RU2468238C1 - Engine with two-position nozzle control - Google Patents

Engine with two-position nozzle control Download PDF

Info

Publication number
RU2468238C1
RU2468238C1 RU2011132506/06A RU2011132506A RU2468238C1 RU 2468238 C1 RU2468238 C1 RU 2468238C1 RU 2011132506/06 A RU2011132506/06 A RU 2011132506/06A RU 2011132506 A RU2011132506 A RU 2011132506A RU 2468238 C1 RU2468238 C1 RU 2468238C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
pneumatic cylinder
cavity
central body
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2011132506/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Евгеньевич Староверов
Original Assignee
Николай Евгеньевич Староверов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Евгеньевич Староверов filed Critical Николай Евгеньевич Староверов
Priority to RU2011132506/06A priority Critical patent/RU2468238C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2468238C1 publication Critical patent/RU2468238C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: engine with two-position nozzle control includes combustion chamber, jet nozzle and pneumatic cylinder with piston and stock, which is located in combustion chamber. On pneumatic cylinder stock end there is central body partially closing the nozzle open flow area. Each cavity of pneumatic cylinder is connected via a three-way valve to atmosphere or to gas pressure source, and namely gas bottle or gas generating grain or the combustion chamber itself or its cooling jacket. Piston, stock and central body are hollow; at that, piston has non-return valves on both ends, which are directed towards the piston cavity, and central body has injectors or nozzles. Air or gas supply pipe to rear cavity of pneumatic cylinder is located in cavity of pneumatic cylinder and passes through the piston.
EFFECT: invention allows simplifying the design of engine with two-position nozzle control.
2 dwg

Description

Изобретение относится в основном к жидкостным, однако применимо и к двухрежимным твердотопливным ракетным двигателям (ЖРД и РДТТ).The invention relates mainly to liquid, but is applicable to dual-mode solid propellant rocket engines (LRE and solid propellant rocket engines).

Известны ЖРД с соплом регулируемого проходного сечения, см. а.с. СССР №560077. Они предусматривают плавное регулирование проходного сечения и поэтому имеют сложную конструкцию, большие габариты и большую массу. Однако плавное изменение проходного сечения требуется не всегда. В ряде случаев, например в ракетах классов «воздух-воздух», «земля-воздух» и «земля-земля» вполне достаточно двухрежимного управления тягой: стартовый и маршевый режимы. Поэтому механика управления соплом может предусматривать всего два положения, например 100 и 25% от проходного сечения. Тем более, что указанные сечения позволяют с достаточной эффективностью работать на режимах частичной тяги, то есть на режимах дросселирования. В результате получаются два диапазона, например 12-25% и 50-100% тяги, которые охватывают наиболее необходимые ее значения. Причем в обоих указанных диапазонах эффективность двигателя не опускается ниже приемлемого уровня.Known liquid propellant rocket engines with an adjustable flow nozzle, see A.S. USSR No. 560077. They provide for smooth regulation of the bore and therefore have a complex structure, large dimensions and large mass. However, a smooth change in the bore is not always required. In a number of cases, for example, in air-to-air, ground-to-air, and ground-to-ground missiles, dual-mode traction control is quite enough: launch and march modes. Therefore, the nozzle control mechanics can provide for only two positions, for example, 100 and 25% of the passage section. Moreover, these cross-sections allow efficient operation in partial thrust modes, that is, in throttling modes. The result is two ranges, for example 12-25% and 50-100% of thrust, which cover its most necessary values. Moreover, in both of these ranges, engine efficiency does not fall below an acceptable level.

Задача изобретения - упрощение конструкции.The objective of the invention is to simplify the design.

Технический результат изобретения - двухпозиционное управление соплом.The technical result of the invention is on-off nozzle control.

Для устранения указанных недостатков двигатель кроме камеры сгорания и сопла содержит полностью или частично расположенный в камере сгорания пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на конце которого имеется центральное тело, частично закрывающее проходное сечение сопла, причем обе полости пневмоцилиндра соединяются трехходовыми кранами с атмосферой или с источником газового давления, которым является баллон с газом, или газогенераторная шашка, или сама камера сгорания, или ее охлаждающая рубашка. В последнем случае компонента ракетного топлива, используемого для охлаждения, берется несколько больше, например на 0.1%.To eliminate these drawbacks, the engine, in addition to the combustion chamber and the nozzle, contains a pneumatic cylinder with a piston and a rod, fully or partially located in the combustion chamber, at the end of which there is a central body partially covering the nozzle passage, and both cavities of the pneumatic cylinder are connected by three-way valves to the atmosphere or to a gas source pressure, which is a gas cylinder, or a gas generator, or the combustion chamber itself, or its cooling jacket. In the latter case, the component of rocket fuel used for cooling is taken slightly more, for example by 0.1%.

Центральное тело может иметь охлаждение, которое очень удобно осуществить, если в качестве источника давления используется охлаждающая рубашка камеры сгорания. В этом случае парообразный окислитель из рубашки подается в одну из полостей пневмоцилиндра, откуда через два обратных клапана, расположенных на обоих торцах полого поршня, подается в полость поршня, далее - в полый шток, далее - в полое центральное тело, из которого через форсунки или небольшие сопла (технический результат в обоих случаях будет один и тот же) выбрасывается в камеру сгорания, где смешивается с горючим и участвует в горении.The central body may have cooling, which is very convenient if the cooling jacket of the combustion chamber is used as a pressure source. In this case, the vaporous oxidizing agent from the jacket is fed into one of the cavities of the pneumatic cylinder, from where through two check valves located on both ends of the hollow piston, it is fed into the piston cavity, then into the hollow rod, then into the hollow central body, from which through nozzles or small nozzles (the technical result in both cases will be the same) is thrown into the combustion chamber, where it is mixed with fuel and participates in combustion.

Для этого поршень, шток и центральное тело выполнены полыми, причем поршень имеет на обоих торцах обратные клапаны, направленные в полость поршня, а центральное тело имеет форсунки или сопла.To do this, the piston, the rod and the central body are hollow, and the piston has check valves at both ends directed into the piston cavity, and the central body has nozzles or nozzles.

Труба для подачи воздуха или газа (технический результат в обоих случаях идентичен) в заднюю (относительно вектора тяги) полость пневмоцилиндра может проходить снаружи пневмоцилиндра в охлаждающей рубашке, а может проходить в полости цилиндра, проходя и сквозь поршень, см. фиг.2.A pipe for supplying air or gas (the technical result is identical in both cases) into the rear (relative to the thrust vector) cavity of the pneumatic cylinder can pass outside the pneumatic cylinder in the cooling jacket, and can pass into the cylinder cavity, passing through the piston, see Fig. 2.

На фиг.1 показан данный двигатель, где: 1 - камера сгорания, 2 - реактивное сопло, 3 - пневмоцилиндр с поршнем 4 и штоком 5. На конце штока имеется центральное тело 6. Обе полости пневмоцилиндра соединены жаростойкими трубами (показаны толстыми линиями) с трехходовыми кранами 7 и 8. Если центральное тело охлаждаемое, на нем имеются форсунки или сопла 9 (система охлаждения и топливоподачи не показаны).Figure 1 shows this engine, where: 1 - a combustion chamber, 2 - a jet nozzle, 3 - a pneumatic cylinder with a piston 4 and a rod 5. At the end of the rod there is a central body 6. Both cavities of the pneumatic cylinder are connected by heat-resistant pipes (shown by thick lines) with three-way valves 7 and 8. If the central body is cooled, it has nozzles or nozzles 9 (cooling system and fuel supply are not shown).

На фиг.2 показан в сечении пневмоцилиндр 3 в варианте с полым поршнем 4 и штоком 5. Через поршень проходит труба 10, входя в выемку в торце пневмоцилиндра. Шток, поршень и труба уплотняются двумя поршневыми кольцами 11, расположенными в одной канавке замками в разные стороны. В полости поршня имеется два обратных клапана в виде рычажно закрепленных пластин 12, поджатых общей термо-коррозионностойкой пружиной 13 (вольфрамовой с титановым покрытием).Figure 2 shows in cross section a pneumatic cylinder 3 in the embodiment with a hollow piston 4 and a rod 5. A pipe 10 passes through the piston, entering a recess in the end face of the pneumatic cylinder. The rod, piston and pipe are sealed with two piston rings 11 located in the same groove locks in different directions. In the piston cavity there are two non-return valves in the form of lever-fixed plates 12, pressed by a common thermo-corrosion-resistant spring 13 (tungsten with a titanium coating).

Работает двигатель так: компоненты топлива подаются в камеру сгорания и сгорают. При необходимости уменьшения тяги сначала уменьшают топливоподачу, затем кран 8 переключают на источник давления (охлаждающую рубашку), а кран 7 - на атмосферу. Поршень 4 сдвигается в заднее (нижнее на чертеже) положение, и центральное тело 6 частично перекрывает проходное сечение сопла.The engine works like this: fuel components are fed into the combustion chamber and burned out. If it is necessary to reduce draft, the fuel supply is first reduced, then the valve 8 is switched to a pressure source (cooling jacket), and the valve 7 to the atmosphere. The piston 4 is shifted to the rear (lower in the drawing) position, and the central body 6 partially overlaps the nozzle passage.

Следует предусмотреть блокировку: указанное переключение кранов должно быть невозможно при топливоподаче, превышающей нижний режим тяги, а полное включение топливоподачи невозможно при заднем положении центрального тела или, что удобнее, при соответствующем ему положении трехходовых кранов. В последнем случае от переключения трехходовых кранов на «открытие сопла» до увеличения топливоподачи должно проходить определенное время, достаточное для срабатывания пневмоцилиндра, например 0,2 сек.Blocking should be provided: the indicated switching of the cranes should not be possible with a fuel supply exceeding the lower draft mode, and full switching on of the fuel supply is impossible with the rear position of the central body or, more convenient, with the corresponding position of the three-way valves. In the latter case, from switching the three-way valves to “opening the nozzle” to increase the fuel supply, a certain time should pass, sufficient for the pneumatic cylinder to operate, for example 0.2 seconds.

Двигатель допускает многократное включение-выключение.The engine allows multiple on-off.

Изобретение повысит боеспособность нашей армии авиации и флота.The invention will increase the combat effectiveness of our army aviation and navy.

Claims (1)

