RU2509910C1 - Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine - Google Patents

Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2509910C1
RU2509910C1 RU2012151514/06A RU2012151514A RU2509910C1 RU 2509910 C1 RU2509910 C1 RU 2509910C1 RU 2012151514/06 A RU2012151514/06 A RU 2012151514/06A RU 2012151514 A RU2012151514 A RU 2012151514A RU 2509910 C1 RU2509910 C1 RU 2509910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ampoule
tube
starting
fuel
starting fuel
Prior art date
Application number
RU2012151514/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Николаевич Билевич
Виктор Дмитриевич Горохов
Александр Васильевич Кузнецов
Дмитрий Владимирович Радько
Вячеслав Васильевич Сальников
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
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 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2012151514/06A priority Critical patent/RU2509910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2509910C1 publication Critical patent/RU2509910C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: proposed device comprises cylindrical pipe with cylindrical ampoule filled with starting fuel fitted therein and clamped by shutoff valve screwed in pipe body. Said ampoule consists of cylindrical body, membrane assemblies at its inlet and outlet, said membranes being tightly secured along body edges and can be broken by working fluid. Shaped adapter is fitted at pipe inlet to decrease cavity air volume at ampoule inlet to its minimum. Pipe body inlet is fitted via angle piece directly at gas generator head. Said pipe is mounted in gas generator at position approximating to vertical. Supporting fluoroplastic rings are fitted between starting ampoule, shutoff valve and pipe jointly with rubber seal rings. Drain openings are made at ampoule inlet edges and pipe body. Angle pieces are welded to pipe body to support drain pipes. Baffles with filling and drain devices are spaced apart inside said ampoule and feature minimum axial overall dimension and cross-section area. Note here that filling device is arranged at the boundary of starting fuel zone and inert gas pad. Baffles are spaced apart inside said ampoule and feature minimum axial overall dimension and cross-section area. Note here that helical springs with bent-off lock rings are fitted in piston ends.EFFECT: fast, reliable and multiple firing.7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям и может быть использовано для установки на входе в смесительную головку агрегата ЖРД для химического зажигания компонентов топлива.The invention relates to liquid rocket engines and can be used for installation at the entrance to the mixing head of the rocket engine assembly for chemical ignition of fuel components.

Известна ампула с пусковым горючим для зажигания компонентов топлива жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), которая содержит цилиндрический корпус, установленные в нем два мембранных узла, мембраны которых герметично закреплены внутри корпуса по его периферии со стороны входа и выхода с возможностью их разрыва рабочей средой. Каждый из мембранных узлов выполнен в виде поршня, снабженного хвостовиком, направляющей втулкой и ребрами. Поршень соединен с мембраной, выполненной в форме кольцевой перемычки (Патент РФ №2159353С1 кл. 7 F02K 9/95 от 20.11.2000 г.).A known ampoule with starting fuel for igniting the components of a liquid propellant rocket engine (LRE), which contains a cylindrical body, two membrane units installed in it, the membranes of which are hermetically fixed inside the body along its periphery from the input and output sides with the possibility of their breaking by the working medium. Each of the membrane nodes is made in the form of a piston equipped with a shank, a guide sleeve and ribs. The piston is connected to a membrane made in the form of an annular jumper (RF Patent No. 2159353C1 class 7 F02K 9/95 of 11/20/2000).

К недостаткам известной ампулы с пусковым горючим следует отнести:The disadvantages of the known ampoules with starting fuel include:

- значительные осевые габариты мембранных узлов, выполненных в виде поршня с хвостовиком направляющей втулки и ребрами, в связи с чем в ампуле на входе и особенно на выходе имеются пустотные объемы, которые после прорыва мембран должны заполняться пусковым горючим, что удлиняет процесс запуска двигателя вследствие более медленного поступления горючего в камеру сгорания или газогенератор (ГГ);- significant axial dimensions of the membrane assemblies, made in the form of a piston with a shank of the guide sleeve and ribs, in connection with which there are void volumes in the ampoule at the inlet and especially at the outlet, which, after breaking through the membranes, must be filled with starting fuel, which lengthens the engine starting process due to more slow intake of fuel into the combustion chamber or gas generator (GG);

- совмещенное расположение средства заправки пусковым горючим ампулы и средства слива в одной перегородке корпуса вызывает некоторое повышение гидравлического сопротивления тракта, в связи с чем для его снижения возникает необходимость увеличения диаметра проходного сечения ампулы и ее корпуса, что влечет за собой увеличение массы корпуса магистрали, в которую вставляется ампула;- the combined location of the starting fueling agent ampoule refueling means and the drain means in the same partition of the body causes a slight increase in the hydraulic resistance of the tract, and therefore, to reduce it, there is a need to increase the diameter of the passage section of the ampoule and its body, which entails an increase in the mass of the trunk body, in which is inserted into the ampoule;

- отсутствие дренажных отверстий на входе в ампулу для вытеснения воздушного объема на ее периферию и последующего выброса в атмосферу. Наличие воздушного объема между пусковым горючим и основным компонентом ухудшает качество процесса горения пускового горючего в агрегатах ЖРД.- the absence of drainage holes at the entrance to the ampoule for displacing the air volume to its periphery and subsequent discharge into the atmosphere. The presence of air volume between the starting fuel and the main component impairs the quality of the starting fuel combustion process in the rocket engine units.

