Roj qhov cub yog qhov ua tau zoo heev rau lub cav foob pob hluav taws
Lub foob pob hluav taws thiab ntiaj teb chaw ntawm qhov kev hla kev: thoob ntiaj teb kev hloov pauv hu rau tus nqi qis thiab nce kev nyab xeeb ib puag ncig ntawm kev pabcuam chaw. Cov neeg tsim qauv yuav tsum tau tsim cov kua tshiab-propellant foob pob hluav taws (LPRE) siv cov khoom siv zoo ib puag ncig ib puag ncig, hloov pauv kim, siv hluav taws xob ntau ua kua hydrogen nrog pheej yig liquefied natural gas (LNG) nrog cov ntsiab lus methane ntawm 90-98 feem pua. Cov roj no, ua ke nrog cov pa oxygen, ua rau nws muaj peev xwm los tsim cov tshuab tshiab uas muaj txiaj ntsig zoo thiab tsis kim nrog kev siv ntau tshaj plaws ntawm cov khoom tsim tam sim no, cov khoom siv, thev naus laus zis thiab kev tsim khoom rov qab.
LNG tsis muaj tshuaj lom, thiab thaum hlawv hauv cov pa, cov pa dej thiab cov pa roj carbon dioxide tau tsim. Tsis zoo li cov roj av, uas tau siv dav hauv rocketry, LNG nchuav tawm sai sai yam tsis muaj kev puas tsuaj rau ib puag ncig.
Kev xeem thawj zaug
Qhov ntsuas qhov kub ntawm cov pa nkev nrog huab cua thiab qhov txwv qis tshaj ntawm nws cov tshuaj tawg yog siab dua li cov pa roj carbon thiab kerosene vapors; yog li ntawd, hauv cheeb tsam uas tsis muaj qhov sib txawv, hauv kev sib piv nrog lwm cov roj carbon hydrocarbon, nws tsis tshua tawg.
Feem ntau, kev ua haujlwm ntawm LNG ua lub foob pob hluav taws tsis xav tau kev ntsuas hluav taws ntxiv thiab kev tiv thaiv kev tawg uas tsis tau siv yav dhau los.
Qhov ntom ntom ntawm LNG yog rau npaug li ntawm cov kua hydrogen, tab sis ib nrab ntawm cov kerosene. Qhov ntom ntom qis ua rau muaj kev nce ntxiv hauv qhov loj ntawm LNG lub tank piv rau lub tank roj av. Txawm li cas los xij, suav nrog qhov sib piv ntau dua ntawm cov tshuaj oxidizer thiab kev siv roj (nws yog kwv yees li 3.5 txog 1 rau cov kua oxygen (LC) + LNG roj thiab 2.7 txog 1 rau ZhK + roj av kerosene), tag nrho ntim ntawm ZhK + roj refueled LNG nce tsuas yog 20 feem pua. Ua raws li cov txiaj ntsig ntawm cryogenic tawv ntawm cov khoom, nrog rau qhov muaj peev xwm ua ke ntawm cov hauv qab ntawm LC thiab LNG tso tsheb hlau luam, qhov hnyav ntawm cov tso tsheb hlau luam roj yuav me me.
Thiab thaum kawg, kev tsim khoom thiab kev thauj mus los ntawm LNG tau ua tiav ntev.
Tus Tsim Lub Chaw Haujlwm ntawm Tshuaj Engineering (KB Khimmash) muaj npe tom qab AM Isaev hauv Korolev, Cheeb Tsam Moscow, tau pib ua haujlwm (raws li nws tau nthuav tawm, nthuav tawm rau xyoo vim muaj nyiaj tsawg heev) ntawm kev txhim kho ZhK + LNG roj hauv xyoo 1994., thaum tsim - tsim kev tshawb fawb thiab kev txiav txim siab tau tsim los tsim lub cav tshiab siv cov txheej txheem thiab txheej txheem ntawm cov pa oxygen -hydrogen HPC1 uas twb muaj lawm nrog lub zog ntawm 7.5 tf, ua tiav raws li ib feem ntawm theem siab (Cryogenic Upper Stage) 12KRB ntawm Is Nrias teb tso tsheb GSLV MkI (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle).
Xyoo 1996, kev sim tua tus kheej ntawm lub tshuab hluav taws xob siv cov kua ua kua thiab nkev nkev raws li cov khoom siv roj tau ua, uas yog lub hom phiaj tseem ceeb ntawm kev tshuaj xyuas hom kev pib ua haujlwm thiab ua haujlwm ruaj khov - 13 suav nrog lees paub qhov ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob thiab muab cov txiaj ntsig uas tau siv hauv kev txhim kho kev tsim cov pa roj rov qab ua haujlwm ntawm cov phiaj xwm qhib thiab kaw.
