喷注器、燃烧室和喷管采用焊接连接。燃气发生器和推力室的推进剂均由泵后供应,因此两者的室压和喷嘴压降比较接近。燃气发生器工作温度较低,因此室壁的防护措施较简单。燃气发生器的停留时间较长,可以认为燃烧效率接近1。
燃气发生器的设计应当考虑到:
(1)在喷注面中心区,选择较高的余氧系数。四氧化二氮/肼类燃料,中心区的余氧系数α≈0.12~0.20。保证可靠点火,持续稳定燃烧;
(2)选择较高的喷嘴压降,改善雾化混合质量,防止出现低频不稳定燃烧;
(3)选择足够的停留时间,保证燃气的出口温度均匀;
(4)力求结构简单、可靠。燃气发生器作为一个独立的组件进行装配焊接,液压液流试验。它可以单独的进行热试,以考验和评定启动点火和稳定工作的可靠性。
在SSME中采用了两个富燃液体燃气发生器,采用两个燃气发生器易于给推进剂组元建立补燃发动机所需的高压,易于对发动机进行调节。通过改变氧化剂涡轮泵中液体燃气发生器的氧化剂流量来调节发动机推力,通过燃料涡轮泵中的液体燃气发生器来调节组元混合比,两个液体燃气发生器具有相同的结构。均装有双组元同轴管式喷嘴2的头部1及具有冷却通道的筒形身部3。从主推力室喷管冷却通道引出的热气氢进入两个燃气发生器的燃料集合器。
燃气蒸汽发生器相对常规的燃气蒸汽锅炉优点是:
1、燃气蒸汽发生器从点火到出蒸汽只需2-3分钟即可,而普通的燃气蒸汽锅炉需要20分钟以上。
2、燃气蒸汽发生器结构紧凑,占地面积小不需要搭建锅炉房。
3、不需要和政府部门打交道,因为燃气蒸汽发生器正常水位水容量只有27升不在锅炉技术监检范围之内,所以也不需要专业的锅炉工人,实现全自动操作一键启动。