RU2205289C2 - Injector assembly of liquid-propellant rocket engine - Google Patents
Injector assembly of liquid-propellant rocket engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205289C2 RU2205289C2 RU2000128353/06A RU2000128353A RU2205289C2 RU 2205289 C2 RU2205289 C2 RU 2205289C2 RU 2000128353/06 A RU2000128353/06 A RU 2000128353/06A RU 2000128353 A RU2000128353 A RU 2000128353A RU 2205289 C2 RU2205289 C2 RU 2205289C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- tip
- block
- fuel
- space
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании жидкостных ракетных двигателей. The invention relates to the field of rocket technology and can be used to create liquid rocket engines.
В настоящее время одной из основных проблем при создании жидкостных ракетных двигателей является получение высокого значения удельного импульса тяги, которое в основном зависит от качества смесеобразования в камере сгорания. Currently, one of the main problems in creating liquid-propellant rocket engines is to obtain a high specific thrust impulse, which mainly depends on the quality of mixture formation in the combustion chamber.
Условием повышения качества смесеобразования в камере сгорания ЖРД является создание оптимальной смеси компонентов топлива с помощью форсунок, удовлетворяющим следующим требованиям: равномерные по сечению камеры сгорания расходонапряженность и концентрация компонентов топлива; высокое качество (тонкость) распыла жидкого компонента топлива. A condition for improving the quality of mixture formation in the LRE combustion chamber is to create an optimal mixture of fuel components using nozzles that meet the following requirements: uniform flow rate and concentration of fuel components across the combustion chamber; high quality (fineness) of spraying the liquid component of the fuel.
Данные характеристики горючей смеси обеспечиваются принятой схемой смешения компонентов топлива, реализуемой в конструкции форсунок, и оптимальным расположением форсунок на смесительной головке камеры сгорания. These characteristics of the combustible mixture are provided by the adopted scheme for mixing fuel components, implemented in the design of the nozzles, and the optimal location of the nozzles on the mixing head of the combustion chamber.
Известна смесительная головка ЖРД, содержащая блок окислителя, блок горючего, соосно-струйные форсунки, установленные в указанных блоках по концентрическим рядам, и содержащие полый наконечник и втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник, и сообщающие полости блоков с полостью камеры сгорания (Гахун Г.Г. и др. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей, Москва, Машиностроение, 1989, с. 131, 135, 136, рис. 7.13 - прототип). A known LPRE mixing head containing an oxidizer block, a fuel block, coaxial jet nozzles installed in the indicated blocks in concentric rows and containing a hollow tip and a sleeve covering the tip with an annular gap and communicating cavity of the blocks with the cavity of the combustion chamber (Gakhun G. G. et al. Design and engineering of liquid-propellant rocket engines, Moscow, Mechanical Engineering, 1989, pp. 131, 135, 136, Fig. 7.13 - prototype).
Данная конструкция обеспечивает получение в камере сгорания горючей смеси с высокими характеристиками за счет соосно-струйной схемы смешения компонентов топлива, реализуемой форсунками с центральной полостью окислителя, и равномерным расположением указанных форсунок по поперечному сечению смесительной головки. This design ensures that a combustible mixture with high characteristics is obtained in the combustion chamber due to the coaxial-jet scheme for mixing fuel components sold by nozzles with a central oxidizer cavity and the uniform distribution of these nozzles along the cross section of the mixing head.
Однако в зонах камеры сгорания, между струями газообразного горючего, концентрация компонентов топлива отлична от оптимальной из-за невозможности поступления туда части окислителя из центральной струи форсунки. Данная особенность указанной смесительной головки снижает равномерность концентрации компонентов топлива по поперечному сечению камеры и приводит к уменьшению удельного импульса тяги. However, in the zones of the combustion chamber, between the jets of gaseous fuel, the concentration of the fuel components is different from the optimal one due to the impossibility of receiving there a part of the oxidizer from the central jet of the nozzle. This feature of the specified mixing head reduces the uniformity of the concentration of fuel components along the cross section of the chamber and leads to a decrease in the specific impulse of thrust.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков смесительной головки и обеспечение повышенного качества смесеобразования в камере сгорания ЖРД. The objective of the invention is to remedy these shortcomings of the mixing head and to provide improved quality of mixture formation in the combustion chamber of the rocket engine.
