Воспламенение топлива в камере сгорания можно осуществить, подавая нагретые газы к плоскости форсуночной головки. В этом случае источник нагретого газа должен быть автономным и выполнять какие-либо другие функции.
Некоторые из описанных выше зажигательных устройств создают поток нагретых газов, способных вызвать воспламенение, но они но относятся к группе устройств, использующих энергию нагретых газов от дополнительного источника.
Воспламенение нагретым газом обычно является вспомогательной операцией. Газы образуются в действующей камере сгорания, которая одновременно выполняет другие функции в двигательной установке. Большинство двигательных установок имеет газогенератор, приводящий в действие турбонасосный агрегат (фиг. 2.1). Газы из этого генератора можно направить в камеру сгорания ракетного двигателя или к другим газогенераторам, рулевым двигателям и т. д. для обеспечения воспламенения топлива в указанных агрегатах. Основным преимуществом системы зажигания с помощью дополнительного источника нагретого газа является уменьшение общего количества элементов и источников зажигания в системе запуска. К ее недостаткам относятся следующие. Во-первых, работа системы зависит от минимального уровня температуры нагретого газа при поступлении в камеру сгорания. При резком снижении температуры возможен жесткий запуск либо вообще не произойдет воспламенения топлива. Для удовлетворительного функционирования такой системы необходимы короткие термоизолированные, специально сконструированные газоводы. Дополнительные газоводьт и уплотнения могут привести к росту утечек нагретого газа. Во-вторых, из-за перепадов давления между действующими камерами сгорания или из-за каких-либо других условий работы системы может потребоваться изоляция камеры сгорания от источника нагретых газов после воспламенения топлива. Это связано с применением обратных клапанов или других устройств, которые усложняют систему и снижают надежность ее работы.
ЗАЖИГАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК Существуют химические соединения, при добавлении которых к одному из компонентов топлива происходит самовоспламенение в процессе смешения компонентов. Такие добавки участвуют в реакции и поэтому не могут рассматриваться как катализаторы. В табл. 2.3 приведены примеры добавок в сочетании с соответствующими компонентами топлива.
Таблица 2./У
Топливо |
Добавка |
Жидкий кислород — горючее ИР-1 Жидкий кислород — жидкий водород Аммиак — азотный тотраксид |
Фтор (добавляется к жидкому кислороду) Дпфторнд озона (добавляется к жидкому кислороду) Литий в твердом состоянии (добавляется к аммиаку) |
Применение добапок часто связано с определенными трудностями. Соединения фтора, например, усложняют проблему совместимости компонентов топлива с материалом бака. В этом случае необходимо пассивировать стенки бака и применять специальные уплотнительные материалы.
Преимущества химических добавок очевидны. Использование самовоспламеняющихся компонентов топлива исключает необходимость в зажигательном устройстве. Путем соответствующего подбора конструкции форсуночной головки обеспечивается смешение компонентов топлива и быстрое плавное воспламенение.