RU2484289C1 - Mixing head of liquid-propellant engine chamber - Google Patents
Mixing head of liquid-propellant engine chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484289C1 RU2484289C1 RU2012109743/06A RU2012109743A RU2484289C1 RU 2484289 C1 RU2484289 C1 RU 2484289C1 RU 2012109743/06 A RU2012109743/06 A RU 2012109743/06A RU 2012109743 A RU2012109743 A RU 2012109743A RU 2484289 C1 RU2484289 C1 RU 2484289C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pylons
- tubular body
- nozzle
- pylon
- channels
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива, и может быть использовано при разработке форсунок и смесительных головок жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).The invention relates to the field of power plants, and in particular to devices for mixing and atomizing fuel components, and can be used in the development of nozzles and mixing heads of liquid rocket engines (LRE).
В основу изобретения положена задача реализации смесеобразования, заключающегося в том, чтобы из форсунки в огневое пространство камеры сгорания выходила кольцевая струя окислительной среды, внутри которой располагалась струя горючего, а окружала струю окислительной среды также кольцевая струя горючего.The basis of the invention is the implementation of the mixture formation, which consists in the fact that from the nozzle into the firing space of the combustion chamber there is an annular jet of oxidizing medium, inside which there is a jet of fuel, and the ring jet of fuel is also surrounded by a stream of oxidizing medium.
Целесообразно, чтобы так работала как обычная форсунка, так и форсунка, выступающая в огневое пространство камеры сгорания, которая чаще всего предназначается для образования антипульсационных перегородок в огневом пространстве камер сгорания жидкостных ракетных двигателей.It is advisable that both the normal nozzle and the nozzle protrude into the firing space of the combustion chamber, which is most often intended to form anti-pulsation baffles in the firing space of the combustion chambers of liquid rocket engines.
Необходимость разработки таких форсунок продиктована как целесообразностью улучшения смесеобразования в камере сгорания, в частности, для повышения удельного импульса тяги двигателей, работающих на двух компонентах, так и потребностью в создании трехкомпонентных форсунок для жидкостных ракетных двигателей, в которых используются три компонента топлива.The need to develop such nozzles is dictated by the feasibility of improving mixture formation in the combustion chamber, in particular, to increase the specific thrust impulse of engines running on two components, and the need to create three-component nozzles for liquid rocket engines that use three fuel components.
В случае применения двухкомпонентного топлива в предлагаемых форсунках в качестве окислительной среды используется окислительный газогенераторный газ, а в обеих окружающих его струях одно и то же горючее.In the case of the use of two-component fuel in the proposed nozzles, an oxidizing gas-generating gas is used as the oxidizing medium, and the same fuel is used in both of the jets surrounding it.
В случае применения трехкомпонентного топлива (один окислитель и два разных компонента горючего) в качестве окислительной среды используется газогенераторный окислительный газ, один из компонентов горючего идет в наружной кольцевой струе, а другой - во внутренней.In the case of the use of three-component fuel (one oxidizer and two different components of the fuel), the gas-generating oxidizing gas is used as the oxidizing medium, one of the components of the fuel goes in the outer ring stream, and the other in the inner one.
Из анализа уровня техники известны двухкомпонентные форсунки с глухим осевым каналом и тангенциальными сквозными отверстиями, простирающимися от наружной поверхности форсунки до пересечения с этим осевым каналом. Таковой форсункой является форсунка камеры сгорания жидкостных ракетных двигателей РД-107, РД-108 (см., например, энциклопедию "Космонавтика", М., 1985, стр.426, параграф "Форсуночная головка"). Эту форсунку принимаем в качестве аналога изобретения.From the analysis of the prior art, two-component nozzles with a blind axial channel and tangential through holes extending from the outer surface of the nozzle to the intersection with this axial channel are known. Such a nozzle is the nozzle of the combustion chamber of liquid rocket engines RD-107, RD-108 (see, for example, the encyclopedia "Cosmonautics", Moscow, 1985, p. 426, paragraph "nozzle head"). This nozzle is taken as an analogue of the invention.
