является засорение фильтров заправочных и бортовых систем кристаллами
льда.
Необходимые свойства углеводородных топлив по содержанию воды в
общем случае могут обеспечиваться в несколько приемов, от производства
горючего на нефтеперерабатывающих заводах до его обезвоживания в ходе
подготовки к заправке средствами наземных комплексов.
Поскольку в настоящее время при производстве горючего его обезвожива-
ние не проводится, так как данный процесс не является стадией производства
горючего, и содержание растворенной в нем воды не регламентировано, то
задача обезвоживания горючего должна решаться технологиями его подго-
товки исключительно средствами наземной инфраструктуры космодромов.
Перечисленные обстоятельства требуют поиска, анализа и обоснования
рациональных технологий и режимов охлаждения и подготовки ракетного
топлива по содержанию в нем воды средствами стартовых и технических
комплексов космодромов, что является задачами исследований, проводимых
на кафедре “Стартовые ракетные комплексы” МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Охлаждение углеводородного горючего в емкостях-хранилищах на стар-
товом комплексе может осуществляться за счет применения встроенных во
внутреннее пространство и внешних по отношению к емкости-хранилищу
теплообменников, в которых в качестве охлаждающих сред могут исполь-
зоваться жидкий хладоноситель, охлажденный воздух или кипящий жидкий
азот [1].
Все схемы систем охлаждения жидкого ракетного топлива по применяе-
мым в них источникам холода подразделяются на системы:
— с парокомпрессионными холодильными машинами и жидкостным кон-
туром охлаждения с внутренним и внешним теплообменником;
— с воздушной холодильной машиной и контуром охлаждения с внешним
теплообменниками;
— с охлаждением кипящим жидким азотом с внутренним и внешним
теплообменниками.
Для систем с парокомпрессионными холодильными машинами и жидко-
стным контуром охлаждения характерны высокая экономичность работы хо-
лодильных машин и длительный выход на режим контура охлаждения (как
правило, десятки часов) из-за высокой теплоемкости системы, прежде всего
жидкого теплоносителя, масса которого в системе может составлять несколь-
ко тонн.
Для систем с воздушными холодильными машинами и воздушным кон-
туром охлаждения характерны быстрый выход на требуемый режим работы
(десятки минут) из-за низкой теплоемкости теплоносителя (воздуха), повы-
шенное потребление электрической энергии при работе воздушной холодиль-
ной машины и контура охлаждения, громоздкость теплообменных аппаратов,
влагоотделителей, осушителей, воздуховодов и фильтров системы охлажде-
ния, а также высокий уровень шума при работе системы.
Для систем охлаждения горючего на основе использования кипящего
жидкого азота характерно наличие в больших количествах жидкого азота,
производимого на кислородно-азотных заводах космодромов в районах дис-
локации ракетно-космических стартовых комплексов, так как жидкий азот
является побочным продуктом получения жидкого кислорода, широко при-
меняемого в ракетах космического назначения в паре с углеводородными
горючими.
Процесс обезвоживания горючего может быть совмещен с его охлаждени-
ем жидким азотом через внешний теплообменник вследствие установки спе-
циальных сепарирующих фильтров в контуре циркуляции горючего, а также
применения технологий, основанных на барботировании топлива газообраз-
ным азотом, который после выхода из теплообменника охлаждения горючего
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1 41
