Fungsi terpenting yang dilakukan oleh unit ASG meliputi:

· stabilisasi rasio komponen yang disuplai ke ruang bakar;

· mempertahankan tingkat yang diperlukan atau mengatur traksi;

· memastikan pengendalian dan pengelolaan pengoperasian mesin dan unit utamanya (ruang bakar, pompa pompa, generator gas dan, mungkin, beberapa lainnya), yang menentukan kinerja keseluruhannya.

Untuk jenis mesin tertentu, daftar yang disajikan dapat diperluas.

Seperti yang telah disebutkan lebih dari sekali, untuk buku teks ini, dengan memperhatikan kondisi singkatnya materi yang disajikan, tidak mungkin menyajikan opsi yang memungkinkan untuk ASG dengan deskripsi sirkuit yang termasuk dalam mesin unit otomasi dan kontrol. Anda hanya dapat menunjukkan dalam daftar sumber sastra daftar alat bantu pengajaran khusus tentang masalah ini.

Namun, diagram dan fitur desain unit utama akan disajikan.

Yang dimaksud dengan unit “utama” adalah unit yang menyediakan parameter fungsional dan karakteristik terpenting dari mesin roket berbahan bakar cair. Ini termasuk ruang bakar, unit turbopump, dan generator gas. Unit-unit ini akan menentukan jenis mesin roket. Pengerjaan pembuatannya membutuhkan waktu dan biaya finansial yang paling besar.Pada saat yang sama, perlu ditekankan bahwa tingkat pentingnya dalam menentukan kinerja mesin propelan cair, dan terkadang keandalan, unit-unit yang tidak disebutkan di antara yang utama (katup , regulator, dll.) memerlukan perhatian yang sama pada desain dan pengembangannya.

2.5.1. Ruang pembakaran mesin roket berbahan bakar cair

Ruang bakar didesain dengan urutan tertentu. Awalnya, kecuali ditentukan secara khusus dalam spesifikasi teknis, komponen dan tekanan optimal dalam ruang bakar dipilih.Desain ruang bakar ditentukan setelah melakukan perhitungan gas-dinamis. Berdasarkan hasil perhitungan ini, dimensi geometris dan profil dinamis gas CS ditetapkan (lihat Gambar 2.34.).

Beras. 2.34. Profil gas-dinamis dari ruang bakar.

Pembakar mesin roket berbahan bakar cair mengalami beban panas yang sangat tinggi. Untuk mesin dengan daya dorong sedang, tinggi dan sangat tinggi, untuk hampir semua jenis komponen, sistem pendingin dilakukan dengan pendinginan eksternal. Untuk kamera dengan daya dorong rendah, masalah ketahanan suhu diselesaikan dengan mempertimbangkan masa pakai, kontur geometris kamera, gaya traksi, dan fitur spesifik lainnya dari setiap opsi kamera. Elemen struktural utama CS, dibuat dengan pendinginan eksternal, ditunjukkan pada gambar (lihat Gambar 2.35.)

Beras. 2.35. Ruang pembakaran dengan cangkang terkait

1. Badan ruang, 2. Kepala pencampur, 3. Bagian silinder ruang, 4. Nosel, 5. Jaket ruang, 6. Braket daya.

A. Simpul sabuk tirai, b. Unit penyuplai cairan pendingin (bahan bakar), c. Braket Pemasangan Kamera

Pada Gambar 2.35, komponen pendingin dimasukkan ke dalam jaket ruang di bagian diameter luar nosel. Ini bukan satu-satunya solusi. Perancang biasanya memilih opsi untuk memasang manifold masukan komponen, bergantung pada sejumlah alasan (tingkat perluasan nosel, keinginan untuk mengurangi hambatan di sepanjang jalur, kekuatan, dll.).

Gambar (lihat Gambar 2.36) menunjukkan pilihan lokasi bagian masukan.

Beras. 2.36. Pilihan lokasi bagian untuk memasukkan komponen pendingin ke dalam celah antar kulit “jaket” ruang.

A- di bagian keluar nosel. B.- di bagian saluran keluar dan di bagian tengah nosel, V– di bagian tengah nosel

Pada mesin dorong tinggi modern, untuk meningkatkan ketahanan termal ruang, sejumlah tindakan desain digunakan yang bertujuan untuk mengurangi suhu elemen ruang bakar yang paling mengalami tekanan panas.

Langkah-langkah tersebut meliputi:

· pengorganisasian pendinginan regeneratif dengan memompa komponen bahan bakar yang relatif dingin melalui “jaket” pendingin;

· penggunaan apa yang disebut "tirai pendingin", yang merupakan zona khusus dari area ruangan yang mengalami tekanan panas, dilengkapi dengan perangkat untuk memasok sejumlah tambahan salah satu komponen bahan bakar (biasanya bahan bakar) untuk mengurangi aliran panas lokal ;

· penerapan tindakan khusus di bagian kritis ruangan yang paling banyak menerima beban termal (mengurangi celah antar kulit, memasukkan bahan tahan api ke bagian kritis nosel).

Untuk mengatur pendinginan eksternal, ukuran celah diatur oleh spacer khusus - koneksi. Mereka juga memastikan kekuatan ruang dan stabilitas cangkang bagian dalam ruang ketika tekanan komponen pendingin di celah “jaket” melebihi tekanan di dalam ruang. Gambar (lihat Gambar 2.30.) menunjukkan jenis spacer yang digunakan dalam desain CS modern. Spacer, cangkang luar dan dalam dihubungkan dengan menyolder, komposisi solder stabil dalam komponen dan mempertahankan karakteristik kekuatannya ketika dinding dipanaskan.

Beras. 2.37. Jenis koneksi shell CS.