Недостаток аналога в том, что в нем не может быть использован третий компонент топлива, а также в том, что в нем имеется резерв для улучшения смесеобразования и повышения удельного импульса тяги жидкостного ракетного двигателя.The disadvantage of the analogue is that it cannot use the third component of fuel, and also that it has a reserve for improving mixture formation and increasing the specific thrust of a liquid propellant rocket engine.
Из анализа уровня техники известна также газожидкостная двухкомпонентная струйно-струйная форсунка жидкостного ракетного двигателя РД-253 (см. учебник для вузов, авторы Г.Г.Гахун, В.И.Баулин, В.А.Володин и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей". М., 1989 г., стр.136, рис.7.14, поз.1). Эту форсунку принимаем также в качестве аналога.From the analysis of the prior art, a gas-liquid two-component jet-jet nozzle of the RD-253 liquid propellant rocket engine is also known (see textbook for high schools, authors G.G. Gakhun, V.I. Baulin, V.A. Volodin, etc. "Design and Engineering liquid rocket engines. "M., 1989, p. 136, Fig. 7.14, item 1). This nozzle is also taken as an analogue.
Недостаток аналога в том, что в нем нельзя использовать третий компонент топлива, а кроме того, эта форсунка имеет резерв для улучшения смесеобразования и повышения удельного импульса тяги жидкостных ракетных двигателей, работающих на двухкомпонентном топливе.The disadvantage of the analogue is that it cannot use the third fuel component, and in addition, this nozzle has a reserve for improving mixture formation and increasing the specific thrust of liquid propellant rocket engines running on two-component fuel.
Известны форсунки, образующие антипульсационные перегородки головки двигателя SSME (см. Г.Г.Гахун, В.И.Баулин, В.А.Володин и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей". М., 1989 г., стр.135, рис.7.12, поз.3). Эти форсунки - двухкомпонентные, выдвинутые выходной своей частью в огневое пространство камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя. Эту форсунку принимаем в качестве аналога изобретений.Known nozzles forming the anti-pulsation partitions of the SSME engine head (see G. G. Gakhun, V. I. Baulin, V. A. Volodin and others. "Design and construction of liquid rocket engines". M., 1989, p. 135, fig. 7.12, item 3). These nozzles are two-component, extended by their output into the firing space of the combustion chamber of a liquid rocket engine. We accept this nozzle as an analogue of inventions.
Известна газожидкостная форсунка смесительной головки кислородно-водородного двигателя (см. Г.Г.Гахун, В.И.Баулин, В.А.Володин и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей". М., 1989 г., стр.136, рис.7.13, поз.2). Форсунка содержит имеющий осевой вход и выход трубчатый корпус с осевым каналом и коаксиально закрепленную внутри корпуса глухую трубку, выполненную зацело с пилоном и трубчатым корпусом. В пилонах выполнены сквозные отверстия, простирающиеся вдоль пилона от наружной поверхности форсунки до осевого канала в глухой трубке со стороны его глухого конца, при этом канал глухой трубки образован со стороны выхода ее глухим осевым каналом, а со стороны входа - входными сквозными отверстиями в пилоне.Known gas-liquid nozzle of the mixing head of an oxygen-hydrogen engine (see G. G. Gakhun, V. I. Baulin, V. A. Volodin and others. "Design and construction of liquid rocket engines." M., 1989, p. 136, Fig. 7.13, item 2). The nozzle contains a tubular body having an axial inlet and outlet with an axial channel and a blind tube coaxially fixed inside the housing, made integrally with the pylon and the tubular body. The pylons are provided with through holes extending along the pylon from the outer surface of the nozzle to the axial channel in the blind pipe from the side of its blind end, while the channel of the blind pipe is formed from the exit side by its blind axial channel, and from the input side by input through holes in the pylon.
