RU2623610C1 - Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги - Google Patents
Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623610C1 RU2623610C1 RU2016121752A RU2016121752A RU2623610C1 RU 2623610 C1 RU2623610 C1 RU 2623610C1 RU 2016121752 A RU2016121752 A RU 2016121752A RU 2016121752 A RU2016121752 A RU 2016121752A RU 2623610 C1 RU2623610 C1 RU 2623610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- engine
- nozzles
- centrifugal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н2) и кислороде (О2) в космическом пространстве в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Двигатель содержит свечу зажигания поверхностного разряда 1, разрядную полость 2 свечи зажигания, диафрагму 3, каналы 4, соединяющие разрядную полость 2 свечи зажигания и первую камеру 5, в которую поступают водород и продукты сгорания, истекающие из диафрагмы 3, вторую камера 6, в которую поступают закрученный кислород и газовая смесь из первой камеры 5, центробежную форсунку водорода 8; центробежную форсунку кислорода 10. Форсунки 8 и 10 образуют двухкомпонентную центробежную газовую форсунку. Центробежная форсунка горючего 11 для внутреннего охлаждения камеры сгорания и сопла, камера сгорания 12, докритическая часть сопла 13. Все оси двухкомпонентных центробежных газовых форсунок расположены под углом к оси двигателя, этот угол может составлять 35-45°. Изобретение обеспечивает увеличение полноты сгорания газообразных водорода и кислорода путем приготовления смеси водорода и кислорода, способной сгорать наиболее полным образом. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н2) и кислороде (О2) в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Особенно эффективны такие двигатели в составе двигательных установок космических аппаратов на основе электролиза воды и РДМТ на газообразных водороде и кислороде - продуктах электролиза воды.
Известен ракетный двигатель малой тяги (диссертация на соискание кандидата технических наук «Рабочие процессы в ракетном двигателе малой тяги на газообразных компонентах топлива кислород и метан» Чудиной Юлии Сергеевны, Московский авиационный институт. Москва, 2014, http://www.mai.ru/events/defence/index.php?ELEMENT_ID=49826, стр. 51), в котором форкамера (иначе - предкамера) для воспламенения компонентов топлива образована уменьшенным проходным сечением центрального отверстия. Непосредственный подвод компонентов топлива в область свечи зажигания отсутствует, воспламенение топлива происходит при попадании компонентов из камеры сгорания в разрядную полость свечи.
Недостатком является и то, что в таком двигателе добиться высокой стабильности процесса воспламенения и высокой полноты сгорания топлива невозможно, учитывая предложенную организацию процесса воспламенения и малые объемы камеры сгорания (малые времена пребывания топлива в камере сгорания), так как компоненты топлива в газообразном состоянии за счет диффузии перемешиваются сравнительно медленно. Увеличение объема камеры сгорания нерационально из-за ухудшения динамических параметров двигателя, проблем обеспечения теплового состояния камеры и увеличения весовых параметров РДМТ.
Известен двигатель на газообразных водороде и кислороде для вспомогательных установок космической станции (Эппель М.А., Шёман Л., Беркман Д.К. «Двигатель на газообразных водороде и кислороде для вспомогательных установок космической станции». 1987, аннотация реферата. «Представлены результаты работ по созданию высокоэффективного двигателя малой тяги на газообразных водороде и кислороде. Проведено исследование воспламенения и охлаждения. Камера сгорания - рениевая. Способ подачи водорода и кислорода происходит с помощью шести осевых струй, направленных радиально к центральному электроду»).
Недостатком этого технического решения является неоптимальная по составу смесь водорода и кислорода, которую нужно воспламенять при работе двигателя, особенно в импульсном режиме и неэффективное перемешивание водорода и кислорода при горении.
Технической задачей настоящего изобретения является увеличение полноты сгорания газообразных водорода и кислорода путем приготовления смеси водорода и кислорода, способной сгорать наиболее полным образом.