A. pengatur jarak bergelombang, B. ribbing pada cangkang bagian dalam, V. ruang berbentuk tabung.

Ada keadaan penting lainnya untuk meningkatkan kinerja CS, yang dipastikan dengan memasukkan koneksi ke dalam desain CS. Badan ruang LRE mengalami pembebanan gaya yang signifikan. Proses pembakaran dapat berlangsung pada tekanan produk beberapa puluh MPa. Dalam hal ini, tekanan komponen pendingin pada celah antarkulit harus selalu lebih besar dari tekanan pada ruang. Jika tidak maka komponen tersebut tidak akan bisa masuk ke KS. Akibatnya, cangkang bagian dalam ruangan, yang berada di bawah perbedaan tekanan eksternal yang sama dengan perbedaan antara tekanan suplai dan tekanan di dalam ruangan, dapat runtuh dan kehilangan stabilitas. Dan jika selama proses yang sedang berlangsung di dalam ruangan memanas, maka karakteristik mekanik bahan cangkang mengalami penurunan nilai. Pada sampel mesin pertama, cangkang luar dan dalam bekerja secara independen satu sama lain (lihat Gambar 2.38.), yang mengecualikan kemungkinan peningkatan tekanan di ruang bakar.

Beras. 2.38. Ruang bakar mesin RD-1100

1. Unit injektor dengan sistem pengapian, 2. cangkang ruang yang beroperasi secara independen (tanpa sambungan). 3 blok nosel.

Pada mesin propelan cair modern, seperti disebutkan sebelumnya, ruang bakar dibuat dengan cangkang yang terhubung. Ketika komponen pendingin dimasukkan ke dalam celah “antara jaket” di pintu keluar nosel (skema yang paling umum dilakukan) (lihat Gambar 2.39.), penurunan tekanan terbesar yang bekerja pada cangkang bagian dalam akan ditentukan. Pada bagian ini, tekanan komponen maksimum, dan tekanan di dalam ruangan mendekati nol. Penilaian terhadap keandalan kekuatan cangkang ruang (kekuatan cangkang, stabilitas cangkang bagian dalam, kekuatan sambungan dan posisi lainnya) harus dilakukan dengan mempertimbangkan keadaan ini.

Beras. 2.39. Distribusi beban sepanjang ruangan

Notasi berikut digunakan pada grafik: p g - tekanan di dalam ruang, p g - tekanan komponen pendingin di celah "antarkulit", t g - suhu gas di dalam ruang, t rata-rata. – rata-rata, menurut ketebalan cangkang bagian dalam, suhu, - penurunan tekanan pada nosel, m dingin. – laju aliran massa komponen pendingin, L – panjang ruang..

Perlu dicatat bahwa opsi sambungan yang disajikan dalam manual ini, sebagai yang paling sering digunakan dalam desain CS modern, telah diuji melalui sejumlah besar eksperimen dan telah terbukti dengan baik dalam pengoperasian berbagai sampel motor kereta api dengan berbagai dimensi.

Cara lain untuk mengurangi dampak termal pada dinding bagian dalam ruangan adalah dengan memasukkan unit tirai ke dalam desain. Gambar (lihat Gambar 2.40) menunjukkan pilihan solusi desain untuk unit tirai yang melaluinya zat yang mudah terbakar dimasukkan untuk memastikan terciptanya lapisan film gas-cair pada permukaan bagian dalam cangkang “jaket”.

Gambar 2.40. Pilihan untuk komponen tirai kamera.

A – dengan lubang , B – dengan celah slot

Ruang bakar mesin roket berbahan bakar cair dicirikan oleh dua jenis mode operasi (lihat Gambar 3.7.). Untuk ruangan dengan pengoperasian stabil, sistem pendingin dinding bagian dalam dapat dipilih sesuai dengan prinsip ruangan yang baru saja dibongkar. Versi LPRE yang beroperasi dalam mode pulsa dapat menggunakan ruangan dengan “sistem kapasitif” untuk melindungi dinding ruangan. Opsi ini menyediakan desain cangkang tunggal (tanpa “jaket pendingin”) dengan ketebalan yang ditingkatkan dan dengan cincin pengaku tambahan (lihat Gambar 2.41.).

Beras. 2.41. Ruang pembakaran mesin roket berbahan bakar cair dengan daya dorong rendah.

1. Blok katup bahan bakar, 2. Ruang bakar, 3. Unit pemasangan sambungan nosel, 4. Sambungan nosel, 5. Penyala, 6. Unit katup bahan bakar.

Solusi seperti itu dapat diterima, karena selama jeda antara pengoperasian ruangan, dinding “beristirahat” dari efek produk pembakaran dan pemanasannya berkurang.

Unit yang sangat penting adalah ketua KS. Di bagian bawah kepala terdapat nozel tempat komponen masuk ke dalam ruangan. Jenis nozel sangat bervariasi dalam desain. Pada gambar (lihat Gambar 2.42). Tercantum beberapa jaminan jet, sentrifugal dan injektor dua komponen yang digunakan pada mesin cair-cair.

Beras. 2.42. Opsi injektor cair.

1. Depan bawah, 2. Bawah tengah, 3. Nosel jet-jet dua bagian, 4. Nosel satu bagian dengan pusaran, 5. Nosel jet sentrifugal satu bagian, 6. Nosel sentrifugal dua bagian dengan lubang tangensial, 7. Selongsong pengatur jarak.

Untuk mesin yang beroperasi sesuai skema dengan pembakaran gas generator setelahnya, kepala ruang dilengkapi dengan nozel gas-cair (Gbr. 2.43.).

Beras. 2 43. Pilihan untuk injektor gas-cair.

1. Depan bawah, 2. Bawah tengah, 3. Nosel jet-jet, 4. Nosel jet-sentrifugal, 5. Nosel jet-sentrifugal dengan pusaran sekrup, 6. Nosel dua tahap (gabungan): tahap pertama adalah gas -jet-jet cair, kaskade kedua adalah sentrifugal cair dengan lubang tangensial.

Opsi injektor untuk kepala pencampur dipilih oleh perancang berdasarkan pengalaman yang diperoleh sebelumnya dalam menguji ruang mesin - prototipe dan melakukan perhitungan. Lokasi nozel di bagian bawah kepala ditentukan oleh keinginan perancang untuk mendapatkan pembakaran sempurna terbaik dari komponen dan kebutuhan untuk menciptakan lapisan dinding bahan bakar yang efektif. Posisi terakhir yang disebutkan harus memastikan pemanasan yang dapat diterima pada dinding bagian dalam ruangan (lihat Gambar 2.44).

Beras. 2.44. Tata letak injektor pada kepala KS

A - Susunan injektor berbentuk sarang lebah.

