RU2525787C1 - Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head - Google Patents
Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525787C1 RU2525787C1 RU2013107623/06A RU2013107623A RU2525787C1 RU 2525787 C1 RU2525787 C1 RU 2525787C1 RU 2013107623/06 A RU2013107623/06 A RU 2013107623/06A RU 2013107623 A RU2013107623 A RU 2013107623A RU 2525787 C1 RU2525787 C1 RU 2525787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- tangential
- central
- combustion chamber
- atomiser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании форсуночных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).The invention relates to the field of rocket technology and can be used to create the nozzle heads of the combustion chambers of liquid rocket engines (LRE).
В настоящее время одной из основных проблем при создании ЖРД является получение высокого значения удельного импульса тяги за счет обеспечения предельно высокой полноты сгорания топлива. Полнота сгорания топлива обеспечивается, в том числе, организацией начала смесеобразования непосредственно в полости форсунки.Currently, one of the main problems in creating a rocket engine is to obtain a high specific impulse of thrust by providing extremely high completeness of fuel combustion. The completeness of fuel combustion is provided, inter alia, by the organization of the onset of mixture formation directly in the nozzle cavity.
Известна форсуночная головка камеры сгорания ЖРД замкнутой системы, содержащая корпус и огневое днище с установленными в них форсунками с центральным и тангенциальным каналами. Центральный канал выполнен профилированным с сужающейся входной и расширяющейся выходной частями с образованием в месте их перехода минимального проходного сечения, при этом торец выходного сечения центрального канала форсунки расположен в области тангенциальных каналов, а выходная часть центрального канала образует козырек над тангенциальными каналами (пат.RU № 2231668, заявка № 2003103417/06 от 02.06.2003 г.).Known nozzle head of the combustion chamber of a liquid-propellant rocket engine of a closed system, comprising a housing and a fire plate with nozzles installed in them with central and tangential channels. The central channel is made profiled with a tapering input and expanding output parts with the formation of a minimum passage section at the place of their transition, while the end of the output section of the nozzle central channel is located in the area of the tangential channels, and the output part of the central channel forms a visor above the tangential channels (US Pat. No. 2231668, application No. 2003103417/06 of 02/02/2003).
Данное решение обеспечивает высокую степень смесеобразования на различных режимах работы двигателя за счет обеспечения более равномерного распределения расхода генераторного газа по форсункам и более интенсивного его перемешивания с жидким компонентом в камерах смешения форсунок, но требует выполнения форсунки и, соответственно, форсуночной головки с большой длиной из-за увеличенной камеры смешения.This solution provides a high degree of mixture formation at various engine operating modes by providing a more uniform distribution of the generator gas flow rate over the nozzles and more intensive mixing with the liquid component in the nozzle mixing chambers, but requires an nozzle and, accordingly, nozzle head with a long nozzle length behind the enlarged mixing chamber.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой экономичности работы камеры сгорания и удельного импульса тяги при минимальных осевых габаритах форсуночной головки за счет обеспечения минимальной длины камеры смешения газа и жидкого компонента в форсунке.The objective of the invention is to ensure high efficiency of the combustion chamber and the specific impulse of thrust with minimum axial dimensions of the nozzle head by ensuring the minimum length of the chamber for mixing gas and liquid component in the nozzle.
Указанная задача достигается тем, что в форсуночной головке камеры сгорания ЖРД, содержащей корпус и огневое днище с установленными в них форсунками, имеющими центральный профилированный (с сужающейся входной и расширяющейся выходной частями с образованием в месте их перехода минимального проходного сечения) и тангенциальный каналы, согласно изобретению торец выходного сечения расширяющейся части центрального канала форсунки расположен перед отверстиями тангенциального канала форсунки, а уступ h между центральным и тангенциальным каналами находится в диапазоне 0-20% d, где d - диаметр тангенциального канала форсунки.This task is achieved by the fact that in the nozzle head of the LRE combustion chamber containing the body and the firing base with nozzles installed in them having a central profiled (with tapering inlet and expanding outlet parts with the formation of a minimum passage section at the point of their transition) and tangential channels, according to According to the invention, the end section of the outlet section of the expanding part of the central channel of the nozzle is located in front of the holes of the tangential channel of the nozzle, and the step h between the central and tangential the analogs is in the range 0-20% d, where d is the diameter of the tangential channel of the nozzle.
