«Энергия» - «Буран»

Первая группа. При проектировании насоса недостаточно был учтен фактор масштабности параметров. Так, примененная традиционная для разработчиков двигателей схема авторазгрузки, плавающие кольца, хорошо функционирующие на двигателях размерности 100-150 т, оказались неработоспособными для двигателей в 740 т при почти десятикратном увеличении мощности турбонасосного агрегата. Оказалось необходимым резко расширить диапазон работы системы разгрузки ввиду разброса осевых сил. Плавающие кольца на буртах крыльчатки пришлось заменить на неподвижные щелевые уплотнения с серебряной накладкой, поскольку процесс "всплывания" колец сопровождался трением в местах контакта крыльчатки с корпусом.

Вторая группа. Причины возгорания были связаны с повышенной виброактивностью насоса, явившейся следствием как особенностей профилирования проточной части, так и несовершенством мер по обеспечению динамической сбалансированности в процессе работы. Вследствие больших пульсаций и вибраций происходили разрушения трубопроводов, возгорания в стыках вследствие взаимного перемещения деталей, трения и наклепа. Было проведено улучшение профилирования шнека, крыльчатки и торового отвода. Была разработана и применена более совершенная динамическая балансировка при изготовлении.

Третья группа. Причины возгорания были связаны с недостаточной прочностью шнека, крыльчатки и лопаток направляющего аппарата в условиях динамического нагружения. В ходе работы двигателя возникали и развивались усталостные трещины. Происходили поломки с последующим возгоранием из-за затирания обломков. Меры по повышенной динамической прочности принимались как по традиционным направлениям прямого повышения конструктивного совершенства и прочности за счет геометрии, материалов и чистоты отработки, так и введением новых технологий: изостатического прессирования литых заготовок, применением гранульной технологии и других видов.

Четвертая группа. Причины квалифицировались в отчетах как влияние посторонних частиц. Меры сводились к повышению стойкости материалов деталей насоса за счет применения никелевых сплавов и защиты насоса от попадания посторонних частиц.

    

     Достаточно часто проявлялись недоработки конструкции, хотя и не приводившие к значительным разрушениям двигателя и стенда, но серьезно осложнявшие процесс доводки двигателя.

По бустерному насосу окислителя. Как и в основном насосе касания и деформации в полости высокого давления авторазгрузочного устройства приводили к возгораниям, что потребовало мер по снижению деформаций и введения серебряной накладки в месте возможного касания диска о корпус, отмечалось также касание лопастей шнека о пилоны лопастей. Характерно, что это касание не приводило к возгоранию в бустерном насосе, но образовавшаяся стружка провоцировала возгорание турбины и основного насоса. Здесь проявилось влияние сравнительно низкого давления кислорода.

     В бустерном насосе применена схема привода шнека от газовой турбины со сбросом газа в поток жидкого кислорода. Это решение вызвало проблему возникновения низкочастотных пульсации при конденсации газа. Решение состояло в дроблении потока, сбрасывающего газ.

По газогенератору. Несмотря на то что отработка газогенератора была проведена на специальных установках, при доводке двигателя возникла необходимость принятия мер как по упрочнению форсунок, изменению конструкции стыка смесительной головки с корпусом, так и по ликвидации случаев проявления повышенного уровня пульсации и вибраций. В этом отношении характерно влияние перепадов давления на форсунках и сужения выходного патрубка газогенератора на низко- и высокочастотную устойчивость.

     Общим выводом по возгоранию в газоводах, узлах качания смесительной головки камеры, клапана окислителя было повышение чистоты газовых трактов и недопущение наличия органических веществ.

По камере сгорания. Внедрение еще при автономной отработке антипульсационных перегородок на смесительной головке в сочетании с другими традиционными мерами позволили избежать на этом двигателе наиболее опасной и сложной эпопеи борьбы с высокочастотной неустойчивостью рабочего процесса. Вместе с тем попытки увеличить удельный импульс камеры за счет изменения смесеобразования наталкиваются на появление повышенного уровня высокочастотных колебаний и нарушение охлаждения. В этом плане изменения конструкции и технологии критичны.

     В целом глубокий и обширный план экспериментальной доводки двигателя дал возможность достичь достаточно высоких значений надежности двигателя.