1. Nozel jet-sentrifugal, 2. Nozel sentrifugal.

B - Susunan nozel yang terhuyung-huyung

1. Nosel oksidator 2. Nosel bahan bakar.

V– Susunan nozel dalam lingkaran konsentris

1. Nosel dua komponen, 2. Nosel satu komponen

Dari pemeriksaan gambar-gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa, terlepas dari susunan nozel di bagian bawah kepala pencampur, perlu untuk membentuk tirai injektor bahan bakar yang andal yang terletak di diameter luar.

Mesin berbahan bakar cair CS memiliki sejumlah besar komponen yang diperlukan agar mesin berfungsi normal. Ini adalah manifold untuk input dan output komponen, simpul sabuk tirai, simpul untuk menghubungkan bagian-bagian ruangan (kepala pencampur, bagian silinder dan nosel), simpul awal dan akhir, braket yang mengirimkan gaya traksi ke pesawat, dll. node yang terdaftar harus dirancang dan dievaluasi perhitungannya, dan juga harus diuji untuk memastikan kinerjanya. Keinginan penulis untuk menyoroti ciri-ciri pembuatan CS tersebut tidak sejalan dengan kebutuhan untuk memastikan singkatnya buku teks yang disajikan.

Penilaian kesempurnaan CS ditandai dengan koefisien kelengkapan impuls spesifik, ditentukan oleh ekspresi berikut:

, (2.22.)

dimana: - koefisien kelengkapan impuls spesifik,

I sp.p - impuls spesifik yang diukur secara eksperimental,

Dorongan spesifik teoretis,

Faktor kesempurnaan proses di dalam ruangan,

Koefisien kesempurnaan proses di nosel ruang,

Koefisien desain ditentukan berdasarkan data statistik yang diperoleh dari pengujian mesin yang beroperasi pada komponen serupa. Biasanya, nilai koefisien ini adalah 0,96...0,99.

Koefisien nosel () dihitung dengan memperhitungkan rugi-rugi gesekan () dan rugi-rugi akibat ketidakrataan medan kecepatan aliran pada pintu keluar nosel (). Selain itu, kerugian tambahan () yang terkait dengan pendinginan aliran di nosel, derajat ketidakseimbangan, dan lain-lain juga diperhitungkan:

. (2.23.)

Secara umum, nilai numerik dari koefisien yang tercantum berada dalam batasan berikut: = 0,975... 0,999, = 0,98...0,99 dan = 0,99...0,995. Dalam hal ini, nilai = 0,945...0,975.

Dengan mempertimbangkan nilai yang diberikan, kelengkapan impuls spesifik dapat berkisar antara 0,9 hingga 0,965.

2.5.2. Generator gas cair (LGG).

Solusi desain dan fitur proses intra-ruang sangat bergantung pada apakah LGG dipasang pada mesin propelan cair dengan sirkuit “terbuka” atau “tertutup”. Untuk mesin dengan desain “terbuka”, LGG bekerja pada tekanan yang mendekati tekanan kompresor utama. Mesin LGG dengan sirkuit “tertutup” memberikan fluida kerja (produk pembakaran) turbin dengan tekanan yang jauh lebih tinggi daripada tekanan di ruang bakar utama. Namun, LGG, baik versi oksidatif maupun reduktif, beroperasi pada rasio komponen yang jauh lebih rendah daripada nilai yang ditetapkan untuk CS. Akibatnya, temperatur terjadinya proses di ruang generator gas juga sangat berbeda dengan temperatur proses di ruang kompresor.

Mesin berbahan bakar cair menggunakan mesin gas cair dua komponen dan satu komponen. LGG dua komponen paling banyak digunakan. Untuk mesin dengan gas generator afterburning, LGG dua komponen secara alami digunakan sebagai yang paling alami. Dapat dicatat bahwa sebagian besar masalah terkait fitur desain dan pengujian varian LGG ini diselesaikan sesuai dengan posisi yang diadopsi untuk CS. Kepala pencampur nosel dan lokasinya di bagian bawah kepala akan dibuat sesuai dengan skema yang digunakan saat memilih solusi serupa untuk CS. Pada saat yang sama, mengingat tingkat suhu yang relatif rendah di ruang LGG, biasanya digunakan versi dinding yang tidak didinginkan. Gambar (lihat Gambar 2.45) menunjukkan bagian utama dari ZhGG dua komponen, salah satu mesin domestik.

Beras. 2.45. ZhGG dua komponen

Versi serupa dari ZhGG digunakan sebagai bagian dari mesin RD-111. Panah pada gambar menunjukkan alat kelengkapan masukan komponen.

Pengembangan generator gas satu komponen dilakukan berdasarkan prinsip yang berbeda. Di masa lalu, hidrogen peroksida (H 2 O 2) digunakan sebagai komponen generator gas tersebut. Zat khusus (katalis) terletak di ruang generator gas, interaksi dengan hidrogen peroksida menyebabkan produksi uap air dan gas oksigen pada suhu tinggi (dari 720 hingga 1030 K pada konsentrasi masing-masing 80% dan 90%). ). Gambar (lihat Gambar 2.46) menunjukkan generator gas (disebut generator gas yang menghasilkan uap sebagai fluida kerja turbin), yang dikembangkan oleh perusahaan Energomash untuk mesin roket cair RD-107 dan modifikasinya.

Beras. 2.46. Generator gas cair satu komponen.

1. Pemasangan saluran masuk komponen, 2. paket katalis, 3 pipa saluran keluar uap

Komponen – hidrogen peroksida – bukanlah satu-satunya komponen yang dapat digasifikasi untuk mendapatkan fluida kerja untuk turbin. Apalagi mengingat hidrogen peroksida konsentrasi tinggi tidak cukup stabil selama penyimpanan, disarankan untuk menggunakan komponen lain. Hidrazin dan dimetilhidrazin tidak simetris (UDMH) dapat digunakan, tetapi seperti hidrogen peroksida, diperlukan katalis khusus.