Известна ампула с пусковым горючим для зажигания компонентов топлива ЖРД, содержащая корпус, со входом и выходом, два мембранных узла, мембраны которых герметично закреплены по периферии в корпусе со стороны входа и выхода («Конструкция и проектирование ЖРД», под ред. Г.Г. Гахуна. Машиностроение, 1989, с.75, рис.4, 5, прототип). Здесь в трубопроводе горючего «врезан» или выделен объем, отделенный прорывными мембранами от остальной части трубопровода. Этот объем заполняется пусковым горючим, которое самовоспламеняется с используемым в двигателе окислителем.Known ampoule with starting fuel for ignition of the fuel components of the liquid propellant rocket engine, comprising a housing with an inlet and an outlet, two membrane assemblies, the membranes of which are hermetically fixed around the periphery in the housing from the inlet and outlet sides ("Design and Design of the LRE", edited by G. G Gahuna, Engineering, 1989, p.75, fig. 4, 5, prototype). Here, in the fuel pipeline, a “volume” is separated or allocated, separated by breakthrough membranes from the rest of the pipeline. This volume is filled with starting fuel, which spontaneously ignites with the oxidizing agent used in the engine.

Основными недостатками известного технического решения являются следующие:The main disadvantages of the known technical solutions are the following:

- наличие пустотных объемов на входе и выходе из ампулы (воздушные пазухи, полости трубопроводов и т.д.) вследствие чего удлиняется процесс запуска двигателя, снижается качество и надежность горения топлива;- the presence of void volumes at the inlet and outlet of the ampoule (sinuses, cavity cavities, etc.) as a result of which the engine starting process is lengthened, the quality and reliability of fuel combustion are reduced;

- однократность запуска, после чего для повторного запуска двигателя ампулу и мембранные узлы необходимо вырезать из магистралей, заменять новыми и вваривать вновь, что усложняет процесс перезарядки;- a single start, after which, for restarting the engine, the ampoule and membrane units must be cut out of the lines, replaced with new ones and welded again, which complicates the recharging process;

- отсутствие прочного корпуса (тубуса), в который вставляют ампулу с пусковым горючим, вызывает потребность в увеличении толщины ее стенок и массы при установке в магистралях с высоким давлением рабочей среды (порядка 600 кг/см2 и более).- the absence of a durable housing (tube) into which an ampoule with starting fuel is inserted causes a need for an increase in the thickness of its walls and mass when installed in high-pressure lines of a working medium (about 600 kg / cm2 or more).

Задачей предложенного технического решения является уменьшение времени, улучшение условий и повышение надежности зажигания топливных компонентов жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), а также обеспечение многократности применения устройства.The objective of the proposed technical solution is to reduce the time, improve the conditions and increase the reliability of ignition of the fuel components of a liquid rocket engine (LRE), as well as ensure the multiple use of the device.

Поставленная задача достигается тем, что:The task is achieved in that:

- устройство для химического зажигания компонентов топлива в ЖРД содержит тубус, выполненный цилиндрическим, в который вставлена цилиндрической формы ампула с пусковым горючим, поджатая ввернутым в корпус тубуса отсечным клапаном и состоящая из корпуса, мембранных узлов на входе и выходе мембраны которых герметично закреплены по периферии корпуса ампулы с возможностью разрыва их рабочей средой, при этом на входе в тубус установлен профилированный переходник, уменьшающий пустотный объем с воздухом на входе в ампулу до минимального;- a device for the chemical ignition of fuel components in a liquid propellant rocket engine contains a cylinder made of a cylindrical one, into which an ampoule with a starting fuel is inserted into a cylindrical shape, drawn up by a shut-off valve screwed into the barrel body and consisting of a housing, membrane units at the membrane inlet and outlet of which are hermetically fixed around the periphery of the housing ampoules with the possibility of tearing them with a working medium, while at the entrance to the tube a profiled adapter is installed that reduces the void volume with air at the entrance to the ampoule to a minimum;

- корпус тубуса своим выходом установлен через угольник непосредственно на головке газогенератора;- the case of the tube with its output is installed through a square directly on the head of the gas generator;

- тубус установлен и закреплен на газогенераторе в положении, близком к вертикальному;- the tube is installed and fixed on the gas generator in a position close to vertical;

- между пусковой ампулой, отсечным клапаном и тубусом совместно с резиновыми уплотнительными кольцами установлены поддерживающие кольца из фторопласта;- between the starting ampoule, the shut-off valve and the tube, together with the rubber sealing rings, supporting rings of fluoroplastic are installed;

