8 / 14
Инновационная модель применения жидкого азота для охлаждения ракетного топлива…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 3
11
хорошо согласуются между собой при среднеквадратической относительной по-
грешности в пределах 1,3 %.
Значения массы жидкого азота, необходимой на охлаждение горючего РГ-1,
полученные численным расчетом и по аналитическим зависимостям (9)–(10),
также хорошо согласуются между собой при среднеквадратической относи-
тельной погрешности в пределах 2,3 %.
Относительные затраты жидкого азота при охлаждении на 1 K горючего
РГ-1 для существующей системы охлаждения на стартовом комплексе «Союз»
[7] составляют 0,0098…0,011 1/K, а по предложенной модели — 0,006 1/K. Это
свидетельствует о возможном снижении на 40 % затрат жидкого азота на про-
ведение операции охлаждения ракетного топлива с использованием предло-
женной модели охлаждения по сравнению с существующей системой охлажде-
ния на стартовом комплексе «Союз» [7], что подтверждает ее эффективность.
По значениям КПД (η), которые приведены на рис. 5 и определяются соот-
ношением
(
)
(
)
в в.н.о в.к.о
в
a a a ан.к.о к.а
,
c T T
m
m r c T T
−
η =
+
−
рассмотренный вариант системы охлаждения ракетного топлива с использованием
жидкого азота и заполненного антифризом теплообменника, размещенного непо-
средственно в емкости-хранилище заправочной системы, сопоставим с вариантом
системы охлаждения топлива методом криогенного барботажа [7, 11], имеющим
более высокую эффективность охлаждения ракетного топлива [3] с использовани-
ем жидкого азота.
Рис. 5.
Расчетные (
1
) и экспериментальные (
2
) значения КПД системы охлаждения
ракетного топлива с использованием жидкого азота и заполненного антифризом
теплообменника, размещенного непосредственно в емкости-хранилище заправочной
системы
По проведенным оценкам предлагаемая модель охлаждения ракетного топ-
лива по материалоемкости в 4,5 раза, а по занимаемой площади оборудования
более чем на порядок меньше существующей системы охлаждения на стартовом
комплексе РКН «Союз», что позволяет отнести ее к разряду инновационных.