RU2556091C1 - Liquid-propellant engine - Google Patents

Liquid-propellant engine Download PDF

Info

Publication number
RU2556091C1
RU2556091C1 RU2014123789/06A RU2014123789A RU2556091C1 RU 2556091 C1 RU2556091 C1 RU 2556091C1 RU 2014123789/06 A RU2014123789/06 A RU 2014123789/06A RU 2014123789 A RU2014123789 A RU 2014123789A RU 2556091 C1 RU2556091 C1 RU 2556091C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
pipeline
fuel drain
drain line
chamber
Prior art date
Application number
RU2014123789/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Кузнецов
Дмитрий Валерьевич Солдатов
Александр Сергеевич Туников
Сергей Владимирович Чембарцев
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 RU2014123789/06A priority Critical patent/RU2556091C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2556091C1 publication Critical patent/RU2556091C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to liquid-propellant engines (LPE) and can be used at their bench fire development for improvement of operating reliability of a combustion chamber. LPE containing a frame, components, consumption manifolds, a chamber that includes fuel manifolds on a nozzle and a cylindrical part, a pipeline for fuel transfer between manifolds with a fuel drain valve installed in it, in which, according to the invention, in the pipeline for fuel transfer between manifolds in front of the fuel drain valve there installed is a T-piece, to the threaded nozzle of which there connected is a fuel drain line consisting of a transition piece, a pipeline and a reusable start and cutoff valve fixed on the frame tie member, between the transition piece and the pipeline of the fuel drain line there installed is an eccentric compensator, in a detachable connection between the pipeline and the reusable start and cutoff valve of the fuel drain line there installed is a turning flange, and attachment clamps of the reusable start and cutoff valve to the frame tie member are adjustable. The pipeline of the fuel drain line has a compensation bend.
EFFECT: improving reliability and duration of operation of the chamber due to excluding the occurrence of a coke-shaped film on the inner cover of the chamber on the side of the cooling circuit during several cutoffs of the engine at shutdown.
4 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) и может быть использовано при их огневой стендовой отработке для повышения надежности работы камеры сгорания.The invention relates to liquid-propellant rocket engines (LRE) and can be used with their fire bench testing to improve the reliability of the combustion chamber.

Известен жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) F-1, разработанный фирмой «Рокетдайн» для первой ступени РН «Сатурн-5», в которой горючее-керосин отдельно по двум трубопроводам направляется в камеру. На каждом их них установлены главные пуско-отсечные клапаны.Known liquid rocket engine (LRE) F-1, developed by the company "Rocketdain" for the first stage of the rocket "Saturn-5", in which the fuel-kerosene separately through two pipelines is sent to the chamber. On each of them the main start-shut-off valves are installed.

Наружное охлаждение камеры осуществляется горючим (70% общего расхода), которое поступает в охлаждающий тракт возле смесительной головки. По наружным трубкам горючее течет в сторону сопла, а по внутренним - возвращается к головке («Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г., под редакцией профессора Г.Г. Гахуна, стр. 86-88).External cooling of the chamber is carried out by fuel (70% of the total flow rate), which enters the cooling path near the mixing head. Fuel flows through the outer tubes toward the nozzle, and through the inner tubes it returns to the head (Design and Design of Liquid Rocket Engines, Moscow, Mechanical Engineering, 1989, edited by Professor G.G. Gakhun, p. 86 -88).

В известном ЖРД в случае его многократного включения и выключения на стенках внутренних трубок сопла возможно образование коксообразной пленки из различных фракций перегретого керосина, что может привести к нарушению теплообмена в охлаждающем тракте камеры и аварийному исходу огневого испытания. То есть недостатком аналога является незащищенность камеры от перегрева внутренних трубок сопла при многократном выключении двигателя на останове.In the known rocket engine, if it is repeatedly turned on and off on the walls of the inner tubes of the nozzle, the formation of a coke-like film from various fractions of superheated kerosene, which can lead to disruption of heat transfer in the cooling tract of the chamber and an emergency outcome of the fire test. That is, the disadvantage of the analogue is the insecurity of the camera from overheating of the nozzle inner tubes when the engine is turned off repeatedly at a stop.

Известен жидкостный ракетный двигатель РД-107 первой ступени космической ракеты «Восток», работающий на топливных компонентах: кислород + керосин по открытой схеме. Внутреннее и внешнее охлаждение камеры двигателя осуществлено при помощи керосина, подаваемого в головку камеры и коллекторы на ее сопле («Жидкостные ракетные двигатели», г. Москва, «Машиностроение», 1968 г., под редакцией М.В. Добровольского, стр. 257).Known liquid rocket engine RD-107 of the first stage of the Vostok space rocket operating on fuel components: oxygen + kerosene in an open circuit. Internal and external cooling of the engine chamber was carried out using kerosene supplied to the head of the chamber and the collectors on its nozzle (Liquid Rocket Engines, Moscow, Mechanical Engineering, 1968, edited by MV Dobrovolsky, p. 257 )

Известный ЖРД был разработан во времена расцвета в развитии отечественной космонавтики и ракетного двигателестроения, когда на отработку ОКР по его созданию предусматривалось сравнительно большое количество доводочных стендовых двигателей, и вопрос остро не стоял об экономии материальной части, а также о совмещении различных видов испытаний и задач на ограниченном количестве двигателей. В данном двигателе отсутствует устройство слива горючего из тракта охлаждения камеры, обеспечивающее ее надежную работу на останове в случае многократных пусков на стенде, и двигатель не был рассчитан на работу в течение нескольких тысяч секунд.The well-known liquid-propellant rocket engine was developed during the heyday of the development of domestic space exploration and rocket engine building, when a relatively large number of development bench engines were envisaged for the development of R&D for its creation, and the question was not acute about saving material parts, as well as about combining various types of tests and tasks for limited number of engines. In this engine, there is no device for draining fuel from the cooling channel of the chamber, ensuring its reliable operation at a stop in case of multiple starts at the stand, and the engine was not designed to work for several thousand seconds.

