5. Электромагнитні клапани розробки КБ рідинних ракетних двигунів ДП «КБ «Південне»

Анотація: У пневмогідравлічних системах рідинних ракетних двигунів і енергетичних установок широко застосовують електромагнітні клапани, які дозволяють спростити пневмогідравлічні системи та забезпечити багаторазове увімкнення рідинних ракетних двигунів. Конструкції електромагнітних клапанів розроблення ДП «КБ «Південне» виконано за двома основними схемами – прямої і непрямої дії. В електромагнітних клапанах прямої дії запірний орган відкриває (закриває) прохідний переріз зусиллям, що розвиває електромагніт. Вони набули поширення в пневмогідравлічних системах з тиском робочого тіла ~8,5 МПа, конструктивно прості та мають високу швидкодію (0,001…0,05 с). В електромагнітних клапанах з підсиленням якір електромагніта зв’язаний з керуючим клапаном, а переміщення основного запірного органа відбувається за рахунок зусилля від перепаду тиску робочого тіла на ньому. Їх застосовують у діапазоні робочих тисків 0,5…56 МПа, при цьому час спрацьовування становить 0,025…0,15 с. Для блока маршового двигуна IV ступеня європейської ракети-носія Vega, що має витіснювальну систему подачі компонентів палива, розроблено електрогідроклапан з підсиленням і дренажем. Залежність швидкодії цього електрогідроклапана від довжини магістралі на виході максимально знижено за рахунок установлення у вихідному штуцері сопла Вентурі. Цей електрогідроклапан працездатний до тиску 8 МПа, час спрацьовування – 0,08…0,12 с. Сучасні газореактивні системи орієнтації і стабілізації космічних апаратів використовують як рушії електромагнітні клапани із соплами, тяга яких, як правило, не більше 30 Н і тиск робочого тіла до 24 МПа. На ДП «КБ «Південне» для газореактивних систем 15Б36 розроблено електропневмоклапан з підсиленням і соплом, який працездатний до тиску 45 МПа, забезпечує частоту спрацьовування до 10 Гц і здатний створити тягу 100 Н на газоподібному аргоні. Для вирішення завдання зниження залежності працездатності та швидкодії електромагнітних клапанів із дренажем і підсиленням від геометрії магістралей, у яких його установлено, розроблено електропневмоклапан, що має золотникові елементи, які забезпечують надійне та швидке спрацьовування з довгими вхідними магістралями діаметром 0,004 м. Маса його у 2…2,5 рази менша маси аналогів. На цей час на ДП «КБ «Південне» розробляють апогейний рідинний ракетний двигун РД840 з тягою 400 Н, для умов якого розроблено і пройшов відпрацювання електрогідроклапан прямої дії з характеристиками: тиск – до 2,15 МПа, споживана потужність на режимі – менше 7,1 Вт, час спрацьовування – не більше 0,02 с, маса – 0,19 кг. Наведені електромагнітні клапани за своїми технічними й експлуатаційними характеристиками відповідають найвищим світовим вимогам і їх широко застосовують у рідинних ракетних двигунах та енергетичних установках.