- по периферии на входе в ампулу и в корпусе тубуса выполнены дренажные отверстия, а на корпусе тубуса приварены угольники для подсоединения дренажных трубопроводов;- drainage holes are made around the periphery at the entrance to the ampoule and in the case of the tube, and elbows are welded on the case of the tube to connect drainage pipelines;

- в ампуле с пусковым горючим перегородки с заправочным и сливным устройствами разнесены по длине ампулы и выполнены с минимальными осевыми габаритными размерами и площадью проходных сечений, при этом заправочное устройство установлено на границе зон пускового горючего и подушки инертного газа;- in the ampoule with starting fuel, the partitions with refueling and drain devices are spaced apart along the length of the ampoule and are made with the minimum axial overall dimensions and the cross-sectional area, while the refueling device is installed on the border of the zones of starting fuel and inert gas pad;

- в ампуле с пусковым горючим мембранные узлы выполнены с минимальными осевыми габаритными размерами, при этом в хвостовиках поршней установлены спиральные пружины с отогнутыми стопорными кольцами.- in the ampoule with starting fuel, the membrane units are made with the smallest axial overall dimensions, while spiral springs with bent retaining rings are installed in the piston shanks.

На фиг.1 представлена компоновка устройства для химического зажигания компонентов топлива в газогенераторе, соединенном с турбонасосным агрегатом (ТНА).Figure 1 shows the layout of a device for chemical ignition of fuel components in a gas generator connected to a turbopump unit (TNA).

На фиг.2 приведен продольный разрез устройства, для химического зажигания компонентов топлива.Figure 2 shows a longitudinal section of a device for chemical ignition of fuel components.

На фиг.3 показан тубус ампулы ГГ.Figure 3 shows the tube ampoules GG.

На фиг.4 представлен продольный разрез ампулы с пусковым горючим, состоящей из следующих основных деталей и сборочных единиц, где:Figure 4 presents a longitudinal section of an ampoule with starting fuel, consisting of the following main parts and assembly units, where:

1 - устройство для химического зажигания компонентов топлива;1 - a device for chemical ignition of fuel components;

2 - угольник;2 - square;

3 - газогенератор;3 - gas generator;

4 - турбонасосный агрегат;4 - turbopump unit;

5 - штуцер дренажа воздушного пузыря;5 - fitting for drainage of the air bubble;

6 - тубус ампулы газогенератора (ГГ);6 - tube ampoules of a gas generator (GG);

7 - ампула с пусковым горючим;7 - ampoule with starting fuel;

8 - корпус;8 - case;

9 - отсечный клапан;9 - shut-off valve;

10 - пиропатрон;10 - squib;

11 - корпус ампулы;11 - ampoule body;

12 - мембранные узлы;12 - membrane nodes;

13 - труба;13 - a pipe;

13а - мембраны;13a — membranes;

14 - профилированный переходник;14 - profiled adapter;

15 - резиновые уплотнительные кольца;15 - rubber sealing rings;

16 - фторопластовые кольца;16 - fluoroplastic rings;

17 - отверстия дренажные;17 - drainage holes;

18, 18а - дренажные отверстия;18, 18a - drainage holes;

19 - отверстия продувки.19 - purge holes.

20 - дренажные угольники;20 - drainage squares;

21 - перегородки корпуса;21 - partition walls;

22 - заправочное устройство;22 - refueling device;

24 - зона пускового горючего;24 - starting fuel zone;

25 - зона подушки с инертным газом;25 - zone of pillows with inert gas;

26 - сливное устройство;26 - drain device;

27 - поршень;27 - a piston;

28 - хвостовик поршня;28 - a piston shaft;

29 - спиральная пружина;29 - spiral spring;

30 - коллектор дренажа воздуха;30 - collector of air drainage;

31 - коллектор дренажа смеси воздуха с горючим;31 - collector drainage mixture of air with fuel;

32 - коллектор подвода горючего в ГГ;32 - collector for supplying fuel to the GG;

33 - штуцер выхода «Г» на газогенератор;33 - outlet fitting “G” to the gas generator;

34 - перегородка;34 - a partition;

35 - трубопровод;35 - pipeline;

h - зазор между ампулой с пусковым горючим и профилированным переходником;h is the gap between the ampoule with starting fuel and a profiled adapter;

А - зазор между тубусом и пусковой ампулой;A - the gap between the tube and the starting ampoule;

Т - торец профилированного переходника;T is the end face of the profiled adapter;

l - длина штуцера;l is the length of the fitting;

П1 - полость ампулы с нейтральным газом;P1 - cavity of the ampoule with neutral gas;

П2 - полость между ампулой и отсечным клапаном.P2 - the cavity between the ampoule and the shut-off valve.

Устройство для химического зажигания компонентов топлива 1 при помощи угольника 2 и крепления установлено на газогенераторе 3 (фиг.1), который соединен с ТНА 4. Для дренажа газового пузыря на корпусе устройства приварен штуцер 5.A device for chemical ignition of the fuel components 1 using a square 2 and fastening is installed on the gas generator 3 (Fig. 1), which is connected to the TNA 4. For the drainage of a gas bubble on the device body, a fitting 5 is welded.