2.5.3. Unit pompa turbo (TNA),

Pompa bahan bakar sangat menentukan karakteristik energi mesin roket. Tingkat kesempurnaan komponen utama pompa pemompaan, turbin dan pompa, dalam proses pembuatan model modern, selalu menjadi perhatian para pengembang mesin. Bagi perancang CS dan LGG, masalah memastikan pembakaran komponen yang sempurna, memastikan ketahanan suhu dan kekuatan suku cadang dan rakitan menentukan keberhasilan pengoperasian selanjutnya dari mesin roket berbahan bakar cair yang dibuat. Untuk seorang spesialis yang mengerjakan pembuatan pompa pompa, masalah utamanya adalah: peningkatan efisiensi turbin dan pompa, kekuatan bagian-bagiannya (bilah dan cakram turbin, impeler pompa, rumah, poros), keandalan segel dan a sejumlah hal lain yang menentukan keandalan dan kesempurnaan pompa pompa. Solusi yang berhasil dari posisi yang tercantum meningkatkan impuls spesifik traksi, mengurangi massa spesifik pompa dan mesin. Setelah pemeriksaan lebih lanjut terhadap parameter dan karakteristik pompa, akan terlihat jelas bahwa item yang tercantum di atas secara langsung bergantung pada parameter seperti kecepatan rotor (sistem - “turbin, pompa, poros”).

Data awal pengembangan pompa bahan bakar adalah jenis komponen, kebutuhan laju aliran dan tekanan, umur pemakaian dan data lain yang timbul dari kebutuhan mesin roket. Studi desain memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan tentang biaya dan parameter fluida kerja untuk menciptakan daya turbin yang diperlukan untuk menggerakkan pompa. Saat melakukan pekerjaan ini, hal-hal berikut ditentukan: tata letak dasar pompa, kecepatan rotor, sistem penyegelan, dan, pada akhirnya, karakteristik massanya.

Saat mengerjakan pembuatan TNA, pengembang memperhitungkan persyaratan wajib yang memandunya:

· memastikan parameter dasar (dimensi, berat dan bagian pengikat TPU yang timbul dari persyaratan tata letak mesin) dan karakteristik untuk sumber daya tertentu;

· memastikan laju aliran dan tekanan yang diperlukan dari komponen yang dipasang untuk digunakan di mesin;

· mengidentifikasi posisi yang memberikan perkiraan biaya sampel yang sedang dikembangkan.

Dengan pekerjaan lebih lanjut pada pembuatan mesin roket berbahan bakar cair, persyaratan tambahan dapat ditetapkan.

Di antara posisi utama yang menentukan desain dan parameter TPU, diagram tata letak TPU harus diperhatikan. Kemungkinan opsi rangkaian disajikan pada gambar (lihat Gambar 2.47).

Beras. 2.47. Diagram tata letak TNA

a, b Dan V - pompa rotor tunggal, G. – pompa multi-rotor

Sebutan yang diterima: TETAPI - pompa oksidator, NG – pompa bahan bakar.

Sebagai berikut dari pertimbangan gambar, opsi skema tata letak akan berbeda apakah skema gearless atau skema dengan gearbox dipilih untuk pengembangan lebih lanjut. Dengan desain tanpa roda gigi, seringkali tidak mungkin untuk memilih satu kecepatan optimal untuk turbin dan setiap pompa. Namun, pompa dengan gearbox akan selalu memiliki karakteristik massa yang lebih buruk. Mesin roket cair modern berukuran sedang, besar dan sangat besar, dalam hal ini perkiraan massa pompa bahan bakar dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

Gambar (lihat Gambar 2.48) menunjukkan diagram struktur pompa, dengan pompa dua arah dan pompa satu arah. Diagram menunjukkan node yang disebutkan di atas.

Beras. 2.48. Diagram blok TNA

1. Pompa bahan bakar, 2. Turbin, 3. dan 4. Segel internal pompa dan turbin, 5. Pompa oksidator, 6. Segel hidrodinamik, 7. Segel perantara.

Mesin roket cair dengan daya dorong sedang, tinggi dan sangat tinggi menggunakan turbin gas yang digerakkan oleh pompa sentrifugal. Pilihan tata letaknya bergantung pada karakteristik pilihan mesin roket cair, seperti jenis komponen, sistem peluncuran pompa, karakteristik produk yang masuk ke turbin, dan lain-lain. Tampilan desain TNA juga akan berbeda dari solusi pribadi yang ditentukan oleh perancang atas kebijakannya sendiri.Gambar (lihat Gambar 2.48 dan 2.49) menunjukkan jenis TNA di mana penyediaan komponen dilakukan satu arah dan dua arah. -masukan arah.

Beras. 2.42. TNA dengan pompa, dengan input komponen satu arah

1. Flensa manifold buang, 2. Turbin, 3. Pipa saluran masuk dengan auger, 4. Pipa saluran masuk pompa bahan bakar, 5. Pegas, 6. Flensa keluaran pipa saluran keluar pompa bahan bakar, 7. Rumah pompa oksidator dengan auger, 8. Flange pipa saluran masuk pompa bahan bakar.

Di TNA, selubung pompa dibuat dengan pompa awal (sekrup) yang memberikan peningkatan tekanan masuk di depan impeler satu sisi utama. Perangkat booster jenis ini menghilangkan terjadinya kavitasi selama pengoperasian pompa.

Beras. 2.50. TNA dengan pompa, dengan input komponen dua arah

1. Flange pipa inlet pompa bahan bakar, 2. Pipa inlet pompa oksidator, 3. Pyrostarter, 4. Flange untuk mensuplai fluida kerja ke turbin, 5. Turbin, 6. Turbine exhaust manifold.

Jenis pompa yang disajikan dibuat dengan turbin gas dua tahap dan dua pompa sentrifugal. Pompa memiliki input komponen dua arah. Desain TNA dirancang dengan dua poros yang dihubungkan oleh pegas. Turbin dan pompa oksidator sentrifugal dipasang pada satu poros, dengan dua bantalan dan segelnya. Pada poros kedua, juga dengan bantalan dan segelnya sendiri, terdapat pompa bahan bakar. Kinerja bantalan dipertahankan karena gemuk yang diisikan ke dalam rongga bantalan selama perakitan pompa. Bagian satu dan kedua dari rotor dipasang di rumah terpisah, dihubungkan dengan pin.

Pompa sentrifugal biasanya digunakan pada pompa LRE. Sifat anti-kavitasi sangat penting untuk pompa TPU, yang mempengaruhi efek erosi pada bagian aliran pompa, tetapi juga, yang paling penting, kemungkinan mengganggu semua parameter, stabilitas yang menentukan kinerja tugas-tugas yang diperlukan dari seluruh LRE. Peningkatan sifat anti-kavitasi pompa dipastikan melalui penggunaan perangkat khusus, beberapa diagram sebelumnya disajikan pada Gambar 2.23. Namun yang paling luas, dalam praktek pembuatan pompa pemompaan, digunakan pompa sentrifugal ulir.