Таким образом, недостатком этого аналога является ограниченность его работы по времени.Thus, the disadvantage of this analogue is its limited time.

Известен жидкостный ракетный двигатель с дожиганием генераторного газа, в камере которого продукты газогенерации и жидкого горючего (керосина) преобразуются в высокотемпературные продукты и создают реактивную тягу при истечении их из сопла («14Д23.00-00.000 ТО Двигатель. Техническое описание, разработки ОАО КБХА, г. Воронеж, стр. 27, 30» - прототип).Known liquid rocket engine with afterburning of the generator gas, in the chamber of which the products of gas generation and liquid fuel (kerosene) are converted into high-temperature products and create reactive thrust when they expire from the nozzle ("14D23.00-00.000 Engine. Technical description, developed by JSC KBHA, Voronezh, pp. 27, 30 "- prototype).

Камера данного ЖРД (см. фиг. 1) представляет собой неразъемную паяносварную конструкцию и состоит из смесительной головки 2 с газоводом 1, камеры сгорания 3, верхнего сопла 5, нижнего сопла 6, бандажа с цапфами 4.The chamber of this rocket engine (see Fig. 1) is an integral solder-welded construction and consists of a mixing head 2 with a gas duct 1, a combustion chamber 3, an upper nozzle 5, a lower nozzle 6, a bandage with trunnions 4.

Горючее в тракт охлаждения 7 камеры подводится через коллектор 8 (см. фиг. 2). Развернувшись у среза сопла, оно поступает к коллектору 9 на сопле и далее по трубе 11, клапану 12 проходит к коллектору 10 на смесительной головке.Fuel in the cooling path 7 of the chamber is supplied through the collector 8 (see Fig. 2). Having turned around at the nozzle exit, it enters the manifold 9 on the nozzle and then through the pipe 11, valve 12 passes to the manifold 10 on the mixing head.

При опытно-конструкторской отработке известного ЖРД в связи с высокой стоимостью материальной части и ограниченным количеством двигателей для нее возникла необходимость в увеличении количества пусков двигателя и решаемых задач при огневых стендовых испытаниях: отработка запуска и останова, обеспечение надежности при воздействии различных факторов окружающей среды, вибрации и т.д.During the experimental development of the well-known liquid propellant rocket engine due to the high cost of the material part and the limited number of engines, it became necessary to increase the number of engine starts and the tasks to be solved during fire bench tests: testing start and stop, ensuring reliability under the influence of various environmental factors, vibration etc.

Однако после двух-трех пусков двигателя стенки некоторых его камер прогорали и теряли целостность. Причиной данного явления явилось следующее: резкое уменьшение расхода горючего в тракте охлаждения разогретой камеры при останове приводило к перегреву керосина, в результате чего на стенке внутренней оболочки камеры образовалась тончайшая пленка из спекшихся маслянистых фракций керосина, т.е. так называемый «кокс», которая вызывала резкое уменьшение коэффициента теплопроводности, ухудшение охлаждения и повышение температуры материала конструкции выше допустимой.However, after two or three engine starts, the walls of some of its chambers burned out and lost their integrity. The reason for this phenomenon was the following: a sharp decrease in fuel consumption in the cooling path of the heated chamber during shutdown led to kerosene overheating, as a result of which a thinnest film of sintered oily fractions of kerosene was formed on the wall of the inner shell of the chamber, i.e. the so-called "coke", which caused a sharp decrease in the coefficient of thermal conductivity, deterioration in cooling and an increase in the temperature of the material of construction above the permissible.

Таким образом, недостатком ЖРД - прототипа является ограниченность по количеству безаварийных пусков (≈ 2÷3) и времени наработки (≈ 300÷600с) вследствие ненадежного охлаждения его камеры.Thus, the disadvantage of the LRE - prototype is the limited number of accident-free launches (≈ 2 ÷ 3) and the operating time (≈ 300 ÷ 600 s) due to unreliable cooling of its chamber.

Задачами предлагаемого ЖРД с устройством для слива горючего из тракта охлаждения камеры ЖРД являются следующие:The objectives of the proposed LRE with a device for draining fuel from the cooling path of the LRE chamber are the following:

- повышение надежности и продолжительности работы камеры за счет исключения появления коксообразной пленки на внутренней оболочке камеры со стороны охлаждающего тракта во время нескольких выключений двигателя на останове;- improving the reliability and duration of the camera by eliminating the appearance of a coke-like film on the inner shell of the camera from the cooling path during several engine shutdowns at a stop;

- увеличение количества пусков ЖРД при огневых стендовых испытаниях за счет организации слива горючего из трубы переброса в стендовую емкость;- an increase in the number of rocket launcher launches during firing bench tests due to the organization of the discharge of fuel from the transfer pipe into the bench container;

- увеличение многократности использования ДСЕ магистрали слива горючего и пуско-отсечных клапанов на нескольких ЖРД за счет их повторной установки;- the increase in the frequency of use of the DSE of the fuel drain and start-shut-off valves on several rocket engines due to their re-installation;

- обеспечение постоянства координат стыковочного фланца пуско-отсечного клапана в месте соединения со стендовой магистралью;- ensuring the constant coordinates of the connecting flange of the start-shut-off valve at the junction with the bench line;

- повышение надежности резьбового штуцера на тройнике трубы переброса горючего на камере.- improving the reliability of the threaded fitting on the tee of the transfer pipe on the camera.

