Принцип действия двигателя HVVK 109-509

Принцип действия двигателя HVVK 109-509

Двигатель работал на принципе выброса под большим давлением газов, образовывавшихся в результате сгорания двухкомпонентного топлива. Компонент T-Stoff представлял собой смесь из 80 % перекиси водорода и присадок в виде 8-гидроксихинолина (C9H7ON) и пирофосфата, а также стабилизатора соды. Смесь представляла собой прозрачную жидкость. Компонент C-Stoff представлял собой смесь, состоявшую из 30 % гидразина (N₂H₄H₂O), 57–58 % метанола (СН₃ОН) и 12–13 % воды, плюс медно-калиевый цианид (2,5 г/л). Опыты показали, что наиболее эффективна смесь из 10 весовых частей T-Stoff и 3,6 частей C-Stoff. Реагируя, топливо сгорало до азота (N₂), двуокиси углерода (СО₂) и воды (Н₂О). Температура сгорания достигала 1800 °C, давление 19 атм. Скорость истечения продуктов сгорания из сопла 1700 м/с. При малой тяге газ был ярко-красного цвета, а при максимальной тяге — светло-желто-зеленый, почти бесцветный.

Промежуточные насосы, подающие компоненты в камеру сгорания, отбирали мощность у осевой турбины, работавшей на энергии разложения Т-Stoff (450–500 °C, 15 атм при полной тяге). Для разложения T-Stoff использовался катализатор — смесь бихромата натрия, хромата натрия и 3 % водного раствора гидрата натрия. Эта смесь пропитывала основу из портландцемента. В камеру разложения (испаритель) Т-Stoff подавался под давлением.

Функционально двигатель можно разделить на отдел нагнетающих насосов, регулятор подачи топлива и рабочую камеру. Конструктивно двигатель разделялся на переднюю и заднюю часть.

Передняя часть состояла из двух секций. В первой секции находились насосы с вращающей их турбиной, испаритель, в котором образуется газ, вращающий турбину, а также пусковой двигатель, запускающий насосы и турбину. Вторая секция включала в себя регулятор подачи топлива. Задняя часть представляла собой рабочую камеру и сопло.

Насосное отделение включало в себя два насоса, подающие оба компонента топлива в рабочую камеру. Насосы располагались по противоположным сторонам от вращающей их турбины. Насосы состояли из двухступенчатых сферических выравнивателей и одноступенчатого 6-лопастного компрессора. Стартер представлял собой электродвигатель мощностью 0,75 кВт (позднее 1,0 кВт), соединенный сцеплением с насосом T-Stoff.

Испаритель служил для разложения T-Stoff на воду и кислород с помощью катализатора. Образующиеся при этом газы вращали турбину.

Регуляторы подачи топлива позволяли регулировать объем топлива, поступающий в рабочую камеру. Кроме того, регуляторы выдерживали оптимальную пропорцию между T-Stoff и C-Stoff. Излишки компонентов сбрасывались обратно в топливные баки.

Запуск двигателя и регулировка тяги осуществлялась с помощью тяг, присоединенных к регуляторам. В кабине пилота тяга соединялась с ручкой газа, похожей на аналогичную у самолетов с поршневыми моторами. После того, как ручка переводилась в положение «пуск», начинал работу стартер, вращающий насосы и турбину. Дальнейшее движение ручки открывало кран T-Stoff и компонент начинал поступать в испаритель со скоростью 7 л/мин. Турбина начинала вращаться, приводя в действие помпы. При наборе турбиной более 6000 об./мин, двигатель уже не нуждался в стартере. Дальнейшее движение ручки газа открывало кран C-Stoff. Поток T-Stoff увеличивался, что в еще большей мере раскручивало турбину. Оба компонента топлива поступали в рабочую камеру, где между ними начиналась химическая реакция с образованием раскаленных газов. Газы вырывались из сопла, разгоняя самолет.

При максимальной тяге расход Т-Stoff в испарителе достигал 21 л/мин. Подачу компонентов топлива в рабочую камеру осуществлялось через 12 форсунок, разделенных на три группы: 1-я группа из двух форсунок, 2-я группа из 4 форсунок и 3-я группа из шести форсунок. Положение ручки газа определяло число форсунок, через которые компоненты топлива подавались в рабочую камеру. В 1-м положении ручки работали две форсунки. Во 2-м положении ручки к ним прибавлялись 4 следующие форсунки, и наконец, в 3-м положении к уже работающим шести форсункам присоединялись шесть оставшихся.

Очень любопытно было организовано охлаждение рабочей камеры двигателя. Внутренняя часть камеры была двойной. Между внутренней и наружной стенками протекал T-Stoff. Температура компонента достигала 80 °C. Чтобы избежать напряжений, вызванных неравномерным нагревом, обе трубы могли перемещаться вдоль оси двигателя. В месте соединения имелся асбестовый уплотнитель.

Двигатель Walter HWK 109-509А-1, стоявший на Me 163В-1. У «Кометы» демонтирована задняя секция фюзеляжа.