Thaum Lub Yim Hli-Cuaj Hli 1997, Khimmash Design Bureau tau ntsuas qhov ntsuas hluav taws xob ntawm lub cav KVD1 lub cav (tseem siv cov pa roj nkev es tsis yog hydrogen), uas nyob rau hauv ib lub chamber deflected nyob rau hauv ob lub dav hlau ntawm lub kaum sab xis ntawm.5 39.5 degrees tau muab sib xyaw ua ke ib tus qauv (thawb - 200 kgf, chamber siab - 40 kg / cm2), pib thiab nres li qub, pyrotechnic ignition system thiab hluav taws xob tsav - ib tus qauv KVD1 lub kauj tsheb dhau mus rau rau qhov pib nrog tag nrho cov sijhawm ua haujlwm ntau dua 450 vib nas this thiab chav siab hauv thaj tsam ntawm 42-36 kg / cm2. Cov txiaj ntsig ntsuas tau lees paub qhov ua tau los tsim chav me me siv cov pa nkev raws li cov cua txias.
Thaum Lub Yim Hli 1997, KB Khimmash tau pib tua qhov ntsuas ntawm lub cav loj kaw nrog lub zog ntawm 7.5 tf ntawm ZhK + LNG roj. Lub hauv paus rau kev tsim khoom tau hloov kho lub cav KVD1 ntawm lub kaw hluav taws xob kaw nrog tom qab hlawv ntawm qhov txo qis cov tshuab hluav taws xob roj thiab ua kom txias lub chamber nrog roj.
Tus qauv oxidizer twj tso kua mis KVD1 tau hloov kho: txoj kab uas hla ntawm lub twj tso kua mis tau nce ntxiv kom ntseeg tau qhov xav tau sib piv ntawm cov tshuaj tua kab thiab lub taub hau roj. Tsis tas li, qhov kho qhov hydraulic ntawm cov kab cav tau raug kho kom ntseeg tau qhov sib piv ntawm cov khoom.
Kev siv lub cav qauv, uas yav dhau los dhau lub voj voos ntawm kev ntsuas phom ntawm LCD + kua hydrogen roj, muab qhov txo qis tshaj plaws hauv kev tshawb fawb cov nqi.
Kev ntsuas mob khaub thuas ua rau nws tuaj yeem ua haujlwm txoj hauv kev npaj lub cav thiab sawv ntsug rau kev ua haujlwm kub raws li kev ua kom ntseeg tau qhov xav tau ntawm LNG hauv lub tog zaum tso tsheb hlau luam, ua kom txias cov oxidizer thiab cov kab roj kom sov uas lav tau kev ua haujlwm tau zoo ntawm lub twj tso kua mis thaum lub sijhawm pib lub sijhawm thiab lub cav ruaj khov thiab ruaj khov pib.
Thawj qhov kev sim hluav taws xob ntawm lub cav tau tshwm sim thaum Lub Yim Hli 22, 1997 ntawm qhov chaw sawv cev ntawm lub tuam txhab, uas niaj hnub no hu ua Lub Chaw Tshawb Fawb Kev Tshawb Fawb ntawm Kev Tshawb Fawb Pob Zeb thiab Chaw (SRC RCP). Hauv kev xyaum ntawm KB Khimmash, cov kev ntsuas no yog thawj qhov kev paub siv LNG ua roj rau lub cav loj-kaw lub cav loj.
Lub hom phiaj ntawm qhov kev xeem yog kom tau txais txiaj ntsig zoo los ntawm qee qhov txo qis thiab ua kom yooj yim ntawm kev ua haujlwm ntawm lub cav.
Kev tswj kom mus txog hom thiab kev ua haujlwm hauv hom tau ua tiav siv cov tswj qhov ntsuas thiab qhov sib piv ntawm kev siv cov khoom siv roj siv HPC1 cov txheej txheem, suav nrog kev cuam tshuam ntawm kev tswj hwm.
Qhov kev zov me nyuam ntawm qhov kev sim tua thawj zaug ntawm lub cav hluav taws xob kaw tau ua tiav. Lub cav khiav rau lub sijhawm tshwj xeeb, tsis muaj lus hais txog qhov xwm txheej ntawm cov khoom siv.
Cov txiaj ntsig ntsuas tau lees paub qhov tseem ceeb ntawm kev siv LNG ua roj hauv chav ntawm lub tshuab oxygen-hydrogen.