Поставленные задачи достигаются тем, что в предлагаемом ЖРД, содержащем раму, агрегаты, расходные магистрали, камеру, которая включает коллекторы горючего на сопле и цилиндрической части, трубопровод переброса горючего между коллекторами с установленным в нем клапаном слива горючего, в котором согласно изобретению в трубопроводе переброса горючего между коллекторами перед клапаном слива горючего установлен тройник, к резьбовому штуцеру которого пристыкована магистраль слива горючего, состоящая из переходника, трубопровода и пуско-отсечного многоразового клапана, закрепленного на растяжке рамы, между переходником и трубопроводом магистрали слива горючего установлен эксцентриковый компенсатор, в разъемном соединении между трубопроводом и пуско-отсечным многоразовым клапаном магистрали слива горючего установлен поворотный фланец, а хомуты крепления пуско-отсечного многоразового клапана к растяжке рамы выполнены регулируемыми, при этом трубопровод магистрали слива горючего выполнен с компенсационным изгибом.The tasks are achieved by the fact that in the proposed LRE containing a frame, assemblies, supply lines, a chamber that includes fuel manifolds on a nozzle and a cylindrical part, a fuel transfer pipe between collectors with a fuel drain valve installed in it, in which, according to the invention, in a transfer pipe between the manifolds, a tee is installed in front of the fuel drain valve, to the threaded fitting of which a fuel drain line is connected, consisting of an adapter, a pipeline and a start-up an eccentric compensator is installed between the adapter and the pipeline of the fuel drain line, a rotary flange is installed in the detachable connection between the pipeline and the start-shut-off reusable valve of the fuel drain line, and the clamps for attaching the start-shut-off reusable valve to the frame extension are made adjustable, while the pipeline fuel drain is made with a compensation bend.

Предлагаемое изобретение поясняется эскизами.The invention is illustrated by sketches.

На фиг. 1 представлено изображение конструкции камеры ЖРД - прототипа, где:In FIG. 1 presents an image of the design of the chamber of the rocket engine - prototype, where:

1 - газовод;1 - gas duct;

2 - смесительная головка;2 - mixing head;

3 - камера сгорания;3 - combustion chamber;

4 - цапфа;4 - axle;

5 - верхнее сопло;5 - upper nozzle;

6 - нижнее сопло.6 - lower nozzle.

На фиг. 2 приведены схемы охлаждающего тракта камеры ЖРД - прототипа, где:In FIG. 2 shows a diagram of the cooling path of the LRE chamber of the prototype, where:

3а - цилиндрическая часть камеры сгорания;3a - the cylindrical part of the combustion chamber;

7 - тракт охлаждения камеры;7 - channel cooling chamber;

8, 9, 10 - коллекторы горючего;8, 9, 10 - fuel collectors;

11 - труба переброса горючего;11 - fuel transfer pipe;

12 - клапан слива горючего.12 - fuel drain valve.

На фиг. 3 показан главный вид предлагаемого ЖРД с дожиганием генераторного газа, где:In FIG. 3 shows the main view of the proposed LRE with afterburning of the generator gas, where:

13 - рама;13 - frame;

14 - агрегаты;14 - units;

15 - расходные магистрали;15 - supply lines;

16 - камера;16 - camera;

16а - турбонасосный агрегат (ТНА);16a - turbopump unit (TNA);

17 - жидкостный ракетный двигатель;17 - liquid rocket engine;

А - выносной элемент с магистралью слива горючего из тракта охлаждения камеры на стенд.A - a remote element with a fuel drain line from the chamber cooling path to the stand.

На фиг. 4 приведена монтажная схема устройства для слива горючего из тракта охлаждения камеры предлагаемого ЖРД, где:In FIG. 4 shows a wiring diagram of a device for draining fuel from the cooling path of the chamber of the proposed LRE, where:

18 - тройник;18 - tee;

19 - резьбовой штуцер;19 - threaded fitting;

20 - магистраль слива горючего;20 - fuel drain line;

21 - переходник;21 - adapter;

22 - эксцентриковый компенсатор;22 - eccentric compensator;

23 - трубопровод;23 - pipeline;

24 - пуско-отсечной многоразовый клапан.24 - start-shut-off reusable valve.

На фиг. 5 изображена магистраль для слива горючего из тракта охлаждения камеры ЖРД, где:In FIG. 5 shows a highway for draining fuel from the cooling path of the rocket engine chamber, where:

25, 26 - регулируемые хомуты,25, 26 - adjustable clamps,

27 - стержень рамы;27 - the core of the frame;

28 - компенсационный изгиб трубопровода.28 - compensation bending of the pipeline.

На фиг. 6 приведено сечение разъемного соединения переходника магистрали слива со штуцером тройника трубы переброса горючего камеры, где:In FIG. 6 shows a cross-section of the detachable connection of the drain line adapter with the fitting of the tee of the transfer pipe of the combustible chamber, where:

29 - плоская медная уплотнительная прокладка;29 - flat copper sealing gasket;

30 - гайка накидная.30 - flare nut.