Misalnya, gambar (lihat Gambar 2.51) menunjukkan desain pompa sentrifugal ulir oksigen.

Gambar 2.51. Sekrup pompa sentrifugal.

1. Penutup rumah, 2. Bantalan, 3. Impeler pompa, 4. Rumah pompa. 5. Auger, 6. Bantalan.

Efisiensi pompa bergantung pada pengurangan kerugian, di antaranya yang utama adalah:

· aliran komponen dari rongga bertekanan tinggi (saluran masuk dari impeller) ke dalam rongga saluran masuk;

· gesekan komponen terhadap dinding rongga internal pompa;

· gesekan pada segel dan bantalan.

Kerugian efisiensi pompa yang tercantum diperkirakan:

Kepadatan komponen,

Laju aliran volumetrik komponen,

N – tekanan yang dikembangkan oleh pompa,

N n - daya aktual yang dikonsumsi oleh pompa.

Biasanya, efisiensi pompa mesin roket cair berkisar antara 0,5...0,8,

Selain ketentuan yang ditandai, gambar (lihat Gambar 2.52.) menunjukkan desain perangkat booster lainnya - string prepump (ejector).

Gambar 2.52. Desain perangkat jet (ejector).

A– ejektor dengan deretan lubang. 1. Badan ejektor, 2. Lubang suplai komponen, dengan jarak keliling yang sama, 3. Pipa suplai komponen. B– ejector dengan satu set nozel. 1. Pipa suplai komponen, 2. Nozel, 3. Badan ejektor.

Karena efisiensinya yang rendah, pompa jet disarankan untuk digunakan pada mesin dengan pembakaran setelahnya, karena peningkatan daya turbin ketika cairan aktif bertekanan tinggi disuplai ke ejektor praktis tidak mengurangi karakteristik energi mesin roket berbahan bakar cair. Pada gambar. 2.52, A menunjukkan desain sebuah ejector dengan dua belas nozel yang terletak mengelilingi keliling ruang pencampuran dengan sudut keluar 18°. Ketika rasio aliran fluida aktif terhadap fluida yang dikeluarkan mencapai 25 %, tekanan aliran utama meningkat secara signifikan. Namun, efisiensi perangkat tersebut dalam mode optimal tidak lebih dari 0,15. Kapasitas ejektor bertekanan rendah dengan efisiensi 0,08 hingga 0,2 membatasi penggunaannya dalam pompa propelan cair modern.

MESIN ROKET CAIR (LPRE) - mesin roket menggunakan bahan bakar roket cair. Transformasi bahan bakar menjadi aliran gas jet yang menciptakan daya dorong terjadi di kamera. Secara modern LRE Kedua propelan roket dua komponen digunakan, terdiri dari zat pengoksidasi dan bahan bakar, yang disimpan dalam tangki terpisah, dan propelan roket satu komponen, yaitu cairan yang mampu melakukan dekomposisi katalitik. Berdasarkan jenis zat pengoksidasi yang digunakan LRE Ada asam nitrat, nitrogen tetroksida (zat pengoksidasi - nitrogen tetroksida), oksigen, hidrogen peroksida, fluor, dll. Tergantung pada nilai daya dorong, mereka dibedakan LRE daya dorong rendah, sedang dan tinggi. Batas konvensional di antara mereka adalah 10 kN dan 250 kN (pesawat dipasang LRE dengan daya dorong dari sepersepuluh N sampai 8 MN). LRE juga dikarakterisasi impuls dorong tertentu, mode operasi, dimensi, berat jenis, tekanan di ruang bakar, struktur umum dan desain unit utama. LRE adalah tipe utama mesin luar angkasa dan juga banyak digunakan dalam roket penelitian ketinggian tinggi, rudal balistik tempur jarak jauh, peluru kendali antipesawat; terbatas - dalam rudal tempur kelas lain, pada pesawat eksperimental, dll.

Masalah utama saat membuat LRE: pilihan bahan bakar rasional yang memenuhi kebutuhan energi dan kondisi pengoperasian; pengorganisasian proses kerja untuk mencapai dorongan spesifik yang diperhitungkan; memastikan operasi yang stabil pada mode tertentu, tanpa fluktuasi tekanan frekuensi rendah dan frekuensi tinggi yang menyebabkan getaran mesin yang merusak; pendinginan mesin roket yang terkena produk pembakaran agresif pada suhu yang sangat tinggi (hingga 5000 K) dan tekanan hingga puluhan MPa (dalam beberapa kasus efek ini diperburuk dengan adanya fase terkondensasi di nosel); pasokan bahan bakar (kriogenik, agresif, dll.) pada tekanan mencapai puluhan MPa untuk mesin bertenaga dan laju aliran hingga beberapa t/s; memastikan massa minimum unit dan mesin secara keseluruhan, beroperasi dalam kondisi yang sangat intens; mencapai keandalan yang tinggi.

LRE diusulkan oleh K. E. Tsiolkovsky pada tahun 1903 sebagai mesin untuk penerbangan luar angkasa. Ilmuwan mengembangkan diagram skematik LRE, menunjukkan bahan bakar roket yang paling menguntungkan, dan menyelidiki desain unit utama. Kerja praktek dalam menciptakan LRE dimulai pada tahun 1921 di AS oleh R. Goddard. Pada tahun 1922, ia pertama kali mencatat gaya dorong saat menguji sebuah eksperimen LRE, dan pada tahun 1926 ia meluncurkan roket kecil berbahan bakar cair. Di akhir usia 20-an - awal 30-an. untuk pengembangan LRE dimulai di Jerman, Uni Soviet dan negara-negara lain. Pada tahun 1931, Soviet pertama LRE ORM dan ORM-1, dibuat oleh V.P. Glushko di Laboratorium Dinamika Gas. Pada tahun 1933, sistem propulsi OR-2 yang dirancang oleh F.A. Zander diuji, dan mesin 10, yang dibuat oleh Jet Propulsion Research Group, memastikan penerbangan roket berbahan bakar cair.