Недостаток указанной форсунки в том, что в ней имеется резерв для улучшения смесеобразования и повышения удельного импульса тяги двигателя, а кроме того, в нем нельзя использовать третий компонент топлива.The disadvantage of this nozzle is that it has a reserve for improving mixture formation and increasing the specific impulse of engine thrust, and in addition, it is impossible to use a third fuel component in it.
Известна топливная форсунка камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, содержащая имеющий осевой вход и выход трубчатый корпус с основным осевым каналом, а также не менее чем на одном пилоне закрепленную коаксиально корпусу внутри него глухую трубку, выполненную зацело с пилоном и трубчатым корпусом, причем в пилоне выполнено не менее чем одно входное сквозное отверстие, простирающееся вдоль пилона от наружной поверхности форсунки до осевого канала в глухой трубке со стороны ее глухого конца, канал глухой трубки образован со стороны выхода ее глухим осевым каналом, а со стороны входа - входным сквозным отверстием в пилоне, при этом основной осевой канал трубчатого корпуса со стороны выхода выполнен со ступенчатым расширением, в которое направлены выполненные тангенциально относительно оси форсунки сквозные отверстия, простирающиеся со стороны наружной поверхности форсунки до пересечения с основным осевым каналом (Патент РФ №2232916, МПК F02K 9/52).Known fuel nozzle of a combustion chamber of a liquid propellant rocket engine containing an axial inlet and outlet tubular body with a main axial channel, and also at least on one pylon a blind tube fixed coaxially to the body inside it, made integrally with the pylon and the tubular body, moreover, the pylon is made at least one inlet through hole extending along the pylon from the outer surface of the nozzle to the axial channel in the blind pipe from the side of its blind end, the channel of the blind pipe is formed from the side Ony exit it with a blind axial channel, and on the input side with an input through hole in the pylon, while the main axial channel of the tubular body on the output side is made with stepwise expansion, into which through holes extending tangentially with respect to the nozzle axis are directed, extending from the side of the nozzle outer surface to the intersection with the main axial channel (RF Patent No. 2232916, IPC
Основным недостатком указанной форсунки является то, что форсунка не имеет настроечных элементов для настройки форсунки по линии горючего и окислителя на заданный расход, что приводит к нерасчетному соотношению компонентов и потерям удельного импульса тяги. Кроме этого, полость керосина в форсунке используется только на режиме работы двигателя на компонентах «кислород-керосин-водород», на которой двигатель работает достаточно короткое время. При работе двигателя на компонентах «кислород-керосин», на режиме второй и последующих ступеней, такое выполнение выходной части форсунки приводит к значительным потерям экономичности, сопоставимым в ряде случаев с выигрышем от применения третьего компонента топлива, имеющего большую плотность, на режиме первой ступени.The main disadvantage of this nozzle is that the nozzle does not have tuning elements for adjusting the nozzle along the line of fuel and oxidizer for a given flow rate, which leads to an off-design ratio of components and loss of specific thrust impulse. In addition, the kerosene cavity in the nozzle is used only in the engine operating mode on the oxygen-kerosene-hydrogen components, on which the engine runs for a fairly short time. When the engine is running on oxygen-kerosene components in the second and subsequent stages, this embodiment of the nozzle outlet leads to significant losses in economy, comparable in some cases to the gain from using the third component of the fuel, which has a higher density, in the first stage mode.