Нижний предел указанного соотношения выбран исходя из того, что он обеспечивает наиболее раннее взаимодействие газа и жидкого компонента в камере смешения форсунки и, соответственно, ее минимальную длину. Однако при этом может быть не обеспечено надежное охлаждение тангенциального канала форсунки.The lower limit of this ratio is chosen based on the fact that it provides the earliest interaction of the gas and the liquid component in the mixing chamber of the nozzle and, accordingly, its minimum length. However, reliable cooling of the tangential channel of the nozzle may not be ensured.
Верхний предел указанного соотношения выбран исходя из того, что при его дальнейшем увеличении происходит значительный рост габаритных размеров форсунки и, соответственно, форсуночной головки.The upper limit of the specified ratio is selected based on the fact that with its further increase there is a significant increase in the overall dimensions of the nozzle and, accordingly, the nozzle head.
Сущность предложенного изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан осевой разрез предложенной форсуночной головки камеры сгорания ЖРД, на фиг.2 - осевой разрез форсунки.The essence of the proposed invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows an axial section of the proposed nozzle head of the combustion chamber of the rocket engine, figure 2 is an axial section of a nozzle.
Основными элементами предложенной форсуночной головки являются:The main elements of the proposed nozzle head are:
1 - корпус;1 - housing;
2 - огневое днище;2 - fire bottom;
3 - форсунка;3 - nozzle;
4 - цилиндр;4 - cylinder;
5 - цилиндр;5 - cylinder;
6 - полость окислителя;6 - cavity of the oxidizing agent;
7 - полость горючего;7 - a cavity of fuel;
8 - центральный канал;8 - the central channel;
9 - отверстия тангенциального канала;9 - openings of the tangential channel;
10 - камера смешения;10 - mixing chamber;
11 - сужающаяся входная часть;11 - tapering inlet;
12 - минимальное проходное сечение;12 - minimum flow area;
13 - расширяющаяся часть;13 - expanding part;
14 - торец выходного сечения;14 - end face of the output section;
h - уступ между центральным и тангенциальным каналами;h - ledge between the central and tangential channels;
d - диаметр тангенциального канала форсунки.d is the diameter of the tangential channel of the nozzle.
Форсуночная головка представляет собой паяно-сварную конструкцию, содержащую корпус 1 с огневым днищем 2, в которых установлены форсунки 3, состоящие из полых цилиндров 4 и 5. В корпусе 1 с входной стороны выполнена полость окислителя 6, а с другой между днищем корпуса 1 и огневым днищем 2 выполнена полость горючего 7.The nozzle head is a brazed-welded structure comprising a
В форсунках 3 выполнены центральный 8 и тангенциальные каналы 9, соединяющие полости компонентов с полостью камеры смешения 10, образованной в месте перехода цилиндра 4 в цилиндр 5. Центральный канал 8 форсунки 3 выполнен профилированным с сужающейся входной частью 11, минимальным проходным сечением 12 и расширяющейся частью 13. Торец 14 выходного сечения расширяющейся части центрального канала форсунки расположен перед отверстиями 9 тангенциального канала форсунки.In the
Предложенная форсуночная головка работает следующим образом.The proposed nozzle head operates as follows.
