Raptor 發動機

2021-02-18 琴心箭膽

raptor發動機

 

先上圖:

 

圖中技術參數:

循環方式:全流量補燃循環

推進劑:液氧+甲烷

海平面推力:1993kN(200噸)

海平面比衝:3236m/s(330s)

燃燒室壓力:30MPa

調節範圍:25~100%推力

應用對象:超重型星艦

 

直觀特點:

雙渦輪雙發生器的全流量補燃循環結構,氧渦輪泵與推力室同軸串聯設計,雙發生器小流量路並聯調節,發生器均與渦輪泵高度集成,特別是富氧發生器集成在氧泵與渦輪之間共用高壓殼體,吹除和預冷排放中規中矩,雙蒸發器集成設計各自增壓,氧路在中心的泵前搖擺。

  

1.液氧供應路:

液氧從隔離閥(圖中未示出)流出,經過入口管內部集成的過濾器,經過搖擺軟管進入氧泵,經過誘導輪和離心輪壓力升高,在泵出口分為兩路:一路經調節閥供應富燃發生器,一路經氧主閥供應富氧發生器,氧主閥圖中畫出兩個。調節閥前引出兩路,一路為預冷排放路,一路經推力室富氧燃氣頭腔集成的氧換熱器溫度升高用於氧箱增壓。

2.甲烷供應路:

甲烷從隔離閥(圖中未示出)流出,經過搖擺軟管進入燃料泵,經過一級泵的誘導輪和離心輪,再經過二級離心輪壓力升高,在泵出口進入燃料主閥,主閥前設置預冷排放路。在主閥後引出一路進入富燃發生器冷卻通道,大部分經過過濾器進入推力室冷卻通道集液環,分為三路:一路向上經推力室喉部、身部冷卻通道然後引出與第二路合併進入富燃發生器,其半路引出中溫甲烷經調節閥供應富氧發生器,第二路向下經噴管冷卻通道,到噴管出口折返,然後從伺服機構下支點集液環引出,與第一路合併進入富燃發生器。第三路不冷卻推力室,直接引入富燃發生器頭部,加快富燃發生器工作接班。在第一路中,引出一路經集成在富燃渦輪出口管內的燃料換熱器溫度升高用於燃料箱增壓。

3. 氦氣供應路:

氦氣用於氣動閥控制和兩個渦輪起旋,直接進入兩個發生器腔驅動主渦輪。

4. 氮氣供應路:

氮氣用於主閥後腔道和發生器腔吹除。一路在燃料主閥後,一路在富燃發生器身部,一路在氧主閥後,還有兩路分別在兩個調節閥後。

5. 點火供應路:

點火採用氣氧氣甲烷的火炬點火,氣氧和氣甲烷供應各分三路,分別供應推力室、富燃發生器和富氧發生器。

特點:

1) 氧渦輪泵與推力室同軸,渦輪出口即為推力室入口,結構緊湊;

2) 氧發生器設計為環形,與氧泵集成,結構緊湊;

3) 兩貯箱增壓均採用推進劑蒸發進行,兩換熱器均集成到高溫組件內部,結構緊湊。

4) 固定噴注器能做到25%變工況,如果全靠兩路調節閥,難度有點大。

其餘設計方案中規中矩。

 

 

 

 

此模型圖發布時間較早,與系統圖有不同之處。可能是早期方案。 

但仍可看出有以下特點:

1) 熱的燃氣管路最短,特別是富氧燃氣路,減少了特殊材料的使用;

2) 傳感器均採用引壓管方案,傳感器集中布置在搖擺平面下方附近,可使用常溫傳感器降低成本。

3) 預冷排放閥和換熱器控制閥均為氣動控制閥,且外形一致,估計為通用閥。

4) 發動機上部設計有外殼,將發動機包在內部。

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