Известна смесительная головка камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, содержащая блок подачи компонентов топлива с соосно-струйными форсунками, блок охлаждения огневого днища, включающий перегородку, размещенную между огневым днищем и блоком подачи компонентов топлива, и втулки, установленные вокруг выходных сопел форсунок, скрепленные с перегородкой и огневым днищем, при этом между блоками подачи компонентов топлива и охлаждения огневого днища выполнена смесительная выравнивающая полость, соединенная с полостями блока охлаждения, блока генераторного газа и камеры сгорания, а на периферийной части огневого днища, напротив периферийных соосно-струйных форсунок, на участке, ширина которого не превышает диаметра проходного сечения форсунки окислителя, выполнены каналы, соединяющие полость камеры сгорания с полостью блока охлаждения (патент РФ №2127820, МПК F02K 9/52, 9/60 - прототип).A known mixing head of a combustion chamber of a liquid propellant rocket engine, comprising a fuel component supply unit with coaxial jet nozzles, a firing base cooling unit including a baffle located between the firing base and the fuel component supply unit, and bushings mounted around the nozzle exit nozzles fastened to the baffle and the firing bottom, while between the fuel component supply and cooling bottoms of the firing base there is a mixing leveling cavity connected to the cavities of the oh block deposition of the generator gas unit and the combustion chamber, and on the peripheral part of the firing base, opposite to the peripheral coaxial-jet nozzles, in a section the width of which does not exceed the diameter of the passage section of the oxidizer nozzle, channels are made connecting the cavity of the combustion chamber with the cavity of the cooling unit (RF patent No. 2127820, IPC
Указанная головка работает следующим образом.The specified head works as follows.
Окислитель из полости блока подачи окислителя по каналам внутри форсунок поступает в камеру сгорания для дальнейшего использования.The oxidizing agent from the cavity of the oxidizer supply unit through the channels inside the nozzles enters the combustion chamber for further use.
Одна часть горючего из полости блока охлаждения огневого днища по каналам, выполненным в днище корпуса, поступает в смесительную выравнивающую полость, ограниченную днищем корпуса и днищем корпуса, где перераспределяется по форсункам головки, перемешивается с поступившим генераторным газом и по втулкам форсунок подается в камеру сгорания. Другая часть горючего по каналам поступает в камеру сгорания между втулками и огневой стенкой камеры сгорания, что обеспечивает пониженное соотношение компонентов в данной зоне и улучшает условия охлаждения стенки.One part of the fuel from the cavity of the firing base cooling unit through the channels made in the bottom of the body enters the mixing leveling cavity bounded by the bottom of the body and the bottom of the body, where it is redistributed along the nozzles of the head, mixed with the supplied generator gas and fed to the combustion chamber through the nozzles. Another part of the fuel through the channels enters the combustion chamber between the bushings and the fire wall of the combustion chamber, which provides a reduced ratio of components in this zone and improves the cooling conditions of the wall.
Генераторный газ из полости блока генераторного газа по каналам внутри форсунок поступает в смесительную выравнивающую полость, где перемешивается с горючим, поступившим в смесительную выравнивающую полость из полости блока охлаждения огневого днища по каналам, выполненным в днище, перераспределяется по втулкам форсунок головки и поступает в камеру сгорания.The generator gas from the cavity of the generator gas unit through the channels inside the nozzles enters the mixing leveling cavity, where it is mixed with the fuel entering the mixing leveling cavity from the cavity of the fire bottom cooling unit through the channels made in the bottom, is redistributed along the nozzle bushings of the head and enters the combustion chamber .
