منظمة معقدة خاصة من اشتعال الوقود في المحركات, وتعمل على مكونات nesamovosplamenâûŝihsâ. وفي هذه الحالات، إشعال ضمان تبديل الأولية على كتلة الجهاز أو إشعال الإشعال الخاصة, ينبغي أن يكون جزءا من هذه المحركات.

Важным параметром воспламенения является так называемая задержка воспламенения – это время τ_مع смомента контакта (поступления обоих компонентов в камеру сгорания или ЖГГ) и до начала интенсивного .подъема давления (момента распространения пламени по всему объему камеры сгорания). За это время в камеру сгорания или ЖГГ успевает натечь определенное количество компонентов топлива, которое теперь выгорает.

Задержка воспламенения во многом определяет характер запуска: معدل الضغط, возможную перегрузку при выходе на режим. Чем меньше время задержки воспламенения, тем меньше успевает натечь в объем камеры сгорания или ЖГГ компонентов до их воспламенения и тем спокойнее будет характер запуска.

К настоящему времени разработаны и применяются в эксплуатации много различных схем и способов зажигания несамовоспламеняющихся компонентов. Рассмотрим некоторые из них, получивших наиболее широкое применение.

Химическое зажигание. Имеются две схемы конструктивного выполнения такого зажигания.

Первая схема представлена на рис. 7.6, و. Здесь в трубопроводе горючего перед камерой выделен или “врезан” حجم, отделенный прорывными мембранами от остальной части трубопровода. Этот объем заполняется пусковым горючим, которое самовоспламеняется с используемым в двигателе окислителем. على سبيل المثال, при азотнокислотном окислителе (смеси HNO₃ и N₂O₄) – самовоспламеняющимся компонентом обычно служит смесь триэтиламина (ج₂ح₅)₃N и ксилидина (CHث)₂مع₆N₃NH₂.

При открытии главного клапана горючего, последнее устремляется по трубопроводу и заполняет его. При определенном давлении последовательно разрываются обе мембраны, и пусковое горючее первым поступает в камеру сгорания и там самовопламеняется споступившим окислителем.

الأرز. 7.6. Схемы химического зажигания:

أ – одноразовая; ب – многоразовая; 1 – капсула с самовоспламеняющимся компонентом с данным окислителем; 2 –аккумулятор давления; 3 – форсунка впрыска пускового горючего

Поступающий затем расход основного горючего с окислителем зажигается от продуктов сгорания пускового горючего с этим же окислителем. Эта схема зажигания достаточно надежная. Она может использоваться для запуска как малых двигателей, так и больших. Основной ее недостаток – однократность запуска.

Вторая схема представлена на рис. 7.6, ب. Здесь в составе двигателя имеется специальная пусковая система: бачок с пусковым горючим, которое самовоспламеняется с данным окислителем, система его подачи и трубопровод с клапанами. Обычно трубопровод соединен со специальной пусковой двухкомпонентной форсункой, расположенной на смесительной головке. على سبيل المثال, при окислителе О₂ воспламеняющимся с газообразным في₂ компонентом служит смесь триэтилалюминия (مع₂N₅)₃Alи триэтилбора (مع₂N₅)₃في.

При запуске с открытием главного клапана окислителя открывается и клапан подачи пускового горючего в форсунку. Происходит самовоспламенение и образование очага горения – запального факела. После поступления в камеру основного горючего, последнее воспламеняется от этого факела. Как только камера вышла на рабочий режим, подача пускового горючего прекращается, а пусковая форсунка переключается на питание основным горючим.

Эта схема запуска также надежна. Основное ее достоинство – возможность осуществления многократного запуска в полете. По этой схеме запускаютсямногие двигатели, على سبيل المثال, двигатель F-1 РН “Сатурн-5″.

Количество пусковых компонентов выбирается в зависимости от требуемой интенсивности пускового факела. При проектировании потребное количество пускового компонента может быть определено по эмпирической формуле

(7.1)

حيث К = 1,2п^0,5 – معامل, учитывающий влияние программирования запуска;

n – количество ступеней при программированном ступенчатом запуске (при плавном программировании n = 1,5);

– секундный массовый расход топлива после выхода двигателя на режим;

τ_PR – время пребывания топлива в КС (газогенераторе).

Каталитическое зажигание. Применяют в том случае, если для заданных топливных компонентов можно подобрать катализатор, обеспечивающий их эффективное воспламенение в заданных эксплуатационных условиях. Катализаторы могут быть жидкими и твердыми. على سبيل المثال, при использовании перекиси водорода в сочетании с углеводородными горючими перекись водорода разлагается при контакте с твердым (активированная платина или серебро в виде сеток) или жидким (برمنغنات البوتاسيوم) катализатором. Температура образующихся продуктов разложения должна быть достаточна для воспламенения топливной смеси.

Преимущество каталитического зажигания – возможность обеспечения многократного запуска. Основной недостаток – сложность защиты твердого катализатора от высоких температур в КС. Ниже приведены некоторые сочетания топлив и катализаторов.

Пиротехническое зажигание. Это зажигание может выполняться по двум конструктивным схемам.

Первая схема представлена на рис. 7.7, و و ب. В данном случае в камеру сгорания со стороны сопла вводится пирозапальное устройство (ROM). Оно состоит из штанги, на конце которой располагается пиротехнический, ie. твердотопливный патрон – запал. Причем для двигателей первой ступени РН ПЗУ располагается непосредственно на стартовом столе (سم. الأرز. 7.7, و), а для двигателей верхних ступеней ПЗУ может укрепляться на заглушке сопла (سم. الأرز. 7.7, ب).

الأرز. 7.7. Пиротехнические схемы зажигания. Расположение пирозапального устройства ПЗУ: أ – на стартовом столе; ب – на сопловой заглушке;

في – на корпусе камеры сгорания и корпусе ЖГГ

Вторая схема приведена на рис. 7.7, في. В отличие от предыдущей схемы здесь пирозапальное устройство представляется в виде специальной камеры, в которой размещается пиротехнический заряд. Пирозапальные камеры располагаются непосредственно на камере и ЖГГ двигателя. Обычно для надежности их устанавливают по две-три штуки.

При запуске в обеих схемах после включения зажигания в камере сгорания и в ЖГГ образуется мощный факел из продуктов сгорания пиротехнического заряда. Этот факел легко воспламеняет смесь основных компонентов, поступающих через смесительную головку в камеру сгорания и ЖГГ.

Пиротехническое зажигание работает вполне надежно. Основной его недостаток – однократность запуска. По этой схеме запускается многокамерная двигательная установка РН “الشرقية”.

Электроискровое зажигание используется главным образом при запуске кислородно-водородных двигателей. Одна из схем электроискрового зажигания представлена на рис. 7.8. Здесь в центре смесительной головки находится гнездо, в котором располагается запальный блок. Есть также конструкции, при которых запальный блок устанавливается сбоку камеры сгорания и ЖГГ.

الأرز. 7.8. Электроискровое зажигание: 1 – трубопроводы подачи пусковых газообразных компонентов (кислорода и водорода и др.);

2 – форкамера электрозажигания; 3 – электроискровая свеча;

4 – смесительная головка камеры сгорания

Запальный блок представляет собой камеру, в которую через форсунки поступают газообразные пусковые компоненты – кислород и водород. Пусковые порции компонентов поджигаются электроискровой свечой, установленной в камере пускового блока. Если подобрать определенное соотношение и расходы пусковых компонентов, можно получить достаточно мощный поток продуктов сгорания из запальной камеры. Запальный факел надежно воспламеняет основные компоненты, поступающие через форсунки смесительной головки в камеру сгорания и ЖГГ. Электроискровое зажигание используется в ряде двигателей, على سبيل المثال, в двигателе SSME.

Недостатками электроискрового зажигания являются: необходимость иметь запас пусковых газообразных компонентов; мощное электропитание; ненадежная работа высоковольтной электросистемы в условиях вакуума, чувствительность электроискровых свечей к отказам в условиях недостаточно чистой “الغلاف الجوي” в запальной камере при компонентах, кроме водорода и кислорода. Поэтому поиски и разработки новых принципов и схем зажигания несамовоспламеняющихся компонентов в ЖРД продолжаются.