Методы охлаждения сопел жидкостных ракетных двигателей

Аннотация

В данной работе представлен обзор и сравнительный анализ конструктивных подходов, выбора материалов и технологий изготовления сопел жидкостных ракетных двигателей с регенеративным охлаждением. Проведён анализ теплофизических и механических свойств нержавеющей стали AISI 316, никелевого сплава Inconel и медного сплава CuCrZr для оценки возможности их применения в различных элементах сопла. Кроме того, экспериментально исследованы прочностные характеристики сварных соединений однородных и разнородных материалов, полученных методами сварки TIG и MIG. Полученные результаты показали, что сплав Inconel является наиболее подходящим материалом для силовой части сопла благодаря высокой жаропрочности и структурной стабильности, тогда как сплав CuCrZr обеспечивает наиболее эффективное решение для внутренней охлаждаемой стенки за счёт высокой теплопроводности и способности к отводу тепла. Также установлено, что применение гибридных конфигураций материалов в сочетании с оптимизацией технологий сварки и соединения способствует повышению эффективности охлаждения, улучшению механической целостности и увеличению эксплуатационной надёжности сопел жидкостных ракетных двигателей. Полученные результаты могут служить основой для разработки и производства перспективных двигательных систем с регенеративным охлаждением.