На фиг. 7 изображено соединение компенсатора с переходником и трубопроводом магистрали слива, где:In FIG. 7 shows the connection of the compensator with the adapter and the pipeline of the drain line, where:

31 - подкладные кольца;31 - backing rings;

L - длина компенсатора;L is the length of the compensator;

E - эксцентриситет компенсатора;E is the eccentricity of the compensator;

Figure 00000001
- сварные швы.
Figure 00000001
- welds.

На фиг. 8 представлен разрез разъемного соединения трубопровода магистрали слива горючего с пуско-отсечным многоразовым клапаном, где:In FIG. 8 shows a section of a detachable connection of a pipeline of a fuel drain line with a start-shut-off reusable valve, where:

32 - ниппель трубопровода 20 в месте стыка его с пуско-отсечным многоразовым клапаном 24;32 - the nipple of the pipeline 20 at the junction of it with the start-shut-off reusable valve 24;

33 - стыковочный фланец пуско-отсечного многоразового клапана 24;33 - connecting flange of the start-shut-off reusable valve 24;

34 - поворотный фланец;34 - rotary flange;

35 - плоская медная уплотнительная прокладка;35 - flat copper sealing gasket;

36 - болт;36 - a bolt;

37 - гайка;37 - a nut;

38 - шайба.38 - washer.

На фиг. 9 показано крепление пуско-отсечного многоразового клапана на стержне рамы при помощи регулируемых хомутов, где:In FIG. 9 shows the mounting of the start-shut-off reusable valve on the frame rod using adjustable clamps, where:

Y - координата стыковочного фланца пуско-отсечного многоразового клапана;Y - coordinate of the connecting flange of the start-shut-off reusable valve;

39, 40, 41, 42 - стойки хомутов.39, 40, 41, 42 - rack clamps.

На фиг. 10 приведено сечение Д-Д по сопрягаемым стойкам хомута (см. фиг. 9).In FIG. 10 shows a section DD on mating struts of the clamp (see Fig. 9).

На фиг. 11 представлена монтажная схема камеры двигателя исполнения ЛКИ с заглушкой на резьбовом штуцере 19 тройника трубы переброса горючего, где:In FIG. 11 shows a wiring diagram of an LCI engine chamber with a plug on a threaded fitting 19 of a fuel transfer pipe tee, where:

Ε - выносной элемент соединения заглушки с резьбовым штуцером.Ε - remote element connecting the plug with a threaded fitting.

На фиг. 12 показано сечение по выносному элементу Ε соединения штуцера 19 с заглушкой (см. фиг. 11), где:In FIG. 12 shows a cross-section through the extension element Ε of the connection of the fitting 19 with the plug (see Fig. 11), where:

43 - заглушка;43 - a stub;

44 - накидная гайка;44 - union nut;

45 - плоская медная уплотнительная прокладка;45 - flat copper sealing gasket;

46 - стопорное кольцо;46 - a lock ring;

47 - контровочная проволока;47 - safety wire;

48 - пломба.48 - seal.

Жидкостный ракетный двигатель 17 (см. фиг. 3) содержит раму 13, агрегаты 14, расходные магистрали 15, камеру 16, которая включает коллекторы 8, 9 на сопле и 10 на цилиндрической части 3а (см. фиг. 2).A liquid-propellant rocket engine 17 (see FIG. 3) comprises a frame 13, aggregates 14, consumable lines 15, a chamber 16, which includes collectors 8, 9 on the nozzle and 10 on the cylindrical part 3a (see FIG. 2).

Коллекторы 9 и 10 камеры соединены между собой трубой 11 переброса горючего, содержащей клапан слива горючего 12, а также тройник 18 (см. фиг. 4) с резьбовым штуцером 19. К резьбовому штуцеру 19 тройника пристыкована магистраль слива горючего 20, которая содержит переходник 21, эксцентриковый компенсатор 22, трубопровод 23 и пуско-отсечной многоразовый клапан 24 (см. фиг. 4, 5), закрепленный при помощи регулируемых хомутов 25, 26 на стержне 27 рамы 13 двигателя 17.The manifolds 9 and 10 of the chamber are interconnected by a fuel transfer pipe 11 containing a fuel drain valve 12, as well as a tee 18 (see Fig. 4) with a threaded fitting 19. A fuel drain 20, which contains an adapter 21, is connected to the threaded fitting 19 of the tee. , an eccentric compensator 22, a pipe 23 and a reusable shut-off valve 24 (see Fig. 4, 5), fixed with adjustable clamps 25, 26 on the shaft 27 of the frame 13 of the engine 17.

Соединение переходника 21 с резьбовым штуцером 19 произведено через плоскую медную уплотнительную прокладку 29 при помощи накидной гайки 30 (фиг. 6).The adapter 21 is connected to the threaded fitting 19 through a flat copper sealing gasket 29 using a union nut 30 (Fig. 6).

Соединение переходника 21 с трубопроводом 23 выполнено через эксцентриковый компенсатор 22 (фиг. 7) при помощи сварных швов

Figure 00000002
по стыкам с установкой подкладных колец 31, предотвращающих проплавы и уменьшение проходного сечения магистрали горючего.The connection of the adapter 21 with the pipe 23 is made through an eccentric compensator 22 (Fig. 7) using welds
Figure 00000002
at the joints with the installation of washer rings 31, preventing penetration and reducing the flow area of the fuel line.