Устройство для химического зажигания 1 (фиг.2) содержит тубус ампулы газогенератора (ГГ) 6 цилиндрической формы, в которой вставлена цилиндрической формы ампула с пусковым горючим 7, поджатая ввернутым в корпус 8 (фиг.3) тубуса отсечным клапаном 9 (фиг.2).A device for chemical ignition 1 (Fig. 2) contains a tube of a gas generator (GG) ampoule 6 of a cylindrical shape in which an ampoule with a starting fuel 7 is inserted in a cylindrical shape, pressed by a shut-off valve 9 screwed into the housing 8 (Fig. 3) (Fig. 2) )

В отсечном клапане 9 установлен пиропатрон 10 для обеспечения его срабатывания.In the shut-off valve 9 mounted igniter 10 to ensure its operation.

Ампула с пусковым горючим (фиг.4) 7 состоит из корпуса 11, мембранных узлов 12 на входе и выходе, мембраны 13 а которых герметично закреплены по периферии ее корпуса.An ampoule with starting fuel (Fig. 4) 7 consists of a housing 11, membrane units 12 at the inlet and outlet, membranes 13 of which are hermetically fixed around the periphery of its housing.

На входе в тубус ампулы газогенератора (ГГ) 6 установлен профилированный переходник 14 (фиг.3), а между ним и корпусом 8 вварена труба 13.At the entrance to the tube of the ampoule of the gas generator (GG) 6, a profiled adapter 14 is installed (Fig. 3), and a pipe 13 is welded between it and the casing 8.

Для дренажа воздушного пузыря из тубусов 6 устройства 1 установлен и закреплен на газогенераторе 3 в положении, близком к вертикальному.To drain the air bubble from the tubes 6 of the device 1 is installed and mounted on the gas generator 3 in a position close to vertical.

Между ампулой с пусковым горючим 7, отсечным клапаном 9 и тубусом 6 установлены резиновые уплотнительные кольца 15 и поддерживающие их фторопластовые кольца 16 (фиг.2).Between the ampoule with the starting fuel 7, the shut-off valve 9 and the tube 6 are installed rubber o-rings 15 and the fluoroplastic rings 16 supporting them (Fig. 2).

Для дренирования воздушно-горючей смеси по периферии на входе в ампулу 7 выполнены дренажные отверстия 17 (фиг.4), а в корпусе 8 тубуса 6 - дренажные отверстия 18, 18а, отверстие продувки 19 (фиг.3). На корпусе 18 тубуса 6 приварены дренажные уголки 20 для подсоединения к ним дренажных трубопроводов.For drainage of the air-combustible mixture at the periphery at the inlet of the ampoule 7, drainage holes 17 are made (Fig. 4), and in the housing 8 of the tube 6 there are drainage holes 18, 18a, a purge hole 19 (Fig. 3). On the housing 18 of the tube 6, drainage corners 20 are welded to connect drainage pipelines to them.

В ампуле с пусковым горючим 7 перегородки 21 корпуса 11 разнесены по длине для увеличения объема пускового горючего и выполнены с минимальным осевыми и габаритными размерами для уменьшения массы ампулы.In the ampoule with starting fuel 7, the partitions 21 of the housing 11 are spaced apart in length to increase the volume of starting fuel and are made with a minimum axial and overall dimensions to reduce the weight of the ampoule.

Заправочное устройство 22 установлено на границе зоны 24 пускового горючего и зоны 25 подушки с инертным газом. Сливное устройство 26 расположено в нижней точке ампулы с учетом пространства для хода поршня 27.The refueling device 22 is installed at the boundary of the starting fuel zone 24 and the inert gas pad zone 25. The drain device 26 is located at the bottom of the ampoule, taking into account the space for the piston stroke 27.

Мембранные узлы 12 выполнены с минимальными осевыми габаритными размерами для уменьшения длины ампулы, при этом в хвостовиках 28 поршней 27 (фиг.4) установлены спиральные пружины 29 с отогнутыми стопорными кольцами для удержания поршней 27 в крайних положениях после прорыва мембраны 13а от давления пускового горючего. Для направления хода поршней 27 предназначены перегородки 34.Membrane units 12 are made with minimum axial dimensions to reduce the ampoule length, while in the shanks 28 of the pistons 27 (Fig. 4) spiral springs 29 are installed with bent retaining rings to hold the pistons 27 in extreme positions after the membrane 13a has been burst from the pressure of the starting fuel. For the direction of stroke of the pistons 27 are partitions 34.

Для организации дренажа и подвода горючего в газогенератор между корпусом 8 тубуса 6 (фиг.2), ампулой пускового горючего 7 и отсечным клапаном 8 выполнены коллекторы 30, 31, 32.For the organization of drainage and supply of fuel to the gas generator between the housing 8 of the tube 6 (Fig.2), the starting fuel ampoule 7 and the shut-off valve 8, the collectors 30, 31, 32 are made.

