Анотація: Під час експериментального дослідження динамічних характеристик пневматичного стенда для випробувань високовитратних агрегатів автоматики рідинних ракетних двигунів було виявлено ефект збільшення на 20 – 35 % швидкості звуку в потоці газу, що рухається по каналу з гофрованою стінкою (металорукаву), який є частиною дренажної системи стенда. У статті наведено результати експериментів і вирішено завдання теоретичного обґрунтування ефекту. Зазначено, що його причинами можуть бути два взаємодоповнювані фактори – зниження стисливості газу під час завихреності та коливання стінки металорукава. Розглянуто фізичну модель, що описує зміну пружності і густини газу в умовах високої завихреності потоку. Передбачається, що в пристінковому шарі каналу утворюються тороїдні вихри (вихрові кільця), які переміщаються в турбулентне ядро потоку, де зменшують свій розмір і збільшують швидкість обертання навколо кільцевої осі тора. Гвинтова форма гофра забезпечує й осьове обертання, що підвищує стійкість вихрів. Інтенсивне обертання навколо кільцевої осі створює значні відцентрові сили, в результаті залежність тиску від густини газу і швидкість звуку збільшуються. Розроблено математичну модель, що описує зв’язані поздовжньо-поперечні коливання газу і гофрованої оболонки каналу. Зазначено, що в досліджуваній системі є два взаємовпливаючі типи хвиль – поздовжні, які, в основному, переносять уздовж каналу імпульси тиску газу, і поперечні, що переносять імпульси радіальної деформації оболонки. У результаті моделювання з’ясовано, що через поперечні коливання стінки швидкості поширення поздовжніх хвиль тиску газу (що мають ту ж довжину хвилі, що і в експериментах на стенді) виявляються вище адіабатичної швидкості звуку.

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.

Анотація: Українські підприємства ДП «КБ «Південне» та ДП ВО ПМЗ забезпечують постачання блока маршового двигуна VG143 для верхнього ступеня AVUM РН Vega, який являє собою однокамерний РРД з тягою ~250 кгс і забезпечує п’ятиразове увімкнення в польоті. На цей час проведено 11 вдалих пусків РН Vega. У процесі льотної експлуатації зауважень щодо роботи двигунів не було. Цей РРД поєднує у собі привабливі характеристики, такі як високе значення питомого імпульсу, мала маса, можливість багаторазового увімкнення у польоті, висока надійність, підтверджена непоганими результатами льотних випробувань двигунів-прототипів. Резерв цього двигуна з погляду подальшої модернізації ще не вичерпано. Розширення можливостей для виведення ракетаминосіями корисного навантаження на різні орбіти штучних супутників Землі є основним завданням як розробників РКП у цілому, так і для розробників окремих вузлів та агрегатів, таких як РРД, що входять до їх складу. З урахуванням досвіду відпрацювання двигунів-прототипів слід зазначити такі шляхи модернізації блоків маршового двигуна: – підвищення питомого імпульсу за рахунок збільшення ступеня розширення сопла; – зменшення об’ємів внутрішніх порожнин та маси камери; – збільшення часу роботи; – збільшення кількості увімкнень; – збільшення тривалості пауз між увімкненнями та часу функціонування на орбіті. Збільшення тяги і питомого імпульсу блока маршового двигуна VG143 та ступеня AVUM РН Vega відбувається за рахунок використання пневмонасосної системи подачі палива замість штатної витіснювальної. Також наведено інформацію про двигуни-прототипи РД859, РД864, РД866 та РД869 і дані про їх основні характеристики, відпрацювання та експлуатацію, які будуть цікаві для фахівців з розроблення РРД та РН.