Трубопроводы, тоннельные трубы

По трубопроводам компоненты топлива подаются к ЖРД.

Тоннельные трубы служат:

– для надежной изоляции одного компонента топлива от другого;

– повышения надежности ракеты при хранении в заправленном состоянии и в условиях полета.

Расходные трубопроводы из верхних баков могут проходить к двигательной установке по наружной поверхности нижнего бака (ракета " Ариан", H1, " Ангара" и др.), или внутри объема нижнего бака. В последнем случае, как правило, расходный трубопровод монтируется внутри специальной коаксиально установленной тун­нельной трубы. Необходимость этого объясняется следующими причинами. Во-первых, если используются самовоспламеняющиеся компоненты, то в случае даже микроскопических течей компонента через поры может начаться взрывная реакция и произойти разруше­ние ракеты. Во-вторых, при использовании КРТ, имеющих разную температуру замерзания, при отсутствии тоннельной трубы возмож­но замерзание либо самого компонента, либо воды, растворенной в компоненте. Кристаллы замерзшего вещества, поступая в двигатель, могут забить форсунки и сорвать процесс горения.

Тоннельная труба подвержена действию избыточного внешнего давления, равного давлению наддува в нижнем баке. Во избежание потери устойчивости стенок тоннельной трубы, последняя подкреп­ляется поперечными кольцевыми элементами (зигами или шпанго­утами). Схемы конструкции тоннельной трубы, варианты расположения отдельных элементов бака и арматуры показаны на рис. 5.9, 5.10

Рис. 5.9. Типы тоннельных труб:

а) с элементами усиления, выполненными точением;

б) с элементами усиления, выполненными в виде зигов:

а – толщина ребра; б – толщина стенки трубы; в – шаг элементов усиления; г – радиус элементов усиления

а)

б)

Рис. 5.10. Размещение арматуры в баках:

а) 1 – нижнее днище бака окислителя; 2 – фланец; 3 – сильфон; 4 – трубопровода; 5 – верхнее днище бака горючего; 6 – тоннельная труба

б) 1 – трубопровода окислителя; 2 – сильфон окислителя; 3 – фланец;
4 – нижнее днище бака горючего; 5 – нижняя перегородка баков; 6 – верхняя перегородка баков; 7 – обечайка бака окислителя; 8 – промежуточный шпангоут; 9 – фланец; 10 – трубопровод окислителя; 11 – тоннельная труба; 12 – обечайка бака горючего; 13 – шпангоут; 14 ­– фланец; 15 – сильфон; 16 – трубопровод горючего

Сечения трубопроводов определяются гидравлическим расчетом в зависимости от состава и секундного расхода топлива.

Тоннельная труба надежно гарантирует невозможность соприкосновения одного компонента топлива с другим. Она нагружается внешним избыточным давлением от системы наддува и давлением столба жидкости

.

где – давление наддува; – гидростатическое давление; g – плотность жидкости; h – высота столба жидкости; n_x – коэффициент перегрузки.

Для удаления просочившихся компонентов в полость между трубопроводом и тоннельной трубой может проводиться принудительная вентиляция полости (особенно в случае длительного хранения ракеты в заправленном состоянии).