На выходе пускового горючего из корпуса тубуса 6 (фиг.2) на газогенератор имеется штуцер выхода «Г» 33.At the output of the starting fuel from the casing of the tube 6 (figure 2) to the gas generator there is a fitting outlet "G" 33.

Ко входу в тубус 6 ампулы газогенератора присоединен трубопровод подвода основного компонента «Г» на газогенератор.To the entrance to the tube 6 of the ampoule of the gas generator is connected a pipeline for supplying the main component "G" to the gas generator.

Между ампулой с пусковым горючим (фиг.2) и профилированным переходником 14 обеспечен минимальный зазор h с учетом технологических припусков деталей и усадки материала в сварных швах.Between the ampoule with starting fuel (FIG. 2) and the shaped adapter 14, a minimum clearance h is provided, taking into account the technological allowances for the parts and the shrinkage of the material in the welds.

Отвод воздуха из объема между профилированным переходником 14 и ампулой с пусковым горючим 7 осуществляется через полость, образованную между тубусом 6 и ампулой (зазор А). Штуцер 33 выхода «Г» на газогенератор 1 выполнен минимальной длины для уменьшения времени прохождения горючего.The air is removed from the volume between the profiled adapter 14 and the ampoule with starting fuel 7 through the cavity formed between the tube 6 and the ampoule (clearance A). The fitting 33 of the output "G" to the gas generator 1 is made of a minimum length to reduce the transit time of the fuel.

Для компенсации температурных изменений объема пускового горючего в ампуле предусмотрена полость П1 с нейтральным газом (фиг.4).To compensate for temperature changes in the volume of starting fuel in the ampoule, a cavity P1 with a neutral gas is provided (Fig. 4).

Между ампулой с пусковым горючим 7 и отсечным клапаном 9 имеется полость П2, из которой через отверстие 18а дренируется воздушно-горючая смесь пред запуском газогенератора.Between the ampoule with the starting fuel 7 and the shut-off valve 9 there is a cavity P2, from which the air-fuel mixture is drained through the hole 18a before the gas generator is started.

Устройство для химического зажигания компонентов топлива в ЖРД работает следующим образом(см. фиг.1).A device for chemical ignition of fuel components in a rocket engine works as follows (see figure 1).

Горючее под давлением от ТНА через регулятор (на фиг.1 не показан) поступает в полость «П» на входе в тубус 6 ампулы ГГ (см. фиг.2) через профилированный переходник 14.Fuel under pressure from the TNA through the regulator (not shown in FIG. 1) enters the cavity “P” at the entrance to the tube 6 of the GG ampoule (see FIG. 2) through a profiled adapter 14.

Переходник своим торцем Т заходит внутрь ампулы с пусковым горючим 7, не перекрывая при этом ее дренажных отверстий 17. Заполняя полость «П» горючее выталкивает находящийся в ней воздушный пузырь через дренажные отверстия 17 в зазор А между тубусом 6 и ампулой с пусковым горючим 7.The adapter with its end face T enters the ampoule with the starting fuel 7, without blocking its drainage holes 17. Filling the cavity “P”, the fuel pushes the air bubble inside it through the drainage holes 17 into the gap A between the tube 6 and the ampoule with the starting fuel 7.

Поскольку тубус 6 установлен в положении, близком к вертикальному, то воздушный пузырь, проходя пространство образованное зазором А, поступает в коллектор 30, далее в штуцер 5 и дренируются через подсоединенный к нему трубопроводов фиг.1 не показан) в стендовую систему при наземных испытаниях двигателя или в дренажную систему двигателя в полете изделия. Дальнейшее нарастание давления на входе в ампулу с пусковым горючим вызывает разрыв мембраны 13а (см. фиг.4) и сдвижку поршня 27 до упора в перегородку 34. Освободившиеся при этом отогнутые концы спиральной пружины 29 расходятся в стороны и зацепляются за торец Т1, не позволяя поршню 27 совершать обратное движение навстречу потоку под действием гидроудара потока. При дальнейшем движении горючего происходит нарастание давления в ампуле с пусковым горючим 7, что приводит к сжатию нейтрального газа в полости «П1» (зона 26), после чего происходит прорыв мембраны 13а мембранного узла 12 на выходе из ампулы и сдвижка поршня 27 до упора в перегородку 34.Since the tube 6 is installed in a position close to vertical, the air bubble, passing through the space formed by the gap A, enters the manifold 30, then into the nozzle 5 and is drained through the pipelines connected to it, Fig. 1 is not shown) to the bench system during ground engine tests or into the engine drainage system in flight. A further increase in pressure at the entrance to the ampoule with starting fuel causes the membrane 13a to rupture (see Fig. 4) and the piston 27 is shifted all the way to the baffle 34. The bent ends of the coil spring 29 that are freed up at the same time diverge to the sides and engage on the end face T1, not allowing the piston 27 to reverse movement towards the flow under the influence of flow shock. With further movement of the fuel, pressure builds up in the ampoule with starting fuel 7, which leads to the compression of neutral gas in the “P 1 ” cavity (zone 26), after which the membrane 13a of the membrane assembly 12 breaks out at the outlet of the ampoule and the piston 27 is shifted to the stop to the partition 34.