Sebelum dimulainya Perang Dunia ke-2 1939-45. prototipe muncul di Uni Soviet dan Amerika Serikat LRE dengan daya dorong hingga beberapa kN, ditujukan untuk pesawat eksperimental. Pekerjaan intensif di bidang teknologi roket yang dilakukan di Jerman pada masa perang memunculkan berbagai jenis LRE untuk keperluan militer, banyak di antaranya diproduksi secara massal. Yang terbaik adalah LRE desain oleh H. Walter (termasuk HVK 109-509A (HWK 109-509A)) dan H. Zborowski, LRE peluru kendali antipesawat "Wasserfall" (Wasserfall) dan rudal balistik V-2 (V-2). Sampai paruh kedua tahun 40-an. Soviet terbesar LRE adalah D-1-A-1100 dan RD-1, yang dikembangkan oleh Jet Research Institute. Serial pertama Soviet LRE Mesinnya adalah mesin RD-1 dan RD-1KhZ, yang dibuat pada akhir perang di GDL-OKB. Di sana pada tahun 1947-53. yang kuat pertama di Uni Soviet dikembangkan LRE: RD-100, RD-101, RD-103. Pada periode yang sama, itu diproduksi di AS LRE dengan daya dorong ~350 kN untuk rudal balistik Redstone.

Pengembangan lebih lanjut LRE dan keadaan mereka saat ini ditentukan oleh pekerjaan yang dimulai pada pertengahan tahun 50-an. di Uni Soviet dan AS pengembangan ICBM dan kendaraan peluncuran. Untuk mengimplementasikannya, perlu diciptakan kendaraan yang bertenaga, ekonomis, dan kompak LRE. Yang pertama di antara mereka adalah RD-107 dan RD-108, dengan munculnya daya dorong LRE dua kali lipat, daya dorong propulsi meningkat 10 kali lipat. Dorongan khusus LRE meningkat hampir 30%, berat jenis menurun lebih dari 1,5 kali lipat. Hasil ini dimungkinkan berkat pengembangan desain baru yang fundamental LRE, yang memungkinkan peralihan dari bahan bakar oksigen-etil alkohol ke oksigen-minyak tanah sekaligus meningkatkan tekanan di ruang bakar sebanyak 2–2,5 kali lipat.

Sejak awal tahun 60an. mereka juga mulai digunakan pada kendaraan peluncuran (LV) LRE beroperasi pada bahan bakar dengan titik didih tinggi. Yang pertama adalah RD-214. Penciptaan pada pertengahan tahun 60an sangat penting bagi perkembangan astronotika. oksigen-hidrogen LRE(ditujukan untuk tahap atas kendaraan peluncuran), yang dalam impuls spesifiknya melebihi oksigen-minyak tanah sebesar 30%. Karena bahan bakar oksigen-hidrogen, dibandingkan dengan bahan bakar oksigen-minyak tanah, membutuhkan volume tiga kali lipat untuk penempatannya pada massa yang sama, dan tangki hidrogen harus dilengkapi dengan isolasi termal, maka angka Tsiolkovsky untuk bahan bakar oksigen-hidrogen adalah 40% lebih besar. Kerugian ini lebih dari dikompensasi oleh tingginya efisiensi oksigen-hidrogen LRE. Dengan massa peluncuran kendaraan peluncuran yang sama, mereka mampu mengirimkan muatan tiga kali lebih banyak ke orbit rendah Bumi dibandingkan kendaraan peluncuran oksigen-minyak tanah. LRE.

Menguasai bahan bakar yang semakin efisien, para desainer LRE diupayakan secara bersamaan untuk mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi kinetik aliran jet dengan sebesar mungkin Efisiensi. Untuk tujuan ini, sebuah skema dikembangkan LRE dengan pembakaran gas generator di dalam ruangan. Untuk menerapkan skema ini, perlu dibuat kamera yang beroperasi di bawah kondisi beban mekanis dan termal yang tinggi, serta unit daya kompak berdaya tinggi. LRE dengan afterburning dari pertengahan tahun 60an. Mereka banyak digunakan pada kendaraan peluncuran, khususnya digunakan pada semua tahapan kendaraan peluncuran Proton.

Seiring dengan kosmik yang kuat LRE banyak sekali LRE daya dorong sedang dan rendah. Pengoperasian mesin pesawat ruang angkasa (SC) yang bebas masalah sebagian besar dipastikan melalui penggunaan bahan bakar roket satu komponen dan bahan bakar roket yang dapat menyala sendiri dengan titik didih tinggi, yang penyimpanannya di dalam pesawat ruang angkasa tidak menimbulkan kesulitan. kendali jarak jauh dengan LRE yang menggunakan bahan bakar satu komponen memiliki desain yang lebih sederhana, tetapi memiliki impuls spesifik yang jauh lebih rendah. Pada pertengahan tahun 60an. di bantu LRE Hidrogen peroksida paling banyak digunakan, yang kemudian mulai digantikan oleh hidrazin dan bahan bakar dua komponen. Penggunaan hidrazin memungkinkan untuk meningkatkan impuls spesifik LRE pada bahan bakar satu komponen sekitar 40%.

Sebagian besar ruang Soviet LRE dibuat di GDL-OKB V.P. Glushko, OKB A.M. Isaev dan OKB S.A.Kosberg. Mesin RD-107, RD-108, RD-214, RD-216, RD-253 dan desain GDL-OKB lainnya memastikan peluncuran semua kendaraan peluncuran Soviet; tahap kedua dari seri kendaraan peluncuran juga dilengkapi dengan LRE Desain GDL-OKB: RD-119, RD-219, dll. Mesin Kosberg OKB dipasang di tahap atas kendaraan peluncuran Vostok, Voskhod (Soyuz) dan Proton. Mesin Biro Desain Isaev digunakan terutama pada satelit Bumi buatan (AES), pesawat ruang angkasa antarplanet dan pesawat ruang angkasa (KRD-61, KDU-414, TDU-1, KTDU-5A, dll.).

Organisasi asing terbesar yang terlibat dalam pembangunan LRE, berlokasi di AS. Perusahaan terkemuka adalah Rocketdyne, yang menciptakan LRE Jay-2 (J-2), LR-79-NA (LR-79-NA), LR-89-NA (LR-89-NA), LR-105-NA (LR-105-NA), RS- 2701 (RS-2701), H-1 (H-1), F-1 (F-1), SSME (SSME), banyak LRE daya dorong sedang dan rendah pada bahan bakar dua komponen dengan titik didih tinggi. Sebagian besar yang kuat disebutkan LRE dibuat di bawah kepemimpinan S. Hoffman. Aerojet General Corporation telah menciptakan sejumlah LRE pada bahan bakar dua komponen dengan titik didih tinggi, termasuk. LRE LR-87-ADzhey-5 (LR-87-AJ-5) dan LR-91-ADzhey-5 (LR-91-AJ-5), seri LRE daya dorong sedang AJ-10 (AJ-10), termasuk AJ-10-137 (AJ-10-137) dan AJ-10-138 (AJ-10-138). Pratt & Whitney menciptakan oksigen-hidrogen pertama di dunia LRE RL-10 (RL-10), Bell Aerospace Textron - banyak tambahan LRE, Dan LRE daya dorong sedang LR-81-BA-9 (LR-81-BA-9), perusahaan "TRV" - LRE LMDE dorong sedang (Marquardt) - seri LRE pada bahan bakar dua komponen dengan titik didih tinggi untuk pesawat ruang angkasa dan pesawat ruang angkasa antarplanet. Beberapa lusin jenis hidrazin telah dibuat di AS. LRE(diuji dalam penerbangan LRE dengan gaya dorong dari 0,4 N hingga 2,7 kN). Di antara para pengembang LRE untuk pesawat ruang angkasa antarplanet - perusahaan Reaction Motors, yang juga menciptakan yang bertenaga LRE LR-99-RM-1 (LR-99-RM-1). Yang paling terkenal di Eropa Barat LRE- AshM-7 (HM-7), “Valois”, “Vexen”, “Viking” (Viking, Prancis), “Gamma-2” (Gamma), “Gamma-8”, RZet- 2 (RZ-2, Inggris). DI DALAM Eropa Barat juga sedang dikembangkan LRE daya dorong rendah pada bahan bakar dua dan satu komponen untuk satelit buatan. Jepang memproduksi produk Amerika di bawah lisensi LRE LR-79-NA untuk kendaraan peluncuran Delta (Delta) versinya sendiri. Untuk salah satu tahapan kendaraan peluncuran ini, perusahaan Mitsubishi telah mengembangkan mesin roket berbahan bakar titik didih tinggi dengan daya dorong 53 kN dengan umpan perpindahan. Gas oksigen-hidrogen diuji di tribun LRE daya dorong hingga 0,1 MN dengan suplai pompa. Kendaraan peluncur Tiongkok digunakan LRE daya dorong 0,7 MN dengan suplai pompa bahan bakar dengan titik didih tinggi.

Ruang angkasa LRE bervariasi dalam desain dan karakteristik. Perbedaan terbesar ada di antara yang kuat LRE, memberikan percepatan kendaraan peluncuran, dan LRE sistem kendali roket untuk pesawat ruang angkasa. Yang pertama beroperasi dengan bahan bakar dua komponen. Tarikannya ini LRE mencapai 8 MN (dengan total daya dorong hingga 40 MN), dimensi beberapa meter, dan berat beberapa ton. Mereka biasanya dirancang untuk aktivasi satu kali (kecuali untuk beberapa LRE tahap atas kendaraan peluncuran) dan bekerja selama 2-10 menit ketika mengubah parameter dalam batas sempit. Kepada ini LRE ada persyaratan untuk memberikan impuls spesifik yang tinggi dengan dimensi dan berat yang kecil. Oleh karena itu, mereka menggunakan pemompaan pasokan bahan bakar ke dalam ruangan (pengecualian adalah LRE"Vexen" dan "Valois"). Untuk tujuan ini, di LRE asalkan unit turbopump(TNA) dan pembangkit gas(GG). Pompa bahan bakar berisi pompa bahan bakar bertekanan tinggi (biasanya sentrifugal aksial) dan turbin yang menggerakkannya, yang diputar oleh gas yang dihasilkan di generator gas. DI DALAM LRE Tanpa afterburning, gas generator yang habis di turbin dibuang ke pipa knalpot, steering nozzle atau chamber nozzle. DI DALAM LRE dengan afterburning, gas ini masuk ke ruang afterburning bersama sisa bahan bakar.

DI DALAM LRE tanpa pembakaran setelahnya, 2-3% dari total bahan bakar dapat dikonsumsi melalui GG, dan batas tekanan yang disarankan di ruang bakar dibatasi hingga ~10 MPa, yang dikaitkan dengan hilangnya impuls spesifik ke penggerak TPU: untuk LRE secara umum parameter ini lebih rendah dibandingkan kamera, karena gaya dorong tambahan yang dihasilkan oleh keluarnya gas buang dari generator kecil. Alasannya adalah rendahnya tekanan dan suhu gas ini. Untuk LRE RD-216, misalnya, masing-masing 0,12 MPa dan 870 K; dalam hal ini, kehilangan impuls spesifik mencapai 1,5% (lebih dari 40 m/s). Dengan meningkatnya tekanan di ruang bakar, peningkatan impuls spesifiknya diamati, tetapi untuk ini perlu untuk meningkatkan aliran gas generator (untuk menyediakan daya yang dibutuhkan pompa bahan bakar). Dari saat tertentu, hilangnya impuls spesifik yang terus meningkat pada dorongan TNA menyeimbangkan dan kemudian melebihi peningkatan impuls spesifik ruangan. DI DALAM LRE dengan pembakaran setelahnya melalui GG, sebagian dari total bahan bakar dikonsumsi (20-80%), namun penggerak TPU dilakukan tanpa penurunan efisiensi LRE(nilai impuls spesifik ruang dan LRE sesuai). Di ruang bakar ini LRE dimungkinkan untuk mencapai tekanan 15-25 MPa (tekanan di GG kira-kira dua kali lebih tinggi). Untuk yang berkuasa LRE dengan suplai bahan bakar pompa, impuls spesifik mencapai 3430 m/s bila menggunakan bahan bakar oksigen-minyak tanah dan 4500 m/s bila menggunakan bahan bakar oksigen-hidrogen; berat jenis LRE hanya bisa 0,75-0,85 g/N.