В полость блока окислителя 6, расположенную в корпусе 1, подается окислительный генераторный газ и распределяется по форсункам 3. Генераторный газ, пройдя через минимальное проходное сечение 12, принудительно расширяется и поступает и камеру смешения 10 форсунки 3. В полость камеры смешения 10 форсунки 3 горючее поступает через тангенциальные каналы 9, расположенные за торцом 14 выходного сечения центрального канала 8, и образует тонкую пленку жидкости, прижатую к стенке форсунки 3 центробежными силами. Окислительный генераторный газ в камере смешения 10 взаимодействует с кольцевой пеленой горючего внутри форсунки 3. Благодаря тому, что торец 14 выходного сечения расширяющейся части центрального канала форсунки расположен перед отверстиями 9 тангенциального канала форсунки, а уступ между центральным и тангенциальным каналами выполнен минимально необходимым, обеспечивается более интенсивное взаимодействие окислительного генераторного газа и горючего, а также меньший линейный габарит форсуночной головки и, соответственно, минимальная масса и габариты камеры, но сравнению с форсункой, имеющей козырек над тангенциальными каналами, образованный выходной частью центрального канала.In the cavity of the
Выполнение выходного сечения расширяющейся части центрального канала форсунки перед отверстиями тангенциального канала форсунки и уступа между центральным и тангенциальным каналами с указанными геометрическими размерами позволит обеспечить наиболее полное перемешивание компонентов, получить качественное смесеобразование, увеличить значение удельного импульса тяги ЖРД и уменьшить осевых габариты форсуночной головки и камеры.The execution of the output section of the expanding part of the central nozzle channel in front of the holes of the tangential channel of the nozzle and the ledge between the central and tangential channels with the indicated geometric dimensions will allow for the most complete mixing of the components, obtain high-quality mixture formation, increase the specific thrust impulse of the rocket engine and reduce the axial dimensions of the nozzle head and chamber.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013107623/06A RU2525787C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013107623/06A RU2525787C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2525787C1 true RU2525787C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013107623/06A RU2525787C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525787C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679047C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Владимир Викторович Черниченко | Jet centrifugal sprayer |
RU2679046C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Владимир Викторович Черниченко | Injector head of the lre chamber |
RU2679049C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Валерий Александрович Чернышов | Jet centrifugal sprayer |
RU2679073C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Валерий Александрович Чернышов | Injector head of the lre chamber |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5899388A (en) * | 1993-11-03 | 1999-05-04 | Societe Europeenne De Propulsion | Injection system and an associated tricoaxial element |
RU2192555C2 (en) * | 2000-06-22 | 2002-11-10 | Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения | Chamber of liquid propellant thruster |
RU2231668C1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики | Liquid propellant rocket engine combustion chamber injector assembly |
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) |
EP1022455B1 (en) * | 1999-01-21 | 2009-01-14 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "NPO Energomash Imeni Akademika V.P. Glushko" | Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing |
-
2013
- 2013-02-20 RU RU2013107623/06A patent/RU2525787C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5899388A (en) * | 1993-11-03 | 1999-05-04 | Societe Europeenne De Propulsion | Injection system and an associated tricoaxial element |
EP1022455B1 (en) * | 1999-01-21 | 2009-01-14 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "NPO Energomash Imeni Akademika V.P. Glushko" | Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing |
RU2192555C2 (en) * | 2000-06-22 | 2002-11-10 | Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения | Chamber of liquid propellant thruster |
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) |
RU2231668C1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики | Liquid propellant rocket engine combustion chamber injector assembly |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679047C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Владимир Викторович Черниченко | Jet centrifugal sprayer |
RU2679046C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Владимир Викторович Черниченко | Injector head of the lre chamber |
RU2679049C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Валерий Александрович Чернышов | Jet centrifugal sprayer |
RU2679073C1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-02-05 | Валерий Александрович Чернышов | Injector head of the lre chamber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2525787C1 (en) | Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head | |
RU2345238C1 (en) | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber | |
RU2291976C1 (en) | Mixing head of chamber of liquid rocket engine | |
RU2291975C1 (en) | Mixing head of chamber of liquid rocket engine | |
RU2517940C2 (en) | Jet engine composed by set of jet engines | |
RU2298729C1 (en) | Jet nozzle | |
RU2658160C1 (en) | Lpe combustion chamber mixing head | |
RU2392477C1 (en) | Liquid-propellant engine annular chamber | |
RU2231668C1 (en) | Liquid propellant rocket engine combustion chamber injector assembly | |
RU2679046C1 (en) | Injector head of the lre chamber | |
RU2679073C1 (en) | Injector head of the lre chamber | |
RU2587510C1 (en) | Gas generator | |
RU2461728C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2679047C1 (en) | Jet centrifugal sprayer | |
RU2679049C1 (en) | Jet centrifugal sprayer | |
RU2517971C1 (en) | Nozzle-free solid-propellant rocket engine | |
RU2388925C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber | |
RU2698171C1 (en) | Liquid-propellant engines chamber mixing head | |
RU2570991C1 (en) | STAROVEROV'S ROCKET ENGINE-13a | |
RU2654292C2 (en) | Method of work of air-jet engine and device for its implementation (options) | |
RU2480609C1 (en) | Coaxial spray injector | |
RU2480606C1 (en) | Liquid-propellant engine | |
RU2705921C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2705924C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2497011C1 (en) | Coaxial spray atomiser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |