RU2610624C1 - Камера жидкостного ракетного двигателя - Google Patents
Камера жидкостного ракетного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610624C1 RU2610624C1 RU2016101735A RU2016101735A RU2610624C1 RU 2610624 C1 RU2610624 C1 RU 2610624C1 RU 2016101735 A RU2016101735 A RU 2016101735A RU 2016101735 A RU2016101735 A RU 2016101735A RU 2610624 C1 RU2610624 C1 RU 2610624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- chamber
- fuel
- lre
- field
- 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
- F02K9/60—Constructional parts; Details not otherwise provided for
- F02K9/62—Combustion or thrust chambers
- F02K9/64—Combustion or thrust chambers having cooling arrangements
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при создании безгазогенераторных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), работающих на криогенных компонентах топлива. Камера ЖРД содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок огневого днища, при этом в указанных блоках по концентрическим окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем во внутренней полости камеры сгорания расположены теплообменные элементы, выполненные в виде трубок Фильда, у которых вход наружной трубки и выход внутренней трубки соединены с полостями блока огневого днища, при этом одна из его полостей сообщается с трактом охлаждения камеры сгорания, в варианте исполнения на внешней поверхности трубок Фильда выполнены ребра. Изобретение обеспечивает повышение давления в камере ЖРД за счет улучшения условий теплообмена между продуктами сгорания топлива и компонентом топлива, используемого для привода турбин турбонасосных агрегатов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при создании безгазогенераторных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), работающих на криогенных компонентах топлива.
Одной из основных проблем, возникающих при создании безгазогенераторных ЖРД, является сравнительно низкое давление в камере сгорания из-за невозможности обеспечения подогрева компонента топлива, используемого для привода турбины турбонасосного агрегата, в тракте охлаждения камеры до высокой температуры.
Известен ЖРД HIPEX, содержащий камеру, включающую в себя регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку с соосно-струйными форсунками и запальным устройством, агрегаты управления и два турбонасосных агрегата, при этом во внутренней полости камеры сгорания установлен теплообменник, состоящий из двух частей: внутренней оболочки с прямоугольными фрезерованными каналами и внешней оболочки, которые жестко соединены между собой с помощью диффузионной пайки (Шляхов В.И., Овчинникова С.В. ЖРД безгенераторной схемы для межорбитальных буксиров. Обзор по материалам зарубежной печати за 1980-1990 г.г №30. Центр научно-технической информации «Поиск», ГОНТИ-8. 1991, стр. 54-56 - прототип).
Указанный ЖРД работает следующим образом.
Горючее из насоса турбонасосного агрегата поступает в охлаждающий тракт камеры сгорания, затем проходит через теплообменник, установленный во внутренней полости камеры сгорания, и тракт охлаждения сверхзвуковой части сопла камеры поступает на турбины турбонасосных агрегатов и в смесительную головку камеры. Окислитель подается из насоса турбонасосного агрегата в смесительную головку камеры.
В камере компоненты топлива воспламеняются, сгорают и истекают из сопла. Продукты сгорания, контактируя с внутренней поверхностью камеры и теплообменника, отдают тепло горючему, которое приводит в действие турбины и связанные с ними насосы турбонасосных агрегатов.
Основными недостатками данного ЖРД являются значительная сложность конструкции камеры и высокая стоимость ее изготовления.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение давления в камере ЖРД за счет улучшения условий теплообмена между продуктами сгорания топлива и компонентом топлива, используемого для привода турбин турбонасосных агрегатов.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная камера сгорания ЖРД согласно изобретению содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок огневого днища, при этом в указанных блоках по концентрическим окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем во внутренней полости камеры сгорания расположены теплообменные элементы, выполненные в виде трубок Фильда, у которых вход наружной трубки и выход внутренней трубки соединены с полостями блока огневого днища, при этом одна из его полостей сообщается с трактом охлаждения камеры сгорания.
В варианте исполнения на внешней поверхности трубок Фильда выполнены ребра.