Данная задача решается за счет того, что ракетный двигатель, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в камеру сгорания, отличающийся тем, что перед камерой сгорания установлены двухкомпонентные центробежные форсунки с возможностью получения смеси водорода и кислорода и подачи этой смеси в камеру сгорания, при этом форсунки расположены равномерно по окружности в плоскости головки и оси которых направлены под углом к оси двигателя, число форсунок - четное.
Кроме того, форсунки установлены с возможностью закрутки водорода и кислорода в противоположных направлениях.
Кроме того, в рядом расположенных форсунках, в окружном направлении каналы водорода и кислорода чередуются.
Кроме того, поверхность, контактирующая с продуктами сгорания, покрыта жаропрочным и жаростойким материалом на основе графита.
Кроме того, оси двухкомпонентных центробежных газовых форсунок могут быть расположены под углом к оси двигателя 35-45°, при этом величина этого угла ограничена габаритами головки двигателя.
Установка перед камерой сгорания двухкомпонентных центробежных форсунок позволяет подавать в камеру сгорания подготовленную смесь водорода и кислорода, что приводит к увеличению полноты сгорания смеси и увеличению эффективности работы двигателя.
Равномерное расположение четного числа форсунок по окружности в плоскости головки позволяет наиболее равномерно осуществлять закрутку компонентов топливной смеси.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично представлен двигатель малой тяги. На чертеже изображены:
свеча зажигания поверхностного разряда 1, разрядная полость 2 свечи зажигания, диафрагма 3, каналы 4, камера 5, в которую поступает водород, камера 6, в которую поступает закрученный кислород, каналы подачи 7 компонента в центробежную форсунку водорода 8, каналы подачи 9 компонента в центробежную форсунку кислорода 10, форсунки 8 и 10 образуют двухкомпонентную центробежную газовую форсунку (таких форсунок шесть), каналы подачи горючего 11 для внутреннего охлаждения камеры сгорания и сопла, камера сгорания 12 с головкой камеры сгорания, докритическая часть сопла 13.
Работа двигателя осуществляется следующим образом.
После включения электроклапанов водорода и кислорода (на чертеже не показаны) водород и кислород по каналам 4 и диафрагме 3 поступают в разрядную полость 2 свечи зажигания поверхностного разряда 1. В разрядной полости 2 водород и кислород воспламеняются и в виде факела продуктов сгорания поступают в камеру 5, в которую поступает закрученный водород, далее смесь продуктов сгорания и водорода поступает в камеру 6, в которую поступает закрученный кислород и в которой завершается процесс формирования факела топливной смеси водорода и кислорода. Затем в камере сгорания 12 воспламеняется и сгорает основная топливная смесь.
Одновременно с описанными выше процессами происходит подача водорода через каналы подачи водорода 7 в центробежную форсунку водорода 8, одновременно из каналов подачи кислорода 9 и центробежную форсунку кислорода 10 происходит подача основной части компонентов топлива в камеру сгорания. Далее основное топливо воспламеняется, сгорает и продукты сгорания движутся в докритической части сопла 13, сверхкритической части сопла и истекают из сопла, создавая тягу двигателя.
Для предотвращения прогара стенки камеры сгорания и сопла применяется внутреннее охлаждение с помощью каналов подачи горючего 11.
Claims (5)
1. Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в камеру сгорания, отличающийся тем, что перед камерой сгорания установлены двухкомпонентные центробежные форсунки с возможностью получения смеси водорода и кислорода и подачи этой смеси в камеру сгорания, при этом форсунки расположены равномерно по окружности в плоскости головки и оси которых направлены под углом к оси двигателя, число форсунок - четное.
2. Ракетный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что форсунки установлены с возможностью закрутки водорода и кислорода в противоположных направлениях.
3. Ракетный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в рядом расположенных форсунках в окружном направлении каналы водорода и кислорода чередуются.
4. Ракетный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что поверхность, контактирующая с продуктами сгорания, покрыта жаропрочным и жаростойким материалом на основе графита.