Соединение трубопровода 23 с пуско-отсечным многоразовым клапаном 24 (фиг. 8) выполнено разъемным через плоскую медную прокладку 35 при помощи поворотного фланца 34 и крепежных элементов: болтов 36, гаек 37 и шайб 38 (см. фиг. 8).The connection of the pipeline 23 with the start-and-shut-off reusable valve 24 (Fig. 8) is made detachable through a flat copper gasket 35 using a rotary flange 34 and fasteners: bolts 36, nuts 37 and washers 38 (see Fig. 8).

Стойки 41 и 42 хомута 26 имеют в сечении Д-Д профиль швеллера и соединены между собой при помощи сварного шва

Figure 00000003
(фиг. 10).Racks 41 and 42 of the clamp 26 have a channel profile in the DD section and are interconnected by a weld
Figure 00000003
(Fig. 10).

Конструкция хомутов позволяет компенсировать погрешности в изготовлении рамы 13, расположении ДСЕ магистрали слива горючего и обеспечить заданные координаты стыковочного фланца на выходе из пуско-отсечного многоразового клапана 24.The design of the clamps allows you to compensate for errors in the manufacture of the frame 13, the location of the DSE of the fuel drain line and provide the specified coordinates of the docking flange at the outlet of the start-shut-off reusable valve 24.

ЖРД с устройством для слива горючего из тракта охлаждения камеры работает следующим образом.LRE with a device for draining fuel from the cooling channel of the chamber operates as follows.

При выключении на останове двигателя на стенде после огневого испытания давление горючего за насосом турбонасосного агрегата 16а (см. фиг. 3) и в тракте охлаждения камеры 7 постепенно уменьшается. Это приводит к закрытию клапана слива горючего 12 в трубе 11 переброса горючего. Одновременно происходит открытие пуско-отсечного многоразового клапана 24 в магистрали слива горючего 20. Горючее под остаточным давлением из трубы 11 переброса поступает через ДСЕ магистрали слива горючего 20 и пуско-отсечной многоразовый клапан 24 в стендовую магистраль и емкость стенда (не показаны). Под воздействием текущего расхода горючего в тракте охлаждения камеры 7 происходит охлаждение последней. При этом перегрева горючего не происходит, а значит, и образования пленки из коксообразных отложений - тоже, целостность камеры 16 обеспечивается, прогаров ее не наблюдается.When you turn off at the engine stop at the stand after the fire test, the fuel pressure behind the pump of the turbopump unit 16a (see Fig. 3) and in the cooling path of the chamber 7 gradually decreases. This leads to the closure of the fuel drain valve 12 in the fuel transfer pipe 11. At the same time, the start-shut-off reusable valve 24 opens in the fuel drain line 20. Fuel under residual pressure from the transfer pipe 11 enters through the DSE of the fuel drain line 20 and the start-shut-off reusable valve 24 into the bench line and stand capacity (not shown). Under the influence of the current fuel consumption in the cooling path of the chamber 7, the latter is cooled. At the same time, overheating of the fuel does not occur, which means that the film is also formed from coke-like deposits, too, the integrity of the chamber 16 is ensured, and no burnouts are observed.

Количество пусков двигателя на стенде увеличивается с 2÷3 до 6÷7 и более, а наработка - с 300-500 с до 3000-4000 с, т.е. практически в 10 раз. Известно, что время наработки двигателя является одним из важнейших показателей его надежности.The number of engine starts at the stand increases from 2 ÷ 3 to 6 ÷ 7 or more, and the operating time - from 300-500 s to 3000-4000 s, i.e. almost 10 times. It is known that the operating time of the engine is one of the most important indicators of its reliability.

При разработке конструкции устройства слива горючего из тракта охлаждения камеры ЖРД также были решены и другие задачи.In developing the design of a device for draining fuel from the cooling channel of the LRE chamber, other problems were also solved.

Одной из них является многоразовое использование ДСЕ магистрали слива горючего 20 и пуско-отсечного многоразового клапана 24 на нескольких двигателях путем их повторной установки. С этой целью помимо разъемного соединения переходника 21 с резьбовым штуцером 19 тройника 18 трубы переброса 11 между переходником 21 и трубопроводом 23 установлен эксцентриковый компенсатор 22, хомуты 25 и 26 выполнены регулируемыми. По эксцентриковому компенсатору 22 производится разрезка при повторной установке материальной части с одного двигателя на другой. При этом восстанавливаются стыковочные места на переходнике 21 и трубопроводе 23 или производится замена их наконечников.One of them is the reusable use of the DSE of the fuel drain line 20 and the start-shut-off reusable valve 24 on several engines by reinstalling them. For this purpose, in addition to the detachable connection of the adapter 21 with the threaded fitting 19 of the tee 18 of the transfer pipe 11, an eccentric compensator 22 is installed between the adapter 21 and the pipe 23, the clamps 25 and 26 are adjustable. The eccentric compensator 22 is cut when re-installing the material from one engine to another. In this case, the docking places on the adapter 21 and the pipeline 23 are restored or their tips are replaced.

При повторной установке ДСЕ магистрали слива горючего 17 и пуско-отсечного многоразового клапана 24 на раме 13 двигателя 17 заменяют плоские медные уплотнительные прокладки 26, 32 в ее разъемных соединениях Б, В, Г (см. фиг. 4).When reinstalling the DSE of the fuel drain line 17 and the start-shut-off reusable valve 24 on the frame 13 of the engine 17, replace the flat copper gaskets 26, 32 in its detachable connections B, C, D (see Fig. 4).