Унитарное, однокомпонентное пусковое горючее, загорающееся при контакте с воздухом поступает в коллектор 32 между отсечным клапаном 9 и корпусом 8 тубуса 6 ампулы ГГ, а поскольку на запуске газа генератора клапан находится в открытом состоянии, то пусковое горючее дальше поступает в газогенератор 3, где соединяясь с воздухом, самовоспламеняется, горит и создает благоприятные условия для сгорания поступающих в камеру IT компонентов топлива (окислителя и горючего). Помимо дренажа газового пузыря через штуцер 5 тубуса ГГ, по мере прохождения далее коллектора 30 по зазору между тубусом и корпусом ампулы смесь воздуха с горючим дренируется через отверстие 18 (см. фиг.3) и дренажный угольник 20 «ДГ1» и подсоединенный трубопровод в общую коробку дренажей (на фиг.1 не показаны). Через отверстие 18а в корпусе тубуса 6 и угольник 16 «ДГ2» дренируется воздух, находящийся в коллекторе 31 и полости П2 между ампулой пускового горючего 7 и отсечным клапаном 9, который через присоединенный трубопровод (на фиг.1 не показан) сбрасывается в общую коробку дренажей. Вышеприведенные мероприятия по дренированию воздушных пузырей, смеси горючего с воздухом направлены на обеспечение однородности и высокого качества поступающего в газогенератор пускового и рабочего горючего, т.е. без воздушных включений, что положительно для горения топливных компонентов без частот и вибраций. Максимальное приближение торца Т профилированного переходника 14 к ампуле с пусковым горючим (зазор h составляет 5 мм) на ее входе, укорочение трубопровода 35 (см. фиг.1) и уменьшение длины 1 штуцера 33 (см. фиг.2) на выходе из корпуса тубуса 6 на ГГ до минимального значения позволяют уменьшить присоединенные объемы, что уменьшает время поступления пускового горючего в газогенератор и интенсифицирует процесс зажигания в нем топливных компонентов.A unitary, one-component starting fuel that ignites on contact with air enters the manifold 32 between the shut-off valve 9 and the housing 8 of the cylinder tube 6 of the GG ampule, and since the valve is in the open state at the start of the generator gas, the starting fuel then goes to the gas generator 3, where it is connected with air, it ignites spontaneously, burns, and creates favorable conditions for the combustion of fuel components (oxidizer and fuel) entering the IT chamber. In addition to the drainage of the gas bubble through the nozzle 5 of the GG tube, as the collector 30 passes through the gap between the tube and the ampoule body, the mixture of air and fuel is drained through the hole 18 (see Fig. 3) and the drainage angle 20 “DG1” and the connected pipeline into the common a box of drains (not shown in FIG. 1). Through the hole 18a in the casing of the tube 6 and the square 16 "DG2" air is drained, which is in the manifold 31 and the cavity P2 between the ampoule of the starting fuel 7 and the shut-off valve 9, which is discharged through the connected pipeline (not shown in Fig. 1) into a common drainage box . The above measures for the drainage of air bubbles, fuel mixtures with air are aimed at ensuring the uniformity and high quality of starting and working fuel entering the gas generator, i.e. without air inclusions, which is positive for the combustion of fuel components without frequencies and vibrations. The maximum approximation of the end face T of the shaped adapter 14 to the ampoule with starting fuel (gap h is 5 mm) at its inlet, shortening of the pipe 35 (see Fig. 1) and reducing the length of 1 fitting 33 (see Fig. 2) at the outlet of the housing tubes 6 on the GG to a minimum value can reduce the attached volumes, which reduces the time of entry of starting fuel into the gas generator and intensifies the process of ignition of fuel components in it.

Сокращение длины двух перегородок 21, а также осевых габаритных размеров мембранных узлов 12 позволили увеличить объем заправляемого в ампулу 7 пускового горючего, который в устройстве увеличен в 1,5-2 раза по сравнению с минимально необходимым для поджига топливных компонентов. Такое увеличение количества пускового горючего положительно сказывается на повышении надежности их зажигания в камере газогенератора.Reducing the length of the two partitions 21, as well as the axial overall dimensions of the membrane assemblies 12, made it possible to increase the amount of starting fuel to be filled into the ampoule 7, which in the device was increased by 1.5–2 times compared with the minimum required for igniting the fuel components. Such an increase in the amount of starting fuel has a positive effect on increasing the reliability of their ignition in the chamber of the gas generator.

Установка рядом с резиновыми кольцами 15 фторопластовых колец 16 исключает разрушение первых и продавливание их в щелевой зазор между тубусом и отсечным клапаном, т.е. повышает надежность работы уплотнений и улучшает герметичность соединений.The installation of fluoropolymer rings 16 near the rubber rings 15 eliminates the destruction of the former and their forcing into the slot gap between the tube and the shut-off valve, i.e. increases the reliability of the seals and improves the tightness of the joints.