Указанная задача достигается тем, что в смесительной головке ЖРД, содержащей блок окислителя, блок горючего, соосно-струйные форсунки, установленные в указанных блоках по концентрическим рядам, и содержащие полый наконечник и втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник, и сообщающие полости блоков с полостью камеры сгорания, согласно изобретению полость наконечника каждой четной форсунки в каждом четном ряду, следующим за периферийным, сообщена с полостью блока горючего, кольцевой зазор между наконечником и втулкой - с полостью блока окислителя, при этом полости наконечников остальных форсунок сообщены с полостью блока окислителя, а кольцевой зазор между наконечником и втулкой - с полостью блока горючего. This task is achieved by the fact that in the mixing head of the rocket engine containing an oxidizer block, a fuel block, coaxial-jet nozzles installed in the indicated blocks in concentric rows and containing a hollow tip and a sleeve covering the tip with an annular gap and communicating the cavity of the blocks with a cavity the combustion chamber, according to the invention, the tip cavity of each even nozzle in each even row following the peripheral one is in communication with the cavity of the fuel block, the annular gap between the tip and the sleeve is with the cavity oxidizer block, while the cavity of the tips of the remaining nozzles are in communication with the cavity of the oxidizer block, and the annular gap between the tip and the sleeve with the cavity of the fuel block.
Для интенсификации процесса смешения компонентов топлива внутри каждого из наконечников форсунок с полостью, сообщенной с полостью блока горючего, установлено с зазором центральное тело с профилированной выходной частью. To intensify the process of mixing the fuel components inside each of the nozzle tips with a cavity in communication with the cavity of the fuel block, a central body with a shaped outlet part is installed with a gap.
Предложенное техническое решение позволит повысить качество смесеобразования в камере сгорания и увеличить значение удельного импульса тяги ЖРД за счет применения в конструкции смесительной головки форсунок двух типов и организации смешения компонентов топлива как между компонентами одной форсунки, так и между компонентами соседних форсунок разных типов. The proposed technical solution will improve the quality of mixture formation in the combustion chamber and increase the specific thrust impulse of the rocket engine due to the use of two types of nozzles in the mixing head design and the organization of mixing of fuel components both between components of the same nozzle and between components of adjacent nozzles of different types.
Конструкция смесительной головки ЖРД показана на чертежах, где на фиг. 1 изображена смесительная головка ЖРД; на фиг. 2 - схема расположение форсунок с центральной полостью горючего и форсунок с центральной полостью окислителя по поперечному сечению смесительной головки; на фиг. 3 - конструкция форсунки с центральной полостью горючего; на фиг.4 - конструкция форсунки с центральной полостью окислителя; на фиг. 5 - конструкция форсунки с центральной полостью горючего с установленным внутри наконечника центральным телом. The design of the mixing head of the rocket engine is shown in the drawings, where in FIG. 1 shows the mixing head of the rocket engine; in FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of nozzles with a central fuel cavity and nozzles with a central oxidizer cavity in the cross section of the mixing head; in FIG. 3 - nozzle design with a central fuel cavity; figure 4 - design of the nozzle with a Central cavity of the oxidizer; in FIG. 5 - nozzle design with a central fuel cavity with a central body installed inside the tip.
Основными элементами смесительной головки являются:
1 - блок окислителя;
2 - корпус;
3 - среднее днище;
4 - наружное днище;
5 - патрубок подачи окислителя;
6 - блок горючего;
7 - внутреннее днище;
8 - коллектор;
9 - патрубок подачи горючего;
10 - форсунка с центральной полостью горючего;
11 - форсунка с центральной полостью окислителя;
12 - наконечник с полостью, сообщенной с полостью блока горючего;
13 - пилоны;
14 - втулка с осевыми каналами;
15 - наконечник с полостью, сообщенной с полостью блока окислителя;
16 - жиклерный участок;
17 - втулка с радиальными каналами;
18 - центральное тело.The main elements of the mixing head are:
1 - block oxidizer;
2 - case;
3 - middle bottom;
4 - the outer bottom;
5 - pipe supply oxidizer;
6 - fuel block;
7 - the inner bottom;
8 - collector;
9 - fuel supply pipe;
10 - nozzle with a central cavity of fuel;
11 - nozzle with a Central cavity of the oxidizing agent;
12 - tip with a cavity in communication with the cavity of the fuel block;
13 - pylons;
14 - sleeve with axial channels;
15 - tip with a cavity in communication with the cavity of the oxidizer block;
16 - jet section;
17 - sleeve with radial channels;
18 - the central body.
Смесительная головка представляет собой конструкцию, содержащую блок окислителя 1, образованный корпусом 2, средним днищем 3, наружным днищем 4 с присоединенным к нему патрубком подачи окислителя 5, блок горючего 6, образованный корпусом 2, средним днищем 3, внутренним днищем 7, сообщающийся через отверстия с коллектором 8 и патрубком подачи горючего 9. Внутри блока горючего 6 установлены по концентрическим окружностям с равномерным шагом соосно-струйные форсунки 10, 11, закрепленные в среднем 3 и внутреннем 7 днищах. Каждая четная форсунка 10 в каждом четном ряду, следующим за периферийным, содержит наконечник 12 с полостью, сообщенной через отверстия пилонов 13 с полостью блока горючего 6, и втулку 14, охватывающую наконечник с зазором, сообщенным через осевые каналы с полостью блока окислителя 1. Остальные форсунки 11 содержат наконечник 15 с полостью, сообщенной через жиклерный участок 16, с полостью блока окислителя 1, и втулку 17, охватывающую наконечник с зазором, сообщенным через радиальные каналы с полостью блока горючего 6. Внутри наконечников 12 может быть установлено с зазором центральное тело 18 с профилированной выходной частью. The mixing head is a structure containing an oxidizer block 1, formed by a housing 2, an average bottom 3, an outer bottom 4 with an oxidizer supply pipe 5 connected thereto, a fuel block 6 formed by a housing 2, an average bottom 3, an inner bottom 7, communicating through openings with a manifold 8 and a fuel supply pipe 9. Inside the fuel block 6, coaxial-
Предложенная смесительная головка работает следующим образом. The proposed mixing head operates as follows.
Жидкий кислород через патрубок подачи 5 подается в полость блока окислителя 1, в которой равномерно распределяется по форсункам 10, 11. В кольцевой зазор, образованный наконечником 12 и втулкой 14 форсунок 10, кислород поступает по осевым каналам втулки 14 в обход пилонов. В полость наконечника 15 форсунок 11 кислород поступает через жиклерный участок 16. Liquid oxygen through the supply pipe 5 is fed into the cavity of the oxidizer block 1, in which it is evenly distributed among the
Газообразный водород через патрубок подачи горючего 9 подается в коллектор 8, из которого через отверстия равномерно распределяется в полости блока горючего 6 по форсункам 10, 11. В полость наконечника 12 форсунок 10 водород поступает через каналы пилонов 13. В кольцевой зазор, образованный наконечником 15 и втулкой 17 форсунок 11, водород поступает через радиальные каналы втулок 17. Hydrogen gas through the fuel supply pipe 9 is supplied to the manifold 8, from which it is evenly distributed through the holes in the cavity of the fuel block 6 through the
Установленное внутри наконечника 12 центральное тело 18 направляет водород под углом, заданным профилированной выходной частью, на струю распыливаемого жидкого кислорода, что повышает качество распыла жидкого кислорода за счет непосредственного механического воздействия на него струи газа и позволяет достичь качество смесеобразования на соосно-струйной форсунке с центральной полостью горючего не хуже, чем на соосно-струйной форсунке с центральной полостью окислителя. При работе смесительной головки часть окислителя из внешней струи распыла форсунок 10 поступает в области камеры, ограниченные струями газообразного горючего форсунок 11. The
Использование предложенного изобретения позволит интенсифицировать смешение компонентов топлива, выровнять их концентрацию по сечению камеры, что будет способствовать увеличению удельного импульса тяги ЖРД. Using the proposed invention will allow to intensify the mixing of fuel components, to align their concentration along the section of the chamber, which will increase the specific thrust of the rocket engine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000128353/06A RU2205289C2 (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Injector assembly of liquid-propellant rocket engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000128353/06A RU2205289C2 (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Injector assembly of liquid-propellant rocket engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000128353A RU2000128353A (en) | 2002-10-10 |
RU2205289C2 true RU2205289C2 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20242044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000128353/06A RU2205289C2 (en) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | Injector assembly of liquid-propellant rocket engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205289C2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451200C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-20 | Владимир Викторович Черниченко | Liquid-propellant rocket engine mixing head |
WO2012120230A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Snecma | Injector for mixing two propellants comprising at least one injection element with a tricoaxial structure |
RU2490502C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-08-20 | Черниченко Владимир Викторович | Liquid-propellant engine chamber mixing head |
RU2493408C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-09-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2493407C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-09-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2496022C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-10-20 | Черниченко Владимир Викторович | Liquid-propellant engine mixing head |
RU2498102C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid rocket engine chamber |
RU2514555C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-04-27 | Владислав Юрьевич Климов | Two-component gas-fluid atomiser |
CN107939551A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 北京航天动力研究所 | A kind of precombustion chamber ejector filler structure |
RU2680281C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-02-19 | Владислав Юрьевич Климов | Mixing head of gas generator |
CN112031951A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 航天科工火箭技术有限公司 | Injector of liquid rocket engine |
-
2000
- 2000-11-13 RU RU2000128353/06A patent/RU2205289C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГАХУН Г.Г. и др. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.131, 135, 136, рис.7.13. ГАХУН Г.Г. и др. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.128, 131, рис. 7.1, 7.6. ГАХУН Г.Г. и др. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.136, 137, рис.7.14. * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012120230A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Snecma | Injector for mixing two propellants comprising at least one injection element with a tricoaxial structure |
US9528479B2 (en) | 2011-03-07 | 2016-12-27 | Snecma | Injector for mixing two propellants comprising at least one injection element with a tricoaxial structure |
RU2451200C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-20 | Владимир Викторович Черниченко | Liquid-propellant rocket engine mixing head |
RU2498102C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid rocket engine chamber |
RU2493407C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-09-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2496022C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-10-20 | Черниченко Владимир Викторович | Liquid-propellant engine mixing head |
RU2493408C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-09-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2490502C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-08-20 | Черниченко Владимир Викторович | Liquid-propellant engine chamber mixing head |
RU2514555C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-04-27 | Владислав Юрьевич Климов | Two-component gas-fluid atomiser |
CN107939551A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 北京航天动力研究所 | A kind of precombustion chamber ejector filler structure |
CN107939551B (en) * | 2017-11-29 | 2024-02-09 | 北京航天动力研究所 | Pre-combustion chamber injector structure |
RU2680281C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-02-19 | Владислав Юрьевич Климов | Mixing head of gas generator |
CN112031951A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 航天科工火箭技术有限公司 | Injector of liquid rocket engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2205289C2 (en) | Injector assembly of liquid-propellant rocket engine | |
RU2158841C2 (en) | Liquid-propellant thrust chamber and its casing | |
RU2127820C1 (en) | Liquid propellant rocket engine combustion chamber mixing head | |
RU2291976C1 (en) | Mixing head of chamber of liquid rocket engine | |
RU2161719C2 (en) | Coaxial jet nozzle | |
US3039701A (en) | Fuel injectors | |
RU2607918C1 (en) | Coaxial spray nozzle | |
RU2000128353A (en) | MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE | |
CN114483380B (en) | Small-sized gas generator capable of being started for multiple times | |
RU2265748C1 (en) | Mixing element for burner plate of chamber of liquid-propellant engine | |
RU2159349C1 (en) | Gas-generator module | |
RU2450155C1 (en) | Liquid propellant rocket engine | |
RU2445493C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber mixing head | |
RU2671664C1 (en) | Gas generator | |
RU2680281C1 (en) | Mixing head of gas generator | |
RU2482320C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
RU2204732C2 (en) | Gas generator of liquid-propellant rocket engine | |
RU2822333C1 (en) | Two-component gas-liquid nozzle | |
RU2654770C1 (en) | Gas generator | |
RU2806937C1 (en) | Mixing head of lre combustion chamber | |
RU2451200C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine mixing head | |
RU2827277C1 (en) | Gas generator | |
RU2217619C2 (en) | Chamber of liquid-propellant low-thrust rocket engine | |
RU2806931C1 (en) | Gas generator | |
RU2495272C1 (en) | Method of feeding three-component fuel into liquid-propellant rocket engine chamber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031114 |