Другой задачей, решенной данным техническим устройством, является обеспечение постоянства координат стыковочного фланца 33 на выходе из пуско-отсечного многоразового клапана 24 (см. фиг. 5 и фиг. 9) в месте соединения со стендовой трубой (не показана). При повторной установке ДСЕ и пуско-отсечного многоразового клапана 24 магистрали слива горючего 20 на другой двигатель в связи с отклонениями в расположении резьбового штуцера 19 на тройнике 18 трубы переброса горючего 11 и стержня 27 рамы 13 выдержать координаты стыковочного фланца 33 на выходе из пуско-отсечного многоразового клапана 24 не представляется возможным. Поэтому для компенсации этих отклонений хомуты 25 и 26 крепления пуско-отсечного многоразового клапана 24 выполнены регулируемыми по высоте и ширине их стоек 39, 40, 41, 42, в трубопроводе 23 фланец 34 является поворотным вокруг ниппеля 32, а между переходником 21 и трубопроводом 23 установлен эксцентриковый компенсатор 22, который подгоняется по длине «L» и эксцентриситету «Е» с учетом фактического расположения ДСЕ. Для обеспечения постоянства вышеупомянутых координат X и Y выходного стыковочного фланца 33 пуско-отсечного многоразового клапана 24 потребовалось также изготовление стапельной оснастки для обеспечения координат резьбового штуцера 19 в тройнике 18 трубы переброса 11, а также стапельной оснастки для обеспечения координат самого выходного стыковочного фланца 33 многоразового пуско-отсечного клапана 24.Another problem solved by this technical device is to ensure that the coordinates of the docking flange 33 at the exit of the start-shut-off reusable valve 24 (see Fig. 5 and Fig. 9) at the junction with a bench tube (not shown) are constant. When reinstalling the DSE and the start-and-shut-off reusable valve 24 of the fuel drain line 20 to another engine due to deviations in the location of the threaded fitting 19 on the tee 18 of the transfer pipe 11 and the shaft 27 of the frame 13, withstand the coordinates of the connecting flange 33 at the exit of the start-and-shut refillable valve 24 is not possible. Therefore, to compensate for these deviations, the clamps 25 and 26 of the fastening of the reusable shut-off valve 24 are made adjustable in height and width of their racks 39, 40, 41, 42, in the pipe 23, the flange 34 is rotatable around the nipple 32, and between the adapter 21 and the pipe 23 an eccentric compensator 22 is installed, which is adjusted along the length "L" and the eccentricity "E", taking into account the actual location of the DSE. To ensure the constancy of the aforementioned X and Y coordinates of the outlet connecting flange 33 of the start-shut-off reusable valve 24, it was also necessary to manufacture slipway equipment to provide the coordinates of the threaded fitting 19 in the tee 18 of the transfer pipe 11, as well as the slipway equipment to ensure the coordinates of the outlet docking flange 33 of the reusable start-up - shut-off valve 24.

В первоначальном варианте конструкции ЖРД с устройством слива горючего происходило разрушение основания резьбового штуцера 19 в тройнике 18 трубы переброса горючего 11 из-за большой жесткости трубопровода 23 магистрали слива горючего 20, воздействия вибраций со стороны пуско-отсечного многоразового клапана 24 и трубы переброса горючего 11, расположенных и закрепленных в разных системах: на двигателе и стенде. Для устранения данного дефекта диаметр трубопровода 23 и толщина его стенки были уменьшены до оптимальных с точки зрения гидравлического сопротивления и податливости, сам трубопровод 23 выполнен с компенсационным изгибом 28, а вся магистраль слива горючего закреплена на двигателе, т.е. в одной системе. Материал тройника 18 и переходника 21 был заменен со стали 12Х1 ВН10Т на сталь 07X16Н6, имеющей вдвое больший запас прочности. Таким образом, было решена третья задача: обеспечена целостность резьбового штуцера 19 тройника 18.In the initial version of the design of the liquid fuel rocket engine with a fuel drain device, the base of the threaded fitting 19 in the tee 18 of the fuel transfer pipe 11 was destroyed due to the stiffness of the pipe 23 of the fuel drain pipe 20, the effects of vibrations from the start-shut-off reusable valve 24 and the fuel transfer pipe 11, located and fixed in different systems: on the engine and stand. To eliminate this defect, the diameter of the pipeline 23 and its wall thickness were reduced to optimal from the point of view of hydraulic resistance and flexibility, the pipeline 23 itself is made with a compensation bend 28, and the entire fuel drain line is fixed to the engine, i.e. in one system. The material of the tee 18 and adapter 21 was replaced from steel 12X1 VN10T to steel 07X16H6, which has a double safety margin. Thus, the third task was solved: the integrity of the threaded fitting 19 of the tee 18 was ensured.

После контрольно-технического огневого испытания (КТИ) каждого двигателя на стенде магистраль слива горючего 20 с пуско-отсечным многоразовым клапаном 24 демонтируются с двигателя. Для этого отворачивают накидную гайку 30 в месте соединения ее с резьбовым штуцером 19 тройника 18 трубы переброса горючего 11, демонтируют хомуты 25 и 26 со стержня 27 рамы 13 и снимают ДСЕ и пуско-отсечной многоразовый клапан 24 магистрали слива горючего 20.After the control and technical fire test (CTI) of each engine at the stand, the fuel drain line 20 with the start-shut-off reusable valve 24 is dismantled from the engine. To do this, unscrew the union nut 30 at the point of its connection with the threaded fitting 19 of the tee 18 of the fuel transfer pipe 11, dismantle the clamps 25 and 26 from the rod 27 of the frame 13 and remove the DSE and the start-shut-off reusable valve 24 of the fuel drain line 20.

Из резьбового штуцера 19 извлекается плоская медная уплотнительная прокладка 29 (см. фиг. 6), не повреждая уплотнительных мест штуцера 19, устанавливается новая уплотнительная прокладка 29 и заглушка 43 (см. фиг. 12) с накидной гайкой 44, законтриваемая проволокой 47 и фиксируемая пломбой 48. В таком исполнении двигатель отправляется на летно-космические испытания (ЛКИ) в составе изделия.A flat copper sealing gasket 29 (see Fig. 6) is removed from the threaded fitting 19 without damaging the sealing places of the fitting 19, a new sealing gasket 29 and a plug 43 (see Fig. 12) with a union nut 44, locked by a wire 47 and fixed, are installed seal 48. In this design, the engine is sent for space flight tests (LCI) as part of the product.

Положительными эффектами от внедрения, предлагаемого ЖРД с устройством для слива горючего из охлаждающего тракта его камеры, являются:The positive effects of the implementation of the proposed LRE with a device for draining fuel from the cooling path of its chamber are:

- повышение надежности работы 4-х его камер, за счет исключения коксообразования на внутренней стенке сопла путем организации слива керосина;- improving the reliability of its 4 cameras, by eliminating coke formation on the inner wall of the nozzle by organizing the discharge of kerosene;

- увеличение ≈ в 10 раз времени наработки двигателя, что позволяет решить и отработать несколько различных задач на одной материальной части (например, вопросы дросселирования, точности настройки, запуска и останова, вибрационные испытания арматуры питания и крепления, отработка в гарантийных диапазонах и т.д.), что снижает материально-финансовые затраты на проведение опытно-конструкторской отработки;- an increase of ≈ 10 times the operating time of the engine, which allows us to solve and work out several different tasks on one material part (for example, throttling issues, accuracy of tuning, starting and stopping, vibration testing of power fittings and fasteners, testing in warranty ranges, etc. .), which reduces the material and financial costs of experimental development;

- повторная установка составных частей одной и той же магистрали слива горючего на нескольких двигателях значительно экономит трудовые и материальные затраты на изготовление материальной части двигателя, уменьшает время на подготовку его к стендовым огневым испытаниям;- re-installation of the components of the same fuel drain line on several engines significantly saves labor and material costs for manufacturing the material part of the engine, reduces the time it takes to prepare it for bench fire tests;

- обеспечение постоянства координат выходного стыковочного фланца пуско-отсечного многоразового клапана в магистрали слива горючего улучшает условия соединения со стендовой трубой и также сокращает время подготовки стенда к огневым испытаниям;- ensuring the constancy of the coordinates of the outlet connecting flange of the start-shut-off reusable valve in the fuel drain line improves the conditions of connection with the bench pipe and also reduces the time for preparing the bench for fire tests;

- изготовление трубопровода 23 магистрали слива горючего 20 с компенсационным изгибом 28, а тройника 18 трубы переброса горючего 11 и переходника 21 из стали с более высокими прочностными характеристиками повышают надежность устройства при воздействии вибрационных нагрузок при огневых стендовых испытаниях;- the manufacture of a pipe 23 of a fuel drain line 20 with a compensation bend 28, and a tee 18 of a fuel transfer pipe 11 and an adapter 21 made of steel with higher strength characteristics increase the reliability of the device when exposed to vibration loads during bench fire tests;

- установка магистрали слива горючего в составе двигателя, а не стенда, является более предпочтительной и целесообразной по ряду причин: необходимостью расположения пуско-отсечного клапана ближе к месту отбора горючего на слив, закрепления его и трубопровода слива в одной системе - на двигателе, что повышает надежность резьбового штуцера на тройнике трубы переброса и исключает возможность его поломки от нагрузок со стороны стендовой магистрали.- installation of a fuel drain line as part of the engine, rather than a stand, is more preferable and expedient for a number of reasons: the need to place the start-shut-off valve closer to the place of fuel selection for drain, to fix it and the drain pipe in one system - on the engine, which increases the reliability of the threaded fitting on the tee of the transfer pipe and excludes the possibility of its breakage from loads from the side of the bench line.

Составные части, узлы, агрегаты устройства достаточно просты в изготовлении, надежны в работе и вполне решают поставленные задачи.Components, components, assemblies of the device are quite simple to manufacture, reliable in operation and quite solve the tasks.