Уменьшение проходных сечений отверстий D (см. фиг.4) до необходимого значения позволило снизить диаметральные размеры перегородок 21, корпуса 11, мембранных узлов 12, что в конечном счете привело к уменьшению массы ампулы, тубуса и устройства в целом.The reduction of the bore holes D (see FIG. 4) to the required value allowed to reduce the diametrical dimensions of the partitions 21, the housing 11, the membrane nodes 12, which ultimately led to a decrease in the mass of the ampoule, tube and the device as a whole.

Заправка ампулы пусковым топливом производится в ее вертикальном положении (зона 24) до заправочного устройства 22, затем в полость П1 нагнетается нейтральный газ, который обеспечивает компенсацию объемных изменений пускового горючего в зависимости от температуры окружающей среды и, тем самым, предотвращает разрушение ампулы от изменения внутреннего давления.The ampoule is charged with starting fuel in its vertical position (zone 24) to the refueling device 22, then neutral gas is injected into the cavity P 1 , which compensates for volume changes of the starting fuel depending on the ambient temperature and, thereby, prevents the ampoule from breaking internal pressure.

Применение спиральной пружины 29 с отгибными кольцами повышает надежность работы мембранных узлов после их срабатывания, т.к. обеспечивает удержание поршней 27 в сдвинутом состоянии и постоянство площадей проходных сечений перегородок 34 на входе и выходе ампулы с пусковым горючим.The use of a spiral spring 29 with folding rings increases the reliability of the membrane nodes after they are triggered, because provides for the retention of the pistons 27 in a shifted state and the constancy of the areas of the passage sections of the partitions 34 at the input and output of the ampoule with starting fuel.

Предложенное устройство для химического зажигания компонентов топлива в ЖРД является многократным при использовании его при огневой стендовой отработке ЖРД, т.к. обеспечивает возможность перезарядки новыми ампулами с пусковым горючим после демонтажа отработанных ампул, промывки, продувки полостей и замены уплотнительных колец разового применения.The proposed device for chemical ignition of fuel components in a liquid propellant rocket engine is multiple when it is used in the fire bench testing of liquid propellant rocket engines, because provides the possibility of reloading with new ampoules with starting fuel after dismantling the spent ampoules, flushing, purging the cavities and replacing the O-rings of single use.

Claims (7)

1. Устройство для химического зажигания компонентов топлива в ЖРД, содержащее тубус, выполненный цилиндрическим, в который вставлена цилиндрической формы ампула с пусковым горючим, поджатая ввернутым в корпус тубуса отсечным клапаном и состоящая из корпуса, мембранных узлов на входе и выходе, мембраны которых герметично закреплены по периферии корпуса ампулы с возможностью разрыва их рабочей средой, отличающееся тем, что на входе в тубус установлен профилированный переходник, уменьшающий пустотный объем с воздухом на входе в ампулу до минимального.1. A device for the chemical ignition of fuel components in a liquid propellant rocket engine containing a cylinder made of a cylindrical one, into which an ampoule with a starting fuel is inserted in a cylindrical shape, drawn up by a shut-off valve screwed into the tube body and consisting of a body, membrane units at the inlet and outlet, the membranes of which are hermetically fixed along the periphery of the ampoule body with the possibility of tearing them with a working medium, characterized in that a profiled adapter is installed at the entrance to the tube, which reduces the void volume with air at the entrance to the ampoule to m the least. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус тубуса своим выходом установлен через угольник непосредственно на головке газогенератора.2. The device according to claim 1, characterized in that the housing of the tube with its output is installed through a square directly on the head of the gas generator. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тубус установлен и закреплен на газогенераторе в положении, близком к вертикальному.3. The device according to claim 1, characterized in that the tube is installed and mounted on the gas generator in a position close to vertical. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между пусковой ампулой, отсечным клапаном и тубусом совместно с резиновыми уплотнительными кольцами установлены поддерживающие кольца из фторопласта.4. The device according to claim 1, characterized in that between the starting ampoule, the shut-off valve and the tube, together with the rubber sealing rings, supporting rings of fluoroplastic are installed. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по периферии на входе в ампулу и в корпусе тубуса выполнены дренажные отверстия, а на корпусе тубуса приварены угольники для подсоединения дренажных трубопроводов.5. The device according to claim 1, characterized in that along the periphery at the entrance to the ampoule and in the casing of the tube drainage holes are made, and on the casing of the tube angles are welded to connect the drainage pipelines. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в ампуле с пусковым горючим перегородки с заправочным и сливным устройствами разнесены по длине ампулы и выполнены с минимальными осевыми габаритными размерами и площадью проходных сечений, при этом заправочное устройство установлено на границе зон пускового горючего и подушки инертного газа.6. The device according to claim 1, characterized in that in the ampoule with the starting fuel, the partitions with refueling and drain devices are spaced along the length of the ampoule and are made with minimum axial overall dimensions and the area of the passage sections, while the refueling device is installed on the border of the zones of the starting fuel and inert gas cushions. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в пусковой ампуле мембранные узлы выполнены с минимальными осевыми габаритными размерами, при этом в хвостовиках поршней установлены спиральные пружины с отогнутыми стопорными кольцами. 7. The device according to claim 1, characterized in that in the starting ampoule the membrane assemblies are made with minimum axial overall dimensions, while spiral springs with bent retaining rings are installed in the piston shanks.
RU2012151514/06A 2012-11-30 2012-11-30 Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine RU2509910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151514/06A RU2509910C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151514/06A RU2509910C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2509910C1 true RU2509910C1 (en) 2014-03-20