Основным недостатком данной смесительной головки является недостаточно высокое значение полноты рабочего процесса, обусловленное несовершенством принятой системы смесеобразования.The main disadvantage of this mixing head is the insufficiently high value of the completeness of the working process, due to the imperfection of the adopted mixing system.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание смесительной головки с коаксиальными соосно-струйными форсунками, применение которой позволит обеспечить повышенную экономичность рабочего процесса при работе форсунки как в качестве трехкомпонентной, на компонентах топлива «кислород-керосин-водород», так и в качестве двухкомпонентной, на компонентах топлива «кислород-водород».The objective of the invention is to remedy these drawbacks and create a mixing head with coaxial coaxial-jet nozzles, the use of which will provide increased efficiency of the working process when the nozzle is operated as a three-component, on oxygen-kerosene-hydrogen fuel components, or as a two-component, on oxygen-hydrogen fuel components.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенной смесительной головке камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей корпус, блок подачи окислителя, блок подачи водорода, блок подачи керосина, соосно-струйные форсунки, установленные в указанных блоках смесительной головки по концентрическим окружностям и содержащие имеющий осевой вход и выход трубчатый корпус с основным осевым каналом, а также не менее чем на одном пилоне закрепленную коаксиально корпусу внутри него глухую трубку, выполненную за одно целое с пилоном и трубчатым корпусом, причем в пилоне выполнено не менее чем одно входное сквозное отверстие, простирающееся вдоль пилона от наружной поверхности форсунки до осевого канала в глухой трубке со стороны ее глухого конца, при этом канал глухой трубки образован со стороны выхода ее глухим осевым каналом, а со стороны входа - входным сквозным отверстием в пилоне, при этом основной осевой канал трубчатого корпуса со стороны выхода выполнен со ступенчатым изменением проходного сечения, согласно изобретению, ступенчатое изменение проходного сечения трубчатого корпуса выполнено с уменьшением проходного сечения упомянутого корпуса от пилонов к выходной части, преимущественно, в виде одного конфузора, при этом на выходной части трубчатого корпуса установлена втулка с образованием между наружной поверхностью упомянутого корпуса и внутренней поверхностью втулки кольцевой полости, в которой размещены винтовые каналы, простирающиеся со стороны наружной поверхности форсунки до сообщения с основным осевым каналом, со стороны осевого входа трубчатого корпуса выполнен настроечный элемент в виде фаски, выполненной с возможностью изменения ее геометрических параметров при настройке, трубчатый корпус выполнен разъемным, на наружной поверхности глухой трубки, размещенной в выходной части трубчатого корпуса, выполнены пилоны, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубчатого корпуса, причем продольные оси упомянутых пилонов установлены под углом к продольной оси форсунки, при этом в пилонах выполнены каналы, входная часть которых соединяется с полостью глухой трубки, а выходная- с кольцевой полостью, образованной трубчатым корпусом и глухой трубкой, причем оси упомянутых каналов в пилонах расположены противоположно направлению осей винтовых каналов в кольцевой полости между втулкой и наружной поверхностью трубчатого корпуса, при этом глухая трубка выполнена разъемной, состоящей из пилонной части и наконечника, причем в месте их стыка установлен жиклер.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed mixing head of the chamber of a liquid propellant rocket engine, comprising a housing, an oxidizer supply unit, a hydrogen supply unit, a kerosene supply unit, coaxial jet nozzles installed in said blocks of the mixing head along concentric circles and containing an axial inlet and the output is a tubular body with a main axial channel, as well as at least on one pylon, a blind tube fixed coaxially to the body inside it, made in one piece with the pylon and a tubular body, wherein at least one inlet through hole is made in the pylon, extending along the pylon from the outer surface of the nozzle to the axial channel in the blind pipe from the side of its blind end, while the channel of the blind pipe is formed from the exit side of it by a blind axial channel, and from the inlet side - through an inlet in the pylon, while the main axial channel of the tubular body from the outlet side is made with a step change in the bore, according to the invention, a step change in the bore The formation of the tubular body is made with a reduction in the cross section of the said body from the pylons to the output part, mainly in the form of one confuser, while a sleeve is installed on the output part of the tubular body with the formation of an annular cavity between the outer surface of the said body and the inner surface of the sleeve, in which channels extending from the outer surface of the nozzle until communication with the main axial channel, from the side of the axial inlet of the tubular body the element is in the form of a chamfer made with the possibility of changing its geometric parameters during adjustment, the tubular body is made detachable, on the outer surface of the blind tube located in the output of the tubular body, pylons are made that interact with the inner surface of the tubular body, and the longitudinal axes of the said pylons are mounted under angle to the longitudinal axis of the nozzle, while in the pylons channels are made, the inlet of which is connected to the cavity of the blank tube, and the outlet is connected to the annular cavity, formed a tubular body and a blind tube, the axes of the said channels in the pylons being opposite to the direction of the axes of the screw channels in the annular cavity between the sleeve and the outer surface of the tubular body, while the blind tube is detachable, consisting of a pylon part and a tip, and is installed at the junction jet.
