ВВЕДЕНИЕ
Высокооборотные бустерные насосные агрегаты горючего (БНАГ) применяются в авиации, ракетостроении и в ряде случаев в химическом и общем машиностроении, энергетике и других областях техники [1]. Они просты по конструкции, имеют малые массы и габариты, обладают высокой экономичностью. Благодаря повышенной угловой скорости вращения приводом для этих насосов без применения редуктора могут быть такие агрегаты, как газовые турбины или высокооборотные электрические машины. Весь агрегат насос-привод получается довольно компактным, относительно малой массы и достаточно экономичным. При этом, чем выше частота вращения вала, тем больший эффект может быть достигнут по всем указанным выше показателям. Не случайно такие агре-гаты нашли наиболее широкое применение в ракетостроении и авиации.
Характерными особенностями высокооборотных шнековых насосов являются: высокая напорность ступени; высокие антикавитационные качества; наличие уплотнительных элементов импеллера; многорежимность; малые габариты и массы; сравнительно небольшой ресурс работы, ограничиваемый кавитационной эрозией. Рассмотрением проблемного вопроса, связанных с последним фактором, нам предстоит заняться.
Бустерный насосный агрегат горючего (БНАГ) состоит из высоконапорного шнека и одноступенчатой гидравлической турбины, работающей на керосине, отбираемом после основного насоса.
Конструктивно бустерный насос горючего аналогичен бустерному насосу окислителя со следующими отличиями:
• одноступенчатая гидротурбина работает на горючем, отбираемым с выхода насоса горючего основного ТНА;
• отвод горючего высокого давления для разгрузки шнека от действий осевых производится из входного коллектора гидротурбины БНАГ.
Рис. 1 — Упрощенная схема бустерного насосного агрегата
Составной корпус, состоящий из соединенных фланцевым соединением корпусов 1 и 2, имеет закрепленную на силовых ребрах 3 втулку 4, внутренняя полость которой закрыта обтекателем 5. Внутри втулки 4 размещен шарикоподшипник 6, посаженный на рабочем колесе насоса, выполненным в виде шнека 7. Обтекателем 5 поджат вкладыш 8, установленный во втулке 4. Во вкладыше 8 имеются отверстия 9, сообщающие полость вкладыша 8 с каналом 10 высокого давления.
Корпус 2 содержит обтекатель 11, закрепленный в нем с помощью спрямляющих лопастей 12. В этом обтекателе установлен шарикоподшипник 13, закрепленный с помощью гайки 14 на шнеке 7. Шнек имеет лопасти 15. По этим лопастям шнек вставлен в рабочее колесо турбины 16 (которая фактически состоит из двух ступеней, а не из одной, как изображено на упрощенной схеме) и сварен с ним, т. е. рабочее колесо турбины закреплено на перефирийной части рабочего колеса насоса.
Рабочее колесо турбины имеет профилированные лопатки 17, межлопаточный пространства которых сообщены соплами в сопловом аппарате с входным коллектором. Подвод продуктов для раскрутки турбины производится через входной патрубок 18. Выходная полость турбины, выполненная в корпусе 2 в виде кольцевой цилиндрической полости, сообщается каналами 19 с коническим кольцевым патрубком 20, который отверстиями 21 сообщается с цилиндрическим выходом 22.