Family

ID=50279707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012151514/06A RU2509910C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509910C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575239C1 (en) * 2014-10-22 2016-02-20 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid-propellant rocket engine drain system
RU2671449C2 (en) * 2016-12-28 2018-10-31 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Ampoule with starting fuel for ignition of fuel components of liquid fuel rocket engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580589A (en) * 1983-04-14 1986-04-08 Electricite De France Service National Safety device with bursting knife and diaphragm for limiting the pressure of a fluid
FR2671138A1 (en) * 1990-12-28 1992-07-03 Europ Propulsion System for conditioning and igniting a rocket motor
DE4121338A1 (en) * 1991-06-25 1993-01-07 Siegfried Stargard Bi-fuel injector for rocket motor - has diaphragms in buffer vessels coupled to smaller diameter plunger and injection plunger
RU2159353C1 (en) * 1999-03-01 2000-11-20 Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко Starting fuel capsule for ignition of fuel components of liquid-propellant rocket engine
RU2204075C2 (en) * 2000-02-15 2003-05-10 Открытое акционерное общество "Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова" Tube-capsule and valve for bursting its membrane

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580589A (en) * 1983-04-14 1986-04-08 Electricite De France Service National Safety device with bursting knife and diaphragm for limiting the pressure of a fluid
FR2671138A1 (en) * 1990-12-28 1992-07-03 Europ Propulsion System for conditioning and igniting a rocket motor
DE4121338A1 (en) * 1991-06-25 1993-01-07 Siegfried Stargard Bi-fuel injector for rocket motor - has diaphragms in buffer vessels coupled to smaller diameter plunger and injection plunger
RU2159353C1 (en) * 1999-03-01 2000-11-20 Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко Starting fuel capsule for ignition of fuel components of liquid-propellant rocket engine
RU2204075C2 (en) * 2000-02-15 2003-05-10 Открытое акционерное общество "Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова" Tube-capsule and valve for bursting its membrane

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. - М.: Машиностроение, 1989, с.75, рис.4.5). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575239C1 (en) * 2014-10-22 2016-02-20 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid-propellant rocket engine drain system
RU2671449C2 (en) * 2016-12-28 2018-10-31 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Ampoule with starting fuel for ignition of fuel components of liquid fuel rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101545434B (en) Common rail system
CN102042143A (en) Pressure relief valve
RU2509910C1 (en) Device for chemical firing of propellant components in liquid-propellant rocket engine
RU2636357C2 (en) Dual-mode igniter and two-mode method of injection for ignition of rocket engine
RU2016140562A (en) UNIVERSAL IGNITION ROCKET ENGINE
CN109113896B (en) Small plug-in type chemical igniter
US20100064661A1 (en) Injector head of liquid rocket engine
CN108064322B (en) Injector assembly and method of use
RU2429370C1 (en) Burner plate of liquid-propellant rocket engine combustion chambers (lpe)
CN104791133B (en) A kind of automatic fireproof tempering device being applied to Pasty Propellant Rocket Engine
JP2019060340A (en) Injection nozzle for dual fuel engine and dual fuel engine
KR101187592B1 (en) Injector for bipropellant rocket engine having cooling device
RU2159353C1 (en) Starting fuel capsule for ignition of fuel components of liquid-propellant rocket engine
CN110410233A (en) Multicomponent packaged type igniter
JP2010236386A (en) Injector for rocket
US11486336B2 (en) Propulsion device for liquid propellant rocket engine
CN208950727U (en) A kind of small-sized plug-in type chemical ignitor
RU2014110031A (en) COMBUSTION SYSTEM AND TURBINE CONTAINING A DUMPING DEVICE
KR102368542B1 (en) Device for detonation and test device using thereof
RU2298110C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2671449C2 (en) Ampoule with starting fuel for ignition of fuel components of liquid fuel rocket engine
RU2678602C1 (en) Rocket engine for solid fuel for hinder parts separated
Nagao et al. The Modified Fuel Turbopump of 2nd stage engine for H3 launch vehicle
US6497091B1 (en) Hypergolic ignitor assembly
Villemarette et al. 870lbf Reaction Control System Tests using LOx/Ethanol and LOx/Methane at White Sands Test Facility

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner