RU2606202C2 - Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя - Google Patents
Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606202C2 RU2606202C2 RU2014145496A RU2014145496A RU2606202C2 RU 2606202 C2 RU2606202 C2 RU 2606202C2 RU 2014145496 A RU2014145496 A RU 2014145496A RU 2014145496 A RU2014145496 A RU 2014145496A RU 2606202 C2 RU2606202 C2 RU 2606202C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- mixing head
- square
- combustion
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
- F02K9/44—Feeding propellants
- F02K9/52—Injectors
Abstract
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), и может быть использовано при создании высокоэкономичных смесительных головок и камер ЖРД для перспективных средств выведения. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям. Расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки. Каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок. Лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки. Штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы смесительной головки, а также повышение удельного импульса ЖРД. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и входящим в них устройствам и деталям, и может быть использовано при создании высокоэкономичных смесительных головок и камер ЖРД для перспективных средств выведения.
Известна смесительная головка камеры ЖРД, содержащая наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, форсунки горючего и окислителя выполнены однокомпонентными и расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на двух лучах, протяженных от стороны квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок (патент РФ №2205973, МПК F02K 9/52, F02K 9/62 - прототип).
Основными недостатками данной смесительной головки является недостаточно высокая экономичность рабочего процесса, связанная со следующими факторами.
Достаточно большая часть форсунок, используемых для образования антипульсационных перегородок, работает в нерасчетном режиме из-за того, что указанные форсунки имеют длину больше, чем остальные, и их зона смесеобразования и горения отнесена дальше в камеру сгорания. Это приводит к неравномерности распределения компонентов по сечению головки, различной расходонапряженности, и, как следствие, потерям удельного импульса тяги.
Имеют место потери, связанные с неравномерностью, вызванной различием шагов между форсунками при переходе от шахматного расположения форсунок к их расположению по концентрическим окружностям.
Расположение штифтов в смесительной головке, между форсунками и стенкой камеры, ведет к росту диаметральных размеров камеры, ее массы и массы двигателя в целом.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание надежной и устойчиво работающей смесительной головки ЖРД при высоком качестве смесеобразования, которое бы обеспечивало высокий удельный импульс ЖРД.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенной смесительной головке камеры ЖРД, содержащей наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, причем форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок, согласно изобретению указанные лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки, при этом штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показано продольное сечение смесительной головки камеры ЖРД, на фиг. 2 - вид А - вид смесительной головки спереди, на фиг. 3 - продольный разрез форсунки, образующей антипульсационные перегородки.
Предложенная смесительная головка камеры ЖРД содержит наружное 1, среднее 2 и огневое 3 днища, скрепленные между собой форсунками 4 горючего и форсунками 5 окислителя, штифтами 6. Расстояние между днищами и объемы межфорсуночных полостей определяются размерами форсунок 4 и 5.
Форсунки горючего 4 и окислителя 5 выполнены однокомпонентными и расположены в шахматном порядке в огневом днище 3 с переходом в периферийной зоне головки 7 к расположению по окружностям. Штифты 6 расположены на окружности в периферийной зоне 7 смесительной головки. Форсунки 8, расположенные на сторонах квадрата 9 в центральной части 10 смесительной головки, а также форсунки 11, находящиеся для каждой из сторон квадрата 9 на двух лучах 12, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище 3, образуя антипульсационные перегородки 13. Указанные лучи 12 являются продолжением сторон квадрата 9 и соединяют его вершины с периферийной зоной 7 смесительной головки. В каждом штифте 6 выполнено как минимум три канала 14, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним 2 и огневым 3 днищами, причем выходная часть указанных каналов 15 расположена параллельно оси камеры сгорания.
Предложенная смесительная головка работает следующим образом.
Окислитель из полости окислителя по форсункам окислителя 5 поступает в камеру сгорания. Горючее из полости горючего по форсункам горючего 4 поступает в камеру сгорания, где перемешивается с окислителем, воспламеняется и сгорает.
При горении, на режиме запуска, могут возникать высокочастотные колебания, ведущие к неустойчивости процесса горения, связанные с нестационарностью переходных режимов запуска. Для предотвращения возможности появления таких процессов поверхность огневого днища 3 при помощи квадрата 9 и лучей 12, состоящих из выступающих форсунок 8 и 11 и образующих антипульсационные перегородки 13, разделена на несколько изолированных друг от друга зон, что препятствует распространению колебаний из одной зоны в другую. В этом случае, при возникновении колебаний в одной зоне, они не распространяются далее по всему огневому днищу и затухают.
Для обеспечения требуемого качества смесеобразования и защиты огневых стенок камеры от прогаров часть расхода горючего подается через каналы 14 штифтов 6, которые в этом случае играют роль однокомпонентных форсунок.
Выполнение форсунок, образующих антипульсационные перегородки, двухкомпонентными позволит улучшить качество смесеобразования, за счет обеспечения подачи горючего и окислителя в одной плоскости.
Форсунки, образующие антипульсационные перегородки 13, выполнены двухкомпонентными, причем каждая форсунка содержит корпус с наконечником с внутренним каналом, соединяющим полость окислителя с полостью камеры сгорания, втулку, охватывающую с
кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость горючего с полостью камеры сгорания, при этом в выходной части указанного канала и втулки установлены завихрители для придания соответствующему потоку компонента топлива вращательного движения.
Использование предложенного технического решения позволит создать надежную и устойчиво работающую смесительную головку ЖРД при высоком качестве смесеобразования, которое обеспечит высокий удельный импульс ЖРД.
Claims (1)
- Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащая наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, причем форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок, отличающаяся тем, что указанные лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки, при этом штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145496A RU2606202C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145496A RU2606202C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014145496A RU2014145496A (ru) | 2016-05-27 |
RU2606202C2 true RU2606202C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=56095825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145496A RU2606202C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606202C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720654C1 (ru) * | 2019-04-22 | 2020-05-12 | Олег Петрович Могучев | Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя |
RU2725397C1 (ru) * | 2019-08-28 | 2020-07-02 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Щелевая смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
RU2738391C2 (ru) * | 2019-04-30 | 2020-12-11 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Камера сгорания |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3432607A1 (de) * | 1984-09-05 | 1986-03-13 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Einrichtung zum daempfen von brennkammerschwingungen bei fluessigkeitsraketentriebwerken |
US6244041B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-06-12 | Otkrytoe Aktsioneroe Obschestvo “Nauchao-Proizvodatveabnoe Obiedianie Nauchao-Proizvodatvesnoe Obiediane “Energomash” Imeni Akademika V.P. Glushko” | Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing |
RU2205973C2 (ru) * | 2000-06-30 | 2003-06-10 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя (жрд) и камера жрд с этой головкой |
RU124320U1 (ru) * | 2012-01-31 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя |
-
2014
- 2014-11-12 RU RU2014145496A patent/RU2606202C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3432607A1 (de) * | 1984-09-05 | 1986-03-13 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Einrichtung zum daempfen von brennkammerschwingungen bei fluessigkeitsraketentriebwerken |
US6244041B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-06-12 | Otkrytoe Aktsioneroe Obschestvo “Nauchao-Proizvodatveabnoe Obiedianie Nauchao-Proizvodatvesnoe Obiediane “Energomash” Imeni Akademika V.P. Glushko” | Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing |
RU2205973C2 (ru) * | 2000-06-30 | 2003-06-10 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя (жрд) и камера жрд с этой головкой |
RU124320U1 (ru) * | 2012-01-31 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720654C1 (ru) * | 2019-04-22 | 2020-05-12 | Олег Петрович Могучев | Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя |
RU2738391C2 (ru) * | 2019-04-30 | 2020-12-11 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Камера сгорания |
RU2725397C1 (ru) * | 2019-08-28 | 2020-07-02 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Щелевая смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014145496A (ru) | 2016-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2158841C2 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя и ее корпус | |
US2417445A (en) | Combustion chamber | |
Wolański | Detonation engines | |
US20110126511A1 (en) | Thrust modulation in a multiple combustor pulse detonation engine using cross-combustor detonation initiation | |
US11761635B2 (en) | Rotating detonation engines and related devices and methods | |
US9458796B2 (en) | Dual-vortical-flow hybrid rocket engine | |
US20070137172A1 (en) | Geometric configuration and confinement for deflagration to detonation transition enhancement | |
RU2606202C2 (ru) | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя | |
CA2696289A1 (en) | Rotary air valve firing patterns for resonance detuning | |
WO2014129920A1 (ru) | Устройство для сжигания топлива в непрерывной детонационной волне | |
RU2581308C2 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2581310C2 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2571997C1 (ru) | Способ подачи компонентов топлива в камеру жидкостного ракетного двигателя | |
RU105684U1 (ru) | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя | |
US20210190012A1 (en) | Propulsion device for liquid propellant rocket engine | |
RU2684701C1 (ru) | Смесительная головка камеры сгорания жрд | |
RU2587510C1 (ru) | Газогенератор | |
EP2613092B1 (en) | Combustor of a turbomachine | |
RU2760602C1 (ru) | Смесительная головка камеры сгорания жрд | |
RU2739851C2 (ru) | Форсуночный элемент ракетного двигателя | |
RU2806937C1 (ru) | Смесительная головка камеры сгорания жрд | |
RU2615883C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги (РДМТ) с многокаскадной камерой сгорания на газообразных водороде и кислороде | |
RU2624419C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде со щелевой форсункой | |
RU2674829C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2700482C1 (ru) | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171113 |