Предлагаемая камера ЖРД за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение давления в камере ЖРД за счет улучшения условий теплообмена между продуктами сгорания топлива и компонентом топлива, используемого для привода турбин турбонасосных агрегатов.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид камеры ЖРД в продольном разрезе, на фиг. 2 - продольный разрез смесительной головки камеры ЖРД, на фиг. 3 - поперечный разрез камеры ЖРД в варианте исполнения.
Предложенная камера ЖРД содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания 1 с критическим сечением 2 и соплом 3, смесительную головку 4, включающую в себя блок подачи окислителя 5, блок подачи горючего 6, блок огневого днища 7, при этом в указанных блоках по концентрическим окружностям установлены соосно-струйные форсунки 8, причем во внутренней полости камеры сгорания 1 расположены теплообменные элементы, выполненные в виде трубок Фильда 9. Трубка Фильда 9 включает в себя наружную трубку 10 и внутреннюю трубку 11. Вход наружной трубки 10 соединен с полостью 12 блока огневого днища 7, которая сообщается с трактом охлаждения 13 камеры сгорания 1, а выход внутренней трубки 11 соединен с полостью 14 блока огневого днища 7.
В варианте исполнения на внешней поверхности трубок Фильда 9 выполнены ребра 15.
Предложенная камера ЖРД работает следующим образом.
Горючее из насоса турбонасосного агрегата ЖРД поступает в тракт охлаждения 13 камеры сгорания 1 и далее в полость 12 блока огневого днища 7. В полости 12 горючее равномерно распределяется между трубками Фильда 9. По кольцевому зазору между внутренней поверхностью наружной трубки 10 и наружной поверхностью внутренней трубки 11 горючее поступает к глухому концу наружной трубки 10, где оно разворачивается и направляется по внутренней трубке 11 в полость 14 блока огневого днища 7. Из полости 14 горючее поступает в турбины турбонасосных агрегатов ЖРД и далее в блок подачи горючего 6 смесительной головки 4, где оно равномерно распределяется по соосно-струйным форсункам 8.
Окислитель подается из насоса турбонасосного агрегата в блок подачи окислителя 5 смесительной головки 4, где он равномерно распределяется по соосно-струйным форсункам 8.
Из соосно-струйных форсунок 8 компоненты топлива поступают в камеру сгорания 1, где они воспламеняются и сгорают. Продукты сгорания компонентов топлива, контактируя с внутренней поверхностью камеры сгорания 1 и наружной поверхностью трубок Фильда 9, отдают тепло горючему, которое приводит в действие турбины и связанные с ними насосы турбонасосных агрегатов ЖРД.
В варианте исполнения на внешней поверхности трубок Фильда 9 выполнены ребра 15, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.
Использование предлагаемого изобретения позволит повысить давления в камере ЖРД за счет улучшения условий теплообмена между продуктами сгорания топлива и компонентом топлива, используемого для привода турбин турбонасосных агрегатов.
Claims (2)
1. Камера жидкостного ракетного двигателя, характеризующаяся тем, что она содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок огневого днища, при этом в указанных блоках по концентрическим окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем во внутренней полости камеры сгорания расположены теплообменные элементы, выполненные в виде трубок Фильда, у которых вход наружной трубки и выход внутренней трубки соединены с полостями блока огневого днища, при этом одна из его полостей сообщается с трактом охлаждения камеры сгорания.
2. Камера жидкостного ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности трубок Фильда выполнены ребра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016101735A RU2610624C1 (ru) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Камера жидкостного ракетного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016101735A RU2610624C1 (ru) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Камера жидкостного ракетного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610624C1 true RU2610624C1 (ru) | 2017-02-14 |
Family
ID=58458710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016101735A RU2610624C1 (ru) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Камера жидкостного ракетного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610624C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686645C1 (ru) * | 2018-09-07 | 2019-04-29 | Владислав Юрьевич Климов | Камера жидкостного ракетного двигателя |
CN109736974A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-10 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | 一种热防护装置以及液体运载火箭 |
RU2728657C1 (ru) * | 2019-05-20 | 2020-07-31 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме (варианты) |
CN111535939A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-08-14 | 西北工业大学 | 一种适用于再生冷却爆震燃烧室的燃油喷射系统及方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU422935A1 (ru) * | 1971-11-15 | 1974-04-05 | Ю. Я. Дунцев, В. М. ахалов , Ю. А. Седов | Теплообменный элел\ент типа «труба в трубе» |
GB2223809A (en) * | 1988-09-13 | 1990-04-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Rocket engine |
RU2099565C1 (ru) * | 1996-03-20 | 1997-12-20 | Мосесов Сергей Кимович | Пароводяной ракетный двигатель (варианты) |
EP1396631A2 (en) * | 2002-07-11 | 2004-03-10 | National Space Development Agency of Japan | Liquid rocket engine and rocket comprising said engine |
RU40081U1 (ru) * | 2004-04-15 | 2004-08-27 | Голубятник Вячеслав Васильевич | Пульсирующий детонационный однокамерный ракетный двигатель |
RU2254490C2 (ru) * | 2003-09-25 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр им. М.В. Келдыша" | Камера с увеличенной поверхностью теплообмена жидкостного ракетного двигателя |
-
2016
- 2016-01-20 RU RU2016101735A patent/RU2610624C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU422935A1 (ru) * | 1971-11-15 | 1974-04-05 | Ю. Я. Дунцев, В. М. ахалов , Ю. А. Седов | Теплообменный элел\ент типа «труба в трубе» |
GB2223809A (en) * | 1988-09-13 | 1990-04-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Rocket engine |
RU2099565C1 (ru) * | 1996-03-20 | 1997-12-20 | Мосесов Сергей Кимович | Пароводяной ракетный двигатель (варианты) |
EP1396631A2 (en) * | 2002-07-11 | 2004-03-10 | National Space Development Agency of Japan | Liquid rocket engine and rocket comprising said engine |
RU2254490C2 (ru) * | 2003-09-25 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр им. М.В. Келдыша" | Камера с увеличенной поверхностью теплообмена жидкостного ракетного двигателя |
RU40081U1 (ru) * | 2004-04-15 | 2004-08-27 | Голубятник Вячеслав Васильевич | Пульсирующий детонационный однокамерный ракетный двигатель |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686645C1 (ru) * | 2018-09-07 | 2019-04-29 | Владислав Юрьевич Климов | Камера жидкостного ракетного двигателя |
CN109736974A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-10 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | 一种热防护装置以及液体运载火箭 |
CN109736974B (zh) * | 2019-02-28 | 2024-03-29 | 北京星际荣耀空间科技股份有限公司 | 一种热防护装置以及液体运载火箭 |
RU2728657C1 (ru) * | 2019-05-20 | 2020-07-31 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме (варианты) |
CN111535939A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-08-14 | 西北工业大学 | 一种适用于再生冷却爆震燃烧室的燃油喷射系统及方法 |
CN111535939B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-05-27 | 西北工业大学 | 一种适用于再生冷却爆震燃烧室的燃油喷射系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2610624C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
US4707982A (en) | Thermal regenerative injector | |
JP4531015B2 (ja) | 接触分解ガス発生装置サイクルにおいて気体炭化水素を利用したブースターロケットエンジン | |
RU2391540C1 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя | |
US3153323A (en) | Internal combustion apparatus | |
RU2472962C2 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель и способ охлаждения теплонапряженных участков его камеры | |
RU2392477C1 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2686645C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2587510C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2718105C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме | |
RU2647937C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2638420C1 (ru) | Камера сгорания безгенераторного жрд | |
RU2662028C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2682466C1 (ru) | Камера сгорания двухрежимного жрд, работающего по безгенераторной схеме | |
RU2581308C2 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2204732C2 (ru) | Газогенератор жидкостного ракетного двигателя | |
RU2445493C1 (ru) | Смесительная головка камеры жрд | |
RU2728657C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме (варианты) | |
RU2692598C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2793927C1 (ru) | Камера жрд, работающая на трех компонентах топлива кислород, водород и углеводород по замкнутой схеме с дожиганием окислительного генераторного газа | |
RU2806413C2 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2806413C9 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2562822C2 (ru) | Газотурбинный авиационный двигатель и способ его форсирования | |
RU2483224C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
RU2391541C1 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |