Техника и вооружение 2007 07 - [27]

Для вытеснительной подачи перекиси и перманганата натрия применялся сжатый воздух. Выбор перекиси водорода помимо объективного фактора — низкой температуры парогаза при приемлемой энергетике процесса — был обусловлен и субъективным — активной деятельностью энтузиаста этого монотоплива немецкого инженера Гельмута Вальтера. Ему удалось внедрить свои турбинные установки даже на подводные лодки XXVIII серии в качестве маршевого двигателя подводного хода, обеспечившего рекордную для Второй мировой войны скорость хода под водой. Кроме того, на участвовавшем в боях ракетном перехватчике Me 16З также стоял двигатель Вальтера, работавший на перекиси водорода в качестве основного топлива.

Применение перекиси водорода не было единственно возможным решением: можно было использовать и основные компоненты, подавая их в газогенератор в соотношении, далеком от оптимального, и тем самым обеспечивая снижение температуры продуктов сгорания. Но в этом случае потребовалось бы решить ряд сложных проблем, связанных с обеспечением надежного воспламенения и поддержания стабильного горения этих компонентов. Поэтому, несмотря на то что перекись водорода — пожароопасная жидкость, склонная к внешне не отличимому от горения «бурному разложению» при контакте с маслом и элементарной грязью, она широко использовалась для обеспечения работы турбонасосных агрегатов многих ракет, разработанных в 1950-е гг. До сих пор она применяется на космических носителях семейства «Союз».

Если инициация разложения перекиси водорода в газогенераторе не представляла особых проблем, то зажигание основных компонентов в камере сгорания оказалось сложной задачей, так и не решенной немцами до конца. Было создано специальное устройство, поджигающее пары поступающих в камеру спирта и кислорода, которое крепилось на штативе из деревянных реек, вставляемом в камеру сгорания. При срабатывании оно вращалась наподобие «сегнерова колеса» относительно продольной оси ракеты. Выяснилось, что воспламенение спирта с кислородом в камере больших габаритов может сопровождаться взрывами и мощными вибрациями, способными разрушить двигатель. Крайне сложным в отработке оказался и процесс впрыска в камеру, распыления и смешивания друг с другом компонентов топлива. Для обеспечения полноты сгорания попытались удлинить камеру сгорания, но это не помогло.

«Фау-2» создавалась в условиях военного времени, сроки поджимали, и разработчики двигателя во главе с Вальтером Тилем нашли выход в применении центробежных форсунок. При этом они решили отработать процесс подачи топлива и его воспламенения на объекте относительно небольшого объема применительно к двигателю тягой 1,5 т от экспериментальной ракеты А-3. В дальнейшем его использовали в качестве так называемой форкамеры в составе штатного двигателя ракеты А-4. На переднем днище основной камеры сгорания большой ракеты сумели уместить 18 похожих на горшочки форкамер. Основной камере придали грушевидную форму, что обещало экономию в весе за счет благоприятной схемы силового нагружения. Но на практике это решение оказалось нетехнологичным и в дальнейшем в ракетной технике не прижилось.

Пневмогидравлическая система ракеты А-4:

1 — семибаллонная батарея; 2,3 — пятиштуцерная разьемная колодка; 4 — главный клапан пневмощитка; 5 — ручной запорный вентиль; 6 — манометр; 7 — редуктор пневмощитка; 8 — электропневмоклапан пневмощитка; 9 — обратный клапан; 10, 11-управляющие электропневмоклапаны системы наддува и заполнения спиртового бака; 12 — обратный клапан; 13 — электропневмоклапаны управления главными клапанами компонентов; 14 — главный спиртовой клапан; 15 — главный кислородный клапан; 16 — трехбаллонная батарея; 17 — заправочный патрубок спиртового бака; 18 — клапан заполнения спиртовой магистрали; 19 — дроссель; 20 — клапан наддува спиртового бака скоростным напором атмосферного воздуха; 21,22 — сливные клапаны спирта; 23 — клапан заправки жидким кислородом; 24 — дренажный кислородный клапан; 25 — датчик уровня жидкого кислорода; 26 — управляющий электропневмоклапан; 27 — клапан подпитки жидким кислородом; 28 — заправочный патрубок бака перекиси; 29 — заправочный патрубок бачка перманганата натрия; 30, 31 — дренажные патрубки; 32 — дренажный клапан бака перекиси; 33 — дренажный клапан бачка перманганата натрия; 34 — реле наддува бака жидкого кислорода; 35 — электропневмоклапан; 36 — блокирующие реле; 37 — клапан наддува бачков системы зажигания; 38 — бачки с самовоспламеняющимися компонентами зажигающего топлива; 39 — форсуночная головка зажигательного устройства; 40 — главный клапан ПГГ; 41,42- обратные клапаны перманганата и перекиси; 43 — электропневмоклапан управления главной ступенью; 44 — клапан конечной ступени; 45 — клапан главной ступени; 46 — реактор; 47 — турбина; 48. 49 — насосы; 50 — теплообменник; 51 — заборник для наддува спиртового бака; 52 — электропневмоклапан; 53 — реле давления в системе подачи перманганата натрия; 54 — редуктор ПГГ; 55 — вентиль сброса давления; 56 — блокирующий манометр; 57 — клапан настройки редуктора; 58 — электродатчик уровня спирта; 59 — управляющий электропневмоклапан.