Selain kamera, TNA dan GG juga bertenaga LRE berisi pipa bahan bakar dengan selang bellow dan kompensator gerakan sudut dan linier, memfasilitasi perakitan dan pemasangan LRE, serta memberikan kelegaan dari tekanan termal dan memungkinkan kamera dibelokkan untuk mengontrol pergerakan kendaraan peluncuran; saluran pipa untuk pembuangan gas generator dan bahan bakar; perangkat dan sistem peluncuran mesin roket; unit otomasi dengan penggerak listrik, sistem pneumatik, piro- dan hidrolik serta perangkat untuk kontrol pengoperasian LRE(termasuk untuknya pembatasan); unit sistem perlindungan darurat; sensor sistem pengukuran telemetri; batang kabel listrik untuk memasok sinyal ke unit otomasi dan menerima sinyal dari sensor telemetri; penutup dan layar isolasi termal yang memastikan suhu yang tepat di ruang mesin dan mencegah panas berlebih atau hipotermia elemen individu; elemen sistem tekanan tangki(penukar panas, mixer, dll.); gimbal atau bingkai pemasangan LRE ke kendaraan peluncur (rangka yang menerima gaya dorong juga merupakan elemen tempat mesin dirakit); seringkali - ruang kemudi dan nozel dengan sistem yang memastikan pengoperasiannya; elemen rakitan umum (braket, pengencang, segel). Menurut perangkatnya mereka membedakannya memblokir mesin roket cair, ruang tunggal dan multi (dengan catu daya ke beberapa ruang dari satu TNA).

LRE sistem kendali jet termasuk dalam mesin dengan daya dorong rendah, beratnya biasanya tidak mencapai 10 kg, dan tingginya 0,5 m; massa banyak LRE tidak melebihi 0,5 kg, dan pas di telapak tangan Anda. Ciri khasnya LRE adalah operasi dalam mode pulsa (selama beberapa tahun pengoperasian pesawat ruang angkasa, jumlah total permulaan LRE bisa mencapai beberapa ratus ribu, dan waktu pengoperasian bisa mencapai beberapa jam). Ini LRE adalah ruang berdinding tunggal yang dilengkapi dengan katup penyalaan dan penutup bahan bakar dan dirancang untuk umpan perpindahan bahan bakar dengan titik didih tinggi (dua komponen dapat menyala sendiri atau satu komponen). Tekanan di ruang bakar ditunjukkan LRE, ditentukan terutama oleh tekanan dorong tangki kendali jarak jauh dan hambatan hidrolik saluran suplai, berada pada kisaran 0,7-2,3 MPa. Jika gas untuk memberi tekanan pada tangki bahan bakar terletak di dalam tangki itu sendiri, tekanannya menurun seiring dengan konsumsi bahan bakar, yang menyebabkan penurunan kinerja. LRE. Impuls spesifik yang relatif tinggi LRE(hingga 3050 m/s untuk bahan bakar dua komponen dan hingga 2350 m/s untuk hidrazin) dicapai karena ukuran nosel jet yang relatif besar, yang memastikan perluasan produk pembakaran hingga tekanan sangat rendah. Meskipun massa absolutnya kecil LRE sistem kendali reaktif, massa spesifiknya tinggi (dengan penurunan daya dorong dari 500 menjadi 1 N, massa jenisnya meningkat dari sekitar 5 menjadi 150 g/N).

LRE pesawat ruang angkasa menempati posisi perantara antara yang kuat dalam karakteristiknya LRE kendaraan peluncur dan LRE sistem kendali reaktif. Daya dorongnya berkisar dari ratusan N hingga puluhan kN dan dapat tidak diatur atau disesuaikan; mereka dapat beroperasi terus menerus selama sepersepuluh detik dan beberapa ribu detik dengan jumlah mulai dari 1 hingga beberapa puluh. Di yang ditentukan LRE jenis bahan bakar yang sama digunakan seperti pada LRE sistem kontrol jet (bahan bakar komponen tunggal hanya digunakan di LRE daya dorong rendah).

Rencana untuk eksplorasi ruang angkasa lebih lanjut LRE memainkan peran besar. Kuat LRE, yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar yang efisien dan hemat biaya, terus menjadi fokus. Pada tahun 1981, generator oksigen-hidrogen telah dibuat LRE dengan daya dorong lebih dari 2 MN, dirancang untuk mempercepat pesawat dari peluncuran hingga penyisipan ke orbit rendah Bumi. Berkat kemajuan di bidang teknologi kriogenik dan bahan isolasi termal, pembuatannya menjadi mungkin LRE pada bahan bakar dengan titik didih rendah yang mengembangkan impuls spesifik tinggi, untuk digunakan dalam pesawat ruang angkasa yang beroperasi di luar angkasa. Kemajuan dalam pembangunan LRE dengan daya dorong hingga beberapa puluh kN, beroperasi pada bahan bakar yang mengandung fluor dan turunannya (lihat, misalnya, RD-301), menjadikan penggunaan bahan bakar fluor menjadi realistis LRE di tingkat atas kendaraan peluncur dan di pesawat ruang angkasa otomatis yang akan terbang ke planet-planet. Selama uji bangku pada tahun 1977, sebuah eksperimen oksigen-hidrogen LRE(dorongan 0,1 MN), yang dikembangkan untuk tujuan ini, impuls spesifik sebesar 4690 m/s tercapai. Studi eksperimental sedang dilakukan pada berbagai masalah penciptaan LRE pada bahan bakar yang mengandung logam.

Seiring dengan perkembangan untuk LRE bahan bakar baru, pencarian prinsip-prinsip teknis sedang dilakukan yang memberikan peningkatan efisiensi lebih lanjut dan pengurangan ukuran dan berat LRE. Peningkatan parameter yang dicapai dengan meningkatkan tekanan di dalam ruangan menjadi kurang terlihat seiring dengan peningkatan tekanan, dan kesulitan dalam pembuatannya LRE semakin meningkat. Meningkatkan parameter ini di atas 25-30 MPa tidak efektif dan sulit dilaksanakan. Menunjukkan minat LRE, dilengkapi nozel dengan badan pusat. Untuk mengurangi biaya peluncuran muatan, LRE(untuk pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali), dirancang untuk beberapa lusin penerbangan dan masa pakai beberapa jam dengan sedikit pekerjaan pemeliharaan antar penerbangan.

Kembali