В варианте исполнения, глухая трубка форсунки закреплена коаксиально корпусу внутри него на двух радиально направленных и равнорасположенных по окружности пилонах, внутри каждого из которых размещено два поперечных относительно оси форсунки входных сквозных отверстия.In an embodiment, the nozzle blank tube is fixed coaxially to the body inside it on two pylons radially directed and equally spaced around the circumference, inside each of which there are two inlet openings transverse with respect to the nozzle axis.
В варианте исполнения, трубчатый корпус форсунки выполнен из двух частей, входной и выходной, герметично соединенных сварным швом, причем пилоны расположены в ее входной части.In an embodiment, the tubular nozzle body is made of two parts, the input and output, hermetically connected by a weld, and the pylons are located in its input part.
В варианте исполнения, трубчатый корпус форсунки снабжен, по крайней мере, одним кольцевым утолщением.In an embodiment, the tubular nozzle body is provided with at least one annular thickening.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан осевой продольный разрез предложенной смесительной головки, на фиг.2 - выносной элемент А - соосно-струйная форсунка, на фиг.3 - выносной элемент Б - выходная часть форсунки в увеличенном масштабе, на фиг.4 - поперечный разрез В-В выходной части форсунки, на фиг.5 - выходная часть форсунки с пилонами на глухой трубке.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an axial longitudinal section of the proposed mixing head, in Fig. 2 - a remote element A - a coaxial-jet nozzle, Fig. 3 - a remote element B - an output part of a nozzle in an enlarged scale, in Fig. .4 is a transverse section BB of the outlet of the nozzle, and FIG. 5 is the outlet of the nozzle with pylons on a blank tube.
Предложенная смесительная головка включает соосно-струйные форсунки, содержащие имеющий осевой вход и выход трубчатый корпус 1 с основным осевым каналом 2, а также не менее чем на одном пилоне 3 закрепленную коаксиально корпусу внутри него глухую трубку 4, выполненную за одно целое с пилоном 3 и трубчатым корпусом 1. В пилоне 3 выполнено не менее чем одно входное сквозное отверстие 5, простирающееся вдоль пилона 3 от наружной поверхности форсунки до осевого канала 6 в глухой трубке 4 со стороны ее глухого конца. Осевой канал 6 глухой трубки 4 образован со стороны выхода ее глухим осевым каналом, а со стороны входа - входным сквозным отверстием в пилоне. Основной осевой канал 2 трубчатого корпуса 1 со стороны выхода выполнен со ступенчатым изменением проходного сечения. Ступенчатое изменение проходного сечения трубчатого корпуса 1 выполнено с уменьшением проходного сечения корпуса 1 от пилонов к выходной части в виде одного конфузора 7. На выходной части трубчатого корпуса 1 установлена втулка 8 с образованием между наружной поверхностью корпуса 1 и внутренней поверхностью втулки 8 кольцевой полости 9, в которой размещены винтовые каналы 10. Со стороны осевого входа трубчатого корпуса 1 выполнен настроечный элемент 11 в виде фаски, выполненной с возможностью изменения ее геометрических параметров при настройке. Трубчатый корпус 1 выполнен разъемным. На наружной поверхности глухой трубки 4, размещенной в выходной части трубчатого корпуса 1, выполнены пилоны 12, взаимодействующие с внутренней поверхностью трубчатого корпуса 1.The proposed mixing head includes coaxial jet nozzles containing an axial inlet and outlet
Продольные оси упомянутых пилонов 12 установлены под углом к продольной оси форсунки. В пилонах 12 выполнены каналы 13, входная часть 14 которых соединяется с полостью трубки 4, а выходная 15 - с кольцевой полостью 16, образованной трубчатым корпусом 1 и глухой трубкой 4, причем оси указанных каналов 13 расположены под углом к продольной оси форсунки, отличным от угла установки самих пилонов 12.The longitudinal axis of the said
Оси упомянутых каналов 13 в пилонах 12 расположены противоположно направлению осей винтовых каналов 10 в кольцевой полости между втулкой 8 и наружной поверхностью трубчатого корпуса 1.The axis of the said
Глухая трубка 4 выполнена разъемной, состоящей из пилонной части 17 и наконечника 18, причем в месте их стыка установлен жиклер 19.The
Форсунки установлены в блоке окислителя 20, блоке водорода 21 и блоке керосина 22 по концентрическим окружностям, причем указанные блоки соединены между собой при помощи сварки.The nozzles are installed in the
Предложенная смесительная головка работает следующим образом.The proposed mixing head operates as follows.