Двигатель с двухпозиционным управлением соплом, содержащий камеру сгорания и реактивное сопло, полностью или частично расположенный в камере сгорания пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на конце которого имеется центральное тело, частично закрывающее проходное сечение сопла, причем каждая полость пневмоцилиндра соединяется трехходовым краном с атмосферой или с источником газового давления, которым является баллон с газом, или газогенераторная шашка, или сама камера сгорания, или ее охлаждающая рубашка, отличающийся тем, что поршень, шток и центральное тело выполнены полыми, причем поршень имеет на обоих торцах обратные клапаны, направленные в полость поршня, а центральное тело имеет форсунки или сопла, причем труба, подающая воздух или газ в заднюю полость пневмоцилиндра, расположена в полости пневмоцилиндра и проходит сквозь поршень. An engine with two-position nozzle control, comprising a combustion chamber and a jet nozzle, a pneumatic cylinder with a piston and a rod located completely or partially in the combustion chamber, at the end of which there is a central body partially covering the nozzle passage, each cavity of the pneumatic cylinder is connected by a three-way valve to the atmosphere or to a gas pressure source, which is a gas cylinder, or a gas generator, or the combustion chamber itself, or its cooling jacket, characterized in that the piston k and the central body are hollow, and the piston has check valves at both ends directed into the piston cavity, and the central body has nozzles or nozzles, the pipe supplying air or gas to the rear cavity of the pneumatic cylinder located in the cavity of the pneumatic cylinder and passes through the piston.
RU2011132506/06A 2011-08-02 2011-08-02 Engine with two-position nozzle control RU2468238C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132506/06A RU2468238C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Engine with two-position nozzle control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132506/06A RU2468238C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Engine with two-position nozzle control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2468238C1 true RU2468238C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=49254935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011132506/06A RU2468238C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Engine with two-position nozzle control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2468238C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736089C1 (en) * 2020-06-18 2020-11-11 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" (АО "МКБ "Искра") Double-mode nozzle unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3073112A (en) * 1959-09-21 1963-01-15 Olin Mathieson Rocket motor control system
US3321922A (en) * 1964-10-29 1967-05-30 Jr William T Latto Small rocket engine
US3726480A (en) * 1971-02-24 1973-04-10 Us Navy Thrust vectoring control system for rocket nozzles
RU2266443C1 (en) * 2004-04-07 2005-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) Air-operated spring for railway vehicle
RU2289036C2 (en) * 2005-02-22 2006-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Rocket catapult solid-reactant gas generator
RU2346816C2 (en) * 2005-11-23 2009-02-20 Александр Андреевич Кочурков Method of pressing and system of power drive control for method realisation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3073112A (en) * 1959-09-21 1963-01-15 Olin Mathieson Rocket motor control system
US3321922A (en) * 1964-10-29 1967-05-30 Jr William T Latto Small rocket engine
US3726480A (en) * 1971-02-24 1973-04-10 Us Navy Thrust vectoring control system for rocket nozzles
RU2266443C1 (en) * 2004-04-07 2005-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) Air-operated spring for railway vehicle
RU2289036C2 (en) * 2005-02-22 2006-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Rocket catapult solid-reactant gas generator
RU2346816C2 (en) * 2005-11-23 2009-02-20 Александр Андреевич Кочурков Method of pressing and system of power drive control for method realisation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736089C1 (en) * 2020-06-18 2020-11-11 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" (АО "МКБ "Искра") Double-mode nozzle unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8499983B2 (en) Tank having a piston pressurized by hot gas
US8205433B2 (en) Pulse detonation/deflagration apparatus and related methods for enhancing DDT wave production
CN111788431B (en) Combustor assembly fuel control
EP3182534B1 (en) Pre-chamber spark plug
WO2016126986A3 (en) Systems and methods for high volumetric oxidant flow in gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US20070163228A1 (en) Gas augmented rocket engine
BR112017015622A2 (en) constant volume combustion module for a turbocharger comprising a communication ignition
US8671922B2 (en) Combustion chamber intake and exhaust shutter
RU2468238C1 (en) Engine with two-position nozzle control
JP5269928B2 (en) Fuel valve for large 2-cycle diesel engine
US20200362798A1 (en) Spark-Ignition Internal Combustion Engine Having Urea Introduction Device and Method for Operating an Internal Combustion Engine of This Type
WO2022093533A3 (en) Firearm assemblies with multiple gas ports
CN105909425B (en) Gas metering valve for dual fuel engine
JP2017142044A (en) Rotation detonation combustor
US6598385B1 (en) Two stage gas pilot valve controlling gas flow to a reaction jet nozzle
RU165003U1 (en) DEVICE FOR STABILIZING A FLAME IN AN AFTER CHAMBER OF A TURBO-REACTIVE ENGINE
RU2459971C1 (en) Carrier rocket, liquid-propellant rocket engine and roll nozzle block
US5404789A (en) Gun bore evacuation
US9689326B2 (en) Exhaust gas recirculation system with paired cylinders
GB1277075A (en) Improvements in or relating to gas turbine engines
US20200408171A1 (en) Aerospike/bell hybrid rocket engine with combined bell nozzle within an aerospike nozzle
RU2681733C1 (en) Camera lpr
CN105927435B (en) Fuel valve for large-sized two-stroke self-ignition internal combustion engine
RU2614460C1 (en) Air flow control system for cooling turbine of bypass turbojet engine
US7013788B1 (en) Launch tube with adjustable plenum