Испытания форсунок начались

В декабре 2015 года начались испытания форсунок для нашего жидкостного ракетного двигателя на 100 кгс тяги. Первые гидроиспытания (проливки) форсунок состоялись в Московском авиационном институте (МАИ).

Распыл жидкости из форсунок (МАИ)

Форсунка — это по сути металлическая деталь с каналом особой формы. В верхний конец форсунки поступает горючее под давлением, а из нижнего оно распыляется в камеру сгорания — в идеале равномерным конусом. Если распыление отличается от конической формы, а капли, составляющие конус, не мелкие, а крупные, то горение в камере будет нестабильным и неполным.

Качество распыла зависит от формы форсунки (рассчитывалась на кафедре 202 «Ракетные двигатели» МАИ) и от качества изготовления. К сожалению, многие металлообрабатывающие производства не могут обеспечить нужное нам качество, стабильность характеристики деталей и выдержать сроки. Поэтому мы вынуждены распараллеливать изготовление форсунок по нескольким подрядчикам. И поэтому еще одна цель гидроиспытаний — не просто проверить, насколько точно изготовленные форсунки соответствуют заданным характеристикам, но и подобрать набор форсунок с близкими характеристиками. Нашему двигателю понадобится семи форсунок для керосина. Также у двигателя есть катализаторный пакет, который разлагает перекись водорода на воду и кислород, и на выходе имеет форсунки для газообразного кислорода, но об этом мы расскажем в другой раз.

Насколько параметры могут меняться от детали к детали, видно на графике расхода жидкости через форсунку от давления, сделанном для семи форсунок по результатам измерений в МАИ.

Чтобы ускорить процесс испытаний, мы под Новый год собрали в офисе свой собственный стенд для проливок форсунок малого расхода (до 50 мл/с).

Стенд состоит из бака проливаемой жидкости (воды), баллона высокого давления с запасом сжатого азота, расходомера жидкости, штатива для установки форсунки, секторного сборника проливаемой жидкости, электрического насоса для заправки бака проливаемой жидкостью, заправочной емкости для запаса проливаемой жидкости.

Полная масса стенда — не более 100 кг.

Максимальное давление в гидротракте — не более 8 бар.

Максимальный расходуемый объем проливаемой жидкости — 20 л.

Максимальная объемная скорость расхода проливаемой жидкости — 50 мл/с.

Форсунка (по центру сверху), сборник (под форсункой) и расходомер (справа)

Сборник воды с желтыми шлангами, бутылки для сборки проливаемой воды и баллон высокого давления (справа)

Установка в сборе помещается даже в небольшом офисе: от черного баллона высокого давления азот поступает в синий бак с водой, выдавливает оттуда воду через расходомер, а затем и форсунку в сборник. Далее выдавленная вода по шлангам поступает в бутылки.

Конус распыла форсунки на установке в офисе «Лин Индастриал»

Осталось добавить, что для проливок форсунок горючего вместо керосина, который будет по ним литься в двигателе, используется вода.

После завершения гидроиспытаний форсунок, состоятся аналогичные испытания завесы, затем двигатель будет собран и поставлен на стенд для огневых испытаний.

Работа продолжается!