Первое горючее, преимущественно водород или продукты его сгорания, подается из блока водорода по осевому каналу 2 корпуса 1 к пилонам 12. Проходя пилоны 12, струя горючего приобретает вращательное движение и поступает в камеру сгорания. Настройка форсунки на заданный расход первого горючего осуществляется изменением геометрических размеров настроечного элемента 11, выполненного в виде фаски.The first fuel, mainly hydrogen or products of its combustion, is supplied from the hydrogen block through the
Второе горючее, преимущественно керосин, подается из блока керосина 22 в кольцевую полость 9, образованную втулкой 8 и наружной поверхностью трубчатого корпуса 1, проходит по винтовым пазам между винтовыми каналами 10, приобретает вращательное движение и подается в камеру сгорания.The second fuel, mainly kerosene, is fed from the block of
Окислитель подается из блока окислителя 20 внутрь глухой трубки 4 трубчатого корпуса 1 по отверстию 5. Из полости глухой трубки 4 по осевому каналу 6 окислитель поступает по направлению к камере сгорания. Настройка форсунки на заданный расход окислителя осуществляется изменением геометрических размеров настроечного элемента 19, выполненного в виде жиклера.The oxidizing agent is supplied from the oxidizing
В районе пилонов 12 часть расхода окислителя поступает во входную часть 14 каналов 13, проходит по ним и поступает из выходной части 15 указанных каналов 13 в поток первого горючего, подаваемого через кольцевую полость между наконечником 18 и трубчатым корпусом и внутренней поверхностью трубчатого корпуса 1. За счет расположения осей пилонов 12 под углом к продольной оси форсунки часть расхода окислителя, подаваемого через каналы 13, приобретает вращательное движение, что приводит у улучшению условий смесеобразования.In the region of
За счет того, что оси каналов 13 расположены под углом к продольной оси форсунки, отличным от угла установки самих пилонов 12, часть расхода окислителя, подаваемого через каналы 13, приобретает тангенциальную составляющую скорости, отличную по величине и направлению от тангенциальной составляющей скорости потока горючего, подаваемого через пилоны 12. Таким образом, часть потока расхода окислителя и поток горючего начинают вращаться, образуя конуса распыла с различным углом наклона образующей к продольной оси форсунки, что обеспечивает их более интенсивное перемешивание.Due to the fact that the axis of the
За счет того, что направление винтовых каналов 10 выполнено в противоположную сторону углу установки пилонов 12, происходит дополнительное перемешивание струи второго горючего, поступающей в камеру сгорания в виде конуса, вращающегося в одну сторону, с аналогичным конусом струи второй части окислителя, вращающейся в противоположном направлении. Такая подача компонентов топлива позволяет улучшить условия смесеобразования.Due to the fact that the direction of the
Кроме этого, отбор части расхода окислителя на каналы 13 позволяет уменьшить расход, поступающий через осевой канал 6 глухой трубки 4, что позволяет уменьшить длину нераспавшейся части основной струи окислителя и, тем самым, улучшить условия ее распадения, что, в конечном итоге, приведет к улучшению условий смесеобразования.In addition, the selection of a part of the oxidizer flow rate to the
Использование предложенного технического решения позволит обеспечить повышенную экономичность рабочего процесса при работе форсунки как в качестве трехкомпонентной, на компонентах топлива «кислород-керосин-водород», так и в качестве двухкомпонентной, на компонентах топлива «кислород-водород».Using the proposed technical solution will allow for increased efficiency of the working process when the nozzle is operated as a three-component, on oxygen-kerosene-hydrogen fuel components, or as a two-component, on oxygen-hydrogen fuel components.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109743/06A RU2484289C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Mixing head of liquid-propellant engine chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109743/06A RU2484289C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Mixing head of liquid-propellant engine chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2484289C1 true RU2484289C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012109743/06A RU2484289C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Mixing head of liquid-propellant engine chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2484289C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707982A (en) * | 1981-06-26 | 1987-11-24 | Rockwell International Corporation | Thermal regenerative injector |
| DE19703630C1 (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-20 | Daimler Benz Aerospace Ag | Fixing system for injection unit in base plate of rocket motor |
| RU2127820C1 (en) * | 1997-08-13 | 1999-03-20 | Конструкторское бюро химавтоматики | Liquid propellant rocket engine combustion chamber mixing head |
| US6185927B1 (en) * | 1997-12-22 | 2001-02-13 | Trw Inc. | Liquid tripropellant rocket engine coaxial injector |
| RU2232916C2 (en) * | 2001-08-27 | 2004-07-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш им.акад. В.П.Глушко" | Fuel nozzle of liquid-propellant rocket engine (versions) |
| RU2328615C1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Liquid-propellant rocket engine chamber mixing head |
-
2012
- 2012-03-15 RU RU2012109743/06A patent/RU2484289C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707982A (en) * | 1981-06-26 | 1987-11-24 | Rockwell International Corporation | Thermal regenerative injector |
| DE19703630C1 (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-20 | Daimler Benz Aerospace Ag | Fixing system for injection unit in base plate of rocket motor |
| RU2127820C1 (en) * | 1997-08-13 | 1999-03-20 | Конструкторское бюро химавтоматики | Liquid propellant rocket engine combustion chamber mixing head |
| US6185927B1 (en) * | 1997-12-22 | 2001-02-13 | Trw Inc. | Liquid tripropellant rocket engine coaxial injector |
| RU2232916C2 (en) * | 2001-08-27 | 2004-07-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш им.акад. В.П.Глушко" | Fuel nozzle of liquid-propellant rocket engine (versions) |
| RU2328615C1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Liquid-propellant rocket engine chamber mixing head |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2481495C1 (en) | Coaxial spray injector | |
| RU2482320C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
| RU2484289C1 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| RU2484288C1 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| RU2484282C1 (en) | Liquid-propellant engine | |
| RU2479741C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine mixing chamber | |
| RU2479739C1 (en) | Liquid propellant rocket engine | |
| RU2481491C1 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| RU2480606C1 (en) | Liquid-propellant engine | |
| RU2480609C1 (en) | Coaxial spray injector | |
| RU2479740C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine combustion chamber | |
| RU2482314C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber | |
| RU2481485C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber | |
| RU2482318C1 (en) | Coaxial spray injector | |
| RU2482319C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
| RU2482317C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
| RU2481487C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber | |
| RU2481494C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
| RU2483223C1 (en) | Method of feeding fuel components into liquid-propellant rocket engine chamber | |
| RU2480607C1 (en) | Liquid-propellant engine | |
| RU2481490C1 (en) | Coaxial spray injector | |
| RU2481492C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber | |
| RU2451200C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine mixing head | |
| RU2493408C1 (en) | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber | |
| RU2481493C1 (en) | Method for supplying fuel components to liquid-propellant engine chamber |