При работе жидкостных ракетных двигателей, в которых сме­шанные, но еще не воспламенившиеся компоненты топлива могут создавать опасность взрыва, контроль зажигания является важ­нейшим средством обеспечения безопасности работы. В ЖРД специального назначения, особенно при использовании их на пилотируемых летательных аппаратах, контроль зажигания ста­новится такой же важной частью системы зажигания, как и сам механизм зажигания. Хотя конструктивно ЖРД сложнее РДТТ, контроль его рабочих параметров проще, и, если они не соответ­ствуют заданным, двигатель можно выключить. Контроль зажи­гания означает больше, чем простое наблюдение за эффектив­ностью системы зажигания. Хорошо спроектированная система контроля зажигания определяет соответствие начальных усло­вий заданным. Если это соответствие удовлетворительное, то подается сигнал на выполнение следующей операции запуска. Система контроля следит за эффективностью запального факела. При удовлетворительном выполнении этой операции подается сигнал на выполнение следующей. Затем контролируются осталь­ные операции запуска и подаются соответствующие сигналы. Посредством системы контроля осуществляется наблюдение за работой системы зажигания, измерение периода задержки и оценка эффективности зажигания, а также наблюдение за рас­ходом топлива и факторами, влияющими на процесс запуска.

: Оптимальная система контроля зажигания должна обнаружи­

Вать возникновение основного пламени, а не только пламени начального инициатора и запального факела. Для большинства ЖРД контроль процесса запуска включает операцию своевремен­ного отключения подачи топлива, скорость подачи которого может быть настолько велика, что сигнал отключения поступает лить после того, как происходит опасное скопление компонентов топлива в камере сгорания. В связи с этим целесообразно, чтобы рабочий сигнал подавался но завершении контроля на фазе запального факела.

Контроль зажигания обычно включает также операцию про­верки готовности системы зажигания. Так, например, контроль системы зажигания с искровой свечой означает, что искровая свеча дает искру и действительно готова к работе в системе зажи­гания. Устройства для контроля готовности системы зажигания являются частью системы, обеспечивающей соблюдение заданной последовательности операций запуска, и дополняются устрой­ствами для контроля зажигания топлива.

Если требования к безопасности или надежности системы не слишком жестки, часто оказывается достаточным простой контроль на фазе первичного воспламенения. Например, можно проверить мостик накаливания в пиротехническом воспламени­теле на отсутствие обрыва в цепи. Если сигнал на запуск подан, то обрыв цепи свидетельствует о срабатывании электрозапала. Это связано с некоторым риском, поскольку пет полной гаран­тии надежного срабатывания запала или других элементов цепи воспламенения.

Иногда исио. ч ьзуется другая фаза контроля — проверка функ­ционирования. лишь запального факела. Примером может служить контроль воспламенения пиротехнического состава. Этот метод дает дополнительную гарантию того, что сработал не только электрозапал, по также воспламенился пиротехнический заряд. Иногда в качестве метода контроля используется проверка подачи самовоспламеняющегося жидкого компонента. Таким способом определяется лишь присутствие самовоспламеняющихся ком­понентов и их расход; воспламенение этим методом не контро­лируется.

Метод контроля па фазе запального факела часто используется в системах зажигания небольших устройств — камер сгорания газогенераторов или рулевых двигателей. Эти устройства харак­теризуются относительно низким расходом топлива и обычно не требуют введения специальной фазы зажигания. Воспламене­ние происходит на первом этапе последовательности операций запуска двигательной установки. При поступлении контрольного сигнала от запального факела открываются топливные клапаны, топливо подается в камеру сгорания, где оно воспламеняется, и двигатель начинает работать.

Если требования к надежности ракеты и двигательной уста­новки очень высоки, то должна контролироваться окончательная стадия залчигания компонентов топлива в основной камере. Для разделения стадий зажигания запального факела и воспламенения основного топлива метод контроля должен использовать условия, связанные только с воспламенением основного топлива. После воспламенения значительно повышаются температура и давление. Один из этих параметров может быть использован для подачи сигнала. Например, размыкание реле давления по достижении заданного давления газа на входе в турбину вследствие нор­мальной работы газогенератора может служить сигналом на выпол­нение очередной операции запуска. При отсутствии этого сигнала в течение заданного интервала времени производится отключение двигателя.

Устройство для контроля системы зажигания может и не быть частью конструкции зажигательного устройства, однако его сиг­налы характеризуют функционирование системы зажигания при выполнении последовательности операций запуска двигателя. Методы контроля зажигания и конструкции соответствующих устройств могут быть основаны на изменении оптических и акусти­ческих свойств, а также давления, температуры или электриче­ских параметров. Для двигателей с повторным запуском зача­стую трудно разработать приемлемую систему контроля. Нередко размещение устройства в соответствии с его чувствительностью оказывается неприемлемым в виду возможного повреждения кон­струкции в процессе работы двигателя. Ниже описаны некоторые методы контроля зажигания.

Оптические. Самым простым оптическим детектором является глаз наблюдателя. До сих пор применяется визуальный метод контроля зажигания. Другие оптические устройства могут фикси­ровать пламя, образующееся при воспламенении, с помощью фотоэлемента или датчиков инфракрасного излучения.

Акустические. Для обнаружения звуковых эффектов, сопро­вождающих работу системы зажигания, используются микро­фонные устройства. Характерный звук при срабатывании искро­вой свечи можно контролировать до момента воспламенения топ­лива. Также можно зарегистрировать звуковые эффекты в начале воспламенения и установившегося горения.

По регистрации давления. Датчики давления пли реле давле­ния могут эффективно использоваться для обнаружения измене­ния давления в камере сгорания, свидетельствующего об уста-

Новлении процесса горения. Эти устройства должны быть доста­точно чувствительными, чтобы отличить давление в начальный момент подачи топлива от рабочего давления.

Температурные. Для обнаружения изменения температуры, сопровождающего процесс воспламенения, могут применяться термопары или другие термочувствительные устройства. Труднее всего обеспечить быстродейстние таких устройств. Во многих случаях характеристики самых совершенных; из имеющихся устройств такого тина не удовлетворительны. Обычно применяются устройства с плавкими элементами, у которых при воспламене­нии или распространении нламени в камере сгорания происходит разрыв цепи.

Электрические. Самым распространенным электрическим мето­дом является контроль мостика накаливания в зажигательных устройствах с электрозапалом. В некоторых системах с искровой свечой контролируется появление искры на концах электродои свечи.