Claims (4)

1. Жидкостный ракетный двигатель, содержащий раму, агрегаты, расходные магистрали, камеру, которая включает коллекторы горючего на сопле и цилиндрической части, трубопровод переброса горючего между коллекторами с установленным в нем клапаном слива горючего, отличающийся тем, что в нем в трубопроводе переброса горючего между коллекторами перед клапаном слива горючего установлен тройник, к резьбовому штуцеру которого пристыкована магистраль слива горючего, состоящая из переходника, трубопровода и пуско-отсечного клапана, закрепленного на растяжке рамы.1. A liquid rocket engine containing a frame, assemblies, consumables, a chamber that includes fuel manifolds on a nozzle and a cylindrical part, a fuel transfer pipe between collectors with a fuel drain valve installed therein, characterized in that there is a fuel transfer pipe between collectors in front of the fuel drain valve have a tee installed, to the threaded fitting of which a fuel drain line is connected, consisting of an adapter, a pipeline and a start-and-shut valve fixed a stretching frame. 2. ЖРД по п. 1, отличающийся тем, что в нем между переходником и трубопроводом магистрали слива горючего установлен эксцентриковый компенсатор.2. The liquid propellant rocket engine according to claim 1, characterized in that an eccentric compensator is installed between the adapter and the pipeline for the fuel drain line. 3. ЖРД по п. 1, отличающийся тем, что в нем в разъемном соединении между трубопроводом и пуско-отсечным многоразовым клапаном магистрали слива горючего установлен поворотный фланец, а хомуты крепления пуско-отсечного клапана к растяжке рамы выполнены регулируемыми.3. The liquid-propellant rocket engine according to claim 1, characterized in that a rotary flange is installed in it in a detachable connection between the pipeline and the start-shut-off reusable valve of the fuel drain line, and the clamps of the start-shut-off valve to the frame extension are adjustable. 4. ЖРД по п. 1, отличающийся тем, что в нем трубопровод магистрали слива горючего выполнен с компенсационным изгибом. 4. LRE according to claim 1, characterized in that in it the pipeline of the fuel drain line is made with a compensation bend.
RU2014123789/06A 2014-06-10 2014-06-10 Liquid-propellant engine RU2556091C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123789/06A RU2556091C1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 Liquid-propellant engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123789/06A RU2556091C1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 Liquid-propellant engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2556091C1 true RU2556091C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123789/06A RU2556091C1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 Liquid-propellant engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2556091C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110748709A (en) * 2019-09-10 2020-02-04 蓝箭航天空间科技股份有限公司 Preparation method of rocket engine pipeline, rocket engine pipeline and engine
RU2774754C1 (en) * 2022-02-28 2022-06-22 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid-propellant rocket engine chamber

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3623329A (en) * 1960-04-12 1971-11-30 United Aircraft Corp Control system for liquid rocket
US4771600A (en) * 1986-10-20 1988-09-20 United Technologies Corporation Tripropellant rocket engine
RU2232915C2 (en) * 2002-03-14 2004-07-20 ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" Reheat liquid-propellant rocket engine
RU2476708C1 (en) * 2011-11-25 2013-02-27 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3623329A (en) * 1960-04-12 1971-11-30 United Aircraft Corp Control system for liquid rocket
US4771600A (en) * 1986-10-20 1988-09-20 United Technologies Corporation Tripropellant rocket engine
RU2232915C2 (en) * 2002-03-14 2004-07-20 ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" Reheat liquid-propellant rocket engine
RU2476708C1 (en) * 2011-11-25 2013-02-27 Николай Борисович Болотин Liquid propellant rocket engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
14Д23.00-00.000 ТО Двигатель. Техническое описание, рпазработки ОАО КБХА, г.Воронеж, с.27, 30. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110748709A (en) * 2019-09-10 2020-02-04 蓝箭航天空间科技股份有限公司 Preparation method of rocket engine pipeline, rocket engine pipeline and engine
RU2786605C1 (en) * 2022-02-08 2022-12-22 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid rocket engine with afterburning
RU2774754C1 (en) * 2022-02-28 2022-06-22 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid-propellant rocket engine chamber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102854061B (en) Loading method for pipeline containing through cracks
JP2012052531A (en) Detection and measuring method, and device
FR3027624B1 (en) CIRCUIT FOR DEFROSTING AIR INLET LIP FROM A PROPELLANT AIRCRAFT ASSEMBLY
EP3739320A1 (en) Tube leakage detection device and tube leakage detection method
BR112016030682B1 (en) insulation joint
RU2556091C1 (en) Liquid-propellant engine
CN109243639A (en) Nuclear reactor steam generator heat-transfer pipe micro-crack amount of leakage experimental provision and method
US10294865B2 (en) Internal manifold with fuel inlet
CN107860785A (en) A kind of quick thermal fatigue test method of engine cylinder cap and device
CN106813036A (en) A kind of gas fuel pipe compensator with double-walled construction
CN207514460U (en) A kind of generator bilayer for LNG surface units supplies tube-connecting part
CN102252774B (en) Meter temperature sleeve plugging and temperature-measuring device
US20110037253A1 (en) Pipe connection device
CN206958455U (en) Conduit assembly and its elbow and the chemical plant installations with the conduit assembly
CN206593771U (en) Movable external screw thread bimetallic thermometer protection sleeve pipe device
RU173098U1 (en) PROTECTIVE ELEMENT FOR Dismountable, thermally insulating direction of the drilling well
CN110608992A (en) Probe device and method for testing high-temperature corrosion resistance of metal material on heating surface of waste incineration boiler
KR100938901B1 (en) Method of repairing a pipeline system
US1566958A (en) Coupling for boiler connections
RU215012U1 (en) Pipeline repair device
Ellis Evaluation of a torch ignition system for propulsion
JP2019011747A (en) Fuel oil supply system of gas-turbine engine, gas turbine generating equipment, marine equipment, ship, and fuel oil supply method for gas-turbine engine
CN213148698U (en) Gas corrosion resistance test device for material
RU187887U1 (en) TEST STAND OF LIQUID LIQUID ROCKET ENGINE PRODUCTS WATER LIQUID
CN210599374U (en) Residual liquid discharging device for petrochemical pump