Muaj roj ntau heev - tsis muaj coke
Tom qab ntawd, qhov kev sim tau txuas ntxiv nrog lub hom phiaj ntawm kev tshawb fawb tob tob ntawm cov txheej txheem cuam tshuam nrog kev siv LNG, tshuaj xyuas kev ua haujlwm ntawm cov cav cav hauv kev thov dav dav, thiab ua kom zoo dua cov qauv tsim.
Hauv tag nrho, txij xyoo 1997 txog 2005, tsib qhov kev sim tua ntawm ob daim qauv ntawm KVD1 lub cav, hloov kho rau kev siv ZhK + LNG roj, kav ntev li ntawm 17 txog 60 vib nas this, cov ntsiab lus methane hauv LNG - los ntawm 89.3 txog 99.5 feem pua, tau tshwm sim.
Hauv tag nrho, cov txiaj ntsig ntawm cov kev ntsuas no ua rau nws muaj peev xwm txiav txim siab cov hauv paus ntsiab lus ntawm kev txhim kho lub cav thiab nws cov khoom thaum siv "ZhK + LNG" roj thiab mus txuas ntxiv xyoo 2006 mus rau theem tom ntej ntawm kev tshawb fawb nrog kev txhim kho, tsim khoom thiab ntsuas ntawm C5.86 cav. Cov chav sib txuas, cov tshuab siv roj, lub tshuab turbopump thiab cov tswj hwm tom kawg yog cov txheej txheem thiab ntsuas tshwj xeeb rau kev ua haujlwm ntawm ZhK + LNG roj.
Txog xyoo 2009, ob qhov kev ntsuam xyuas hluav taws ntawm C5.86 cov cav nrog lub sijhawm 68 thiab 60 vib nas this tau ua tiav nrog cov ntsiab lus methane hauv LNG ntawm 97, 9 thiab 97, 7 feem pua.
Cov txiaj ntsig tau zoo tau txais thaum pib thiab nres lub tshuab ua kua dej, ua haujlwm ntawm lub xeev tsis xwm yeem raws li kev thawb thiab qhov sib piv ntawm cov khoom siv roj (raws li kev tswj hwm). Tab sis ib qho ntawm cov haujlwm tseem ceeb - kev sim ua pov thawj ntawm qhov tsis muaj theem ruaj khov nyob rau hauv txoj kev txias ntawm chav (coke) thiab hauv cov pa roj (soot) nrog ntev txaus tig rau - tsis tuaj yeem ua tiav vim qhov ntim tsawg ntawm lub rooj zaum LNG tso tsheb hlau luam (lub sijhawm qhib siab tshaj plaws yog 68 vib nas this). Yog li ntawd, xyoo 2010, tau txiav txim siab los ua kom sawv ntsug rau kev ntsuas phom nrog lub sijhawm tsawg kawg 1000 vib nas this.
Raws li qhov chaw ua haujlwm tshiab, NRC RCP lub rooj ntev zaum tau siv los ntsuas cov pa oxygen-hydrogen kua-propellant foob pob hluav taws cav, uas muaj peev xwm ntawm qhov ntim sib xws. Hauv kev npaj rau qhov kev xeem, qhov kev paub tseem ceeb tau txais ua ntej thaum lub sijhawm xya qhov kev sim tshuaj tua hluav taws tau suav nrog. Nyob rau lub sijhawm txij Lub Rau Hli txog Lub Cuaj Hli 2010, lub rooj zaum ntawm cov kua hydrogen tau ua kom zoo dua rau kev siv LNG, C5.86 lub cav No. 2 tau teeb tsa rau ntawm lub rooj ntev zaum, ntsuas kev ntsuas ntsuas, tswj, tiv thaiv xwm txheej ceev, thiab kev tswj hwm qhov piv txwv ntawm kev siv roj thiab kev siab nyob hauv chav tua hluav taws tau ua tiav.
Lub tog raj kheej tso tsheb hlau luam tau ntim cov roj los ntawm lub tsheb thauj khoom ntawm lub tank tso roj (ntim - 56.4 m3 nrog rau cov roj rov qab ntawm 16 tons) siv LNG cov khoom siv rov ua dua tshiab, suav nrog kev hloov cua sov, lim dej, kaw qhov qub, thiab ntsuas cov cuab yeej. Tom qab ua tiav cov tso tsheb hlau luam tiav, cov kab hauv kab rau muab cov khoom siv roj rau lub cav tau txias thiab ua kom puv.
Lub cav pib thiab ua haujlwm ib txwm muaj. Cov kev hloov pauv hauv kev tswj hwm tau ua raws li kev cuam tshuam ntawm kev tswj hwm. Los ntawm 1100 vib nas this, qhov ntsuas kub ntawm lub tshuab hluav taws xob roj tau nce ntxiv tas li, vim qhov kev txiav txim siab tau nres lub cav. Kev kaw tau ua raws li kev hais kom ua ntawm 1160 vib nas this yam tsis muaj lus hais. Qhov laj thawj rau qhov kub nce ntxiv yog qhov paug tawm ntawm lub qhov hluav taws xob sib txuas ntawm cov cua txias uas tau tshwm sim thaum lub sijhawm ntsuas - qhov tawg hauv qhov txuas ntawm qhov txuas ntawm cov txheej txheem ntsaws ntsia ntawm lub qhov rooj.
Kev tshuaj xyuas cov txiaj ntsig ntawm kev sim tua hluav taws ua rau nws tuaj yeem xaus:
- hauv cov txheej txheem ua haujlwm, lub cav tsis ruaj khov hauv cov qauv nrog ntau qhov sib xyaw ua ke ntawm qhov sib piv ntawm kev siv cov khoom siv roj (2.42 txog 1 - 3.03 txog 1) thiab lub zog (6311 - 7340 kgf);
-tau lees paub tias tsis muaj cov txheej txheem txheej txheem hauv cov pa roj thiab tsis muaj coke tso rau hauv cov kua hauv lub cav;
- Cov ntaub ntawv sim tsim nyog tau txais los kho qhov txheej txheem kev ntsuas kom txias ntawm chav sib txuas thaum siv LNG ua kom txias dua;
- Kev hloov pauv ntawm kev tawm ntawm cov cua txias ntawm chav sib txuas mus rau qhov kev tswj hwm lub xeev ruaj khov;
-Kev lees paub qhov tseeb ntawm kev daws teeb meem kom ntseeg tau pib-tswj, tswj hwm thiab lwm yam, suav nrog qhov tshwj xeeb ntawm LNG;
-Txoj kev txhim kho C5.86 nrog lub zog ntawm 7.5 tf tuaj yeem siv tau (ib leeg lossis sib xyaw ua ke) ua lub cav siv zog hauv kev cia siab rau theem qis thiab theem siab ntawm kev tsim tsheb;
- qhov txiaj ntsig zoo ntawm kev sim tua pov thawj qhov ua tau ntawm kev sim ntxiv los tsim lub cav khiav ntawm ZhK + LNG roj.
Ntawm qhov kev ntsuas hluav taws tom ntej hauv xyoo 2011, lub cav tau qhib ob zaug. Ua ntej thawj qhov kaw, lub cav tau khiav rau 162 vib nas this. Ntawm qhov pib thib ob, ua tiav kom paub tseeb tias tsis muaj cov txheej txheem tsim nyob hauv cov pa roj thiab cov coke tso rau hauv cov kua, cov ntaub ntawv kaw lub sijhawm ua haujlwm ntawm lub cav ntawm qhov ntsuas no nrog ib zaug pib - 2007 vib nas this tau ua tiav, ntxiv rau qhov muaj peev xwm ua kom lub qhov ncauj raug pov tseg. Qhov kev sim tau raug ncua vim yog qhov ua kom tsis zoo ntawm cov khoom siv roj. Tag nrho lub sijhawm ua haujlwm ntawm lub cav piv txwv no yog 3389 vib nas this (plaub pib). Qhov ua kom pom qhov tsis zoo lees paub tias tsis muaj theem ruaj khov thiab tsim coke hauv lub cav cav.
Cov txheej txheem theoretical thiab sim ua haujlwm nrog C5.86 No. 2 tau lees paub:
- qhov muaj peev xwm tseem ceeb ntawm kev tsim lub cav ntawm qhov xav tau qhov dav ntawm cov roj sib xyaw ntawm cov khoom "ZhK + LNG" nrog tom qab hlawv ntawm qhov txo cov tshuab hluav taws xob roj, uas ua kom muaj kev saib xyuas ntawm cov yam ntxwv ruaj khov thiab ua tsis tau zoo ntawm theem ruaj khov hauv cov pa roj thiab cov coke tso rau hauv cov kua dej ntawm lub cav;
-Qhov muaj peev xwm ntawm ntau qhov pib thiab nres lub cav;
-qhov ua tau ntawm kev ua haujlwm ntev ntawm lub cav;
-Tsim raug ntawm kev lees paub kev daws teeb meem kom ntseeg tau ntau qhov pib, tswj, tswj hwm, suav nrog cov yam ntxwv ntawm LNG thiab kev tiv thaiv xwm txheej ceev;
-Cov peev txheej ntawm NIC RCP sawv rau kev sim mus sij hawm ntev.
Tsis tas li, hauv kev koom tes nrog NRC RCP, thev naus laus zis rau kev thauj mus los, tso roj thiab ntsuas cua sov ntawm LNG loj tau tsim thiab kev daws teeb meem thev naus laus zis tau tsim los uas siv tau rau cov txheej txheem rau cov khoom lag luam roj rov qab.
LNG - txoj hauv kev rau rov siv tau cov dav hlau
Vim qhov tseeb tias cov khoom sib dhos thiab cov rooj sib tham ntawm cov cav cav C5.86 No. 2 vim tsis muaj nyiaj txiag tsis tau ua kom tau raws li qhov tsim nyog, nws tsis muaj peev xwm daws tau tag nrho cov teeb meem, suav nrog:
kev qhia meej ntawm cov khoom siv thermophysical ntawm LNG ua lub tshuab ua kom txias;
tau txais cov ntaub ntawv ntxiv txhawm rau txheeb xyuas qhov sib txuam ntawm cov yam ntxwv ntawm cov chav tseem ceeb thaum simulating hauv dej thiab ua haujlwm ntawm LNG;
sim ua pov thawj ntawm qhov muaj peev xwm cuam tshuam ntawm cov pa roj nkev ntawm cov yam ntxwv ntawm cov chav tseem ceeb, suav nrog txoj hauv kev txias ntawm chav sib txuas thiab cov tshuab hluav taws xob;
kev txiav txim siab ntawm cov yam ntxwv ntawm cov tshuab ua kua-propellant foob pob hluav taws hauv qhov dav dav ntawm kev hloov pauv hauv kev ua haujlwm thiab kev ntsuas tsis yooj yim ob qho tib si thiab ntau qhov pib;
optimization ntawm cov txheej txheem dynamic thaum pib.
Txhawm rau daws cov teeb meem no, KB Khimmash tau tsim kho dua C5.86A No. 2A lub cav, lub cav siv lub cav turbo uas yog thawj zaug nruab nrog lub cav pib, hloov kho lub zog loj thiab lub twj tso kua roj. Txoj hauv kev sib txuas hauv chav txias tau hloov kho dua tshiab thiab cov roj sib piv lub qhov rooj rab koob tau rov tsim dua tshiab.
Kev ntsuas hluav taws ntawm lub cav tau ua tiav thaum lub Cuaj Hlis 13, 2013 (cov ntsiab lus muaj methane hauv LNG - 94.6%). Qhov kev xeem ntsuas tau muab rau peb qhov hloov pauv nrog lub sijhawm tag nrho ntawm 1500 vib nas this (1300 + 100 + 100). Kev pib thiab ua haujlwm ntawm lub cav ua haujlwm tau ua haujlwm ib txwm muaj, tab sis ntawm 532 vib nas this qhov kev tiv thaiv xwm txheej ceev tau tsim qhov kev kaw xwm txheej ceev. Qhov ua rau muaj xwm txheej yog qhov nkag ntawm cov hlau txawv teb chaws mus rau hauv txoj kev ntws ntawm lub twj tso kua mis.
Txawm hais tias muaj xwm txheej, C5.86A No. 2A ua haujlwm tau ntev heev. Thawj thawj zaug, lub cav tau pib, npaj rau siv ua ib feem ntawm theem foob pob hluav taws, uas xav tau ntau qhov pib ua haujlwm, raws li cov phiaj xwm tau siv los siv onboard rov ua kom lub zog rov ntim tau. Hom kev ua haujlwm ruaj khov tau txais rau hom kev tso tawm thiab qhov siab tshaj ntawm qhov tau pom yav dhau los piv ntawm cov khoom siv roj. Cov peev txheej muaj peev xwm los txhawb kev sib zog thiab nce kev sib piv ntawm cov khoom siv roj tau txiav txim siab.
Tam sim no KB Khimmash tau ua tiav kev tsim cov ntawv theej tshiab ntawm C5.86 rau kev sim rau qhov peev txheej siab tshaj plaws raws li lub sijhawm ua haujlwm thiab tus lej pib. Nws yuav tsum dhau los ua tus qauv ntawm lub cav tiag tiag ntawm ZhK + LNG roj, uas yuav muab qhov ua tau zoo tshiab mus rau theem siab ntawm kev tso tsheb thiab ua pa lub neej rau hauv cov tsheb thauj khoom siv tau. Nrog lawv cov kev pab, qhov chaw yuav dhau los tsis yog rau cov kws tshawb fawb thiab kws tsim khoom xwb, tab sis, tej zaum, tsuas yog rau cov neeg taug kev.