5. Ракетный двигатель п. 1, отличающийся тем, что оси двухкомпонентных центробежных газовых форсунок могут быть расположены под углом к оси двигателя 35-45°, при этом величина этого угла ограничена габаритами головки двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121752A RU2623610C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121752A RU2623610C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2623610C1 true RU2623610C1 (ru) | 2017-06-28 |
Family
ID=59312313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016121752A RU2623610C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623610C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758744C1 (ru) * | 2020-05-10 | 2021-11-01 | Юрий Иванович Безруков | Комбинированная силовая установка самолета вертикального взлёта и посадки |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3382677A (en) * | 1966-02-14 | 1968-05-14 | Thiokol Chemical Corp | Rocket thrust chamber propellant injector |
GB1605132A (en) * | 1975-04-24 | 1982-02-10 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Means for generating propellant gas for firearms |
RU2369766C1 (ru) * | 2008-05-07 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Камера ракетного двигателя малой тяги (рдмт), работающего на двухкомпонентном несамовоспламеняющемся газообразном топливе (варианты) |
RU105684U1 (ru) * | 2010-09-08 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
RU2442678C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Червячно-модульная фреза на основе эвольвентного червяка для нарезания цилиндрических зубчатых колес |
RU2477383C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-03-10 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Способ работы камеры ракетного двигателя малой тяги |
-
2016
- 2016-06-01 RU RU2016121752A patent/RU2623610C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3382677A (en) * | 1966-02-14 | 1968-05-14 | Thiokol Chemical Corp | Rocket thrust chamber propellant injector |
GB1605132A (en) * | 1975-04-24 | 1982-02-10 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Means for generating propellant gas for firearms |
RU2369766C1 (ru) * | 2008-05-07 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Камера ракетного двигателя малой тяги (рдмт), работающего на двухкомпонентном несамовоспламеняющемся газообразном топливе (варианты) |
RU2442678C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Червячно-модульная фреза на основе эвольвентного червяка для нарезания цилиндрических зубчатых колес |
RU105684U1 (ru) * | 2010-09-08 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя |
RU2477383C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-03-10 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Способ работы камеры ракетного двигателя малой тяги |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758744C1 (ru) * | 2020-05-10 | 2021-11-01 | Юрий Иванович Безруков | Комбинированная силовая установка самолета вертикального взлёта и посадки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2537659C2 (ru) | Система и способ сжигания для поддержания непрерывной детонационной волны с нестационарной плазмой | |
RU2646950C2 (ru) | Система сгорания газотурбинного двигателя, содержащая усовершенствованный контур подачи топлива | |
CN109441643B (zh) | 微小型涡喷发动机和燃气轮机燃烧室点火装置 | |
WO2016060581A1 (ru) | Устройство и способ организации рабочего процесса реактивного двигателя | |
RU2623610C1 (ru) | Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги | |
US11149702B2 (en) | Injector of an over-enriched fuel-and-air mixture to the combustion chamber of internal combustion engines | |
US11415058B2 (en) | Torch ignitors with tangential injection | |
RU2626189C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежной и струйными форсунками | |
RU2724069C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на несамовоспламеняющихся жидком горючем и газообразном окислителе | |
CN102074897B (zh) | 阶梯式火花塞 | |
RU2624419C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде со щелевой форсункой | |
CN113309635B (zh) | 固液混合发动机多次启动点火器及方法 | |
RU2628143C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежными форсунками | |
RU2648040C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с предварительным смешением компонентов в смесительной головке | |
RU2641785C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с форсунками типа струя в сносящем потоке | |
RU2448268C1 (ru) | Камера ракетного двигателя малой тяги, работающего на двухкомпонентном несамовоспламеняющемся газообразном топливе | |
KR102220991B1 (ko) | 대형 버너용 파일럿 버너 | |
RU2615883C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги (РДМТ) с многокаскадной камерой сгорания на газообразных водороде и кислороде | |
KR102300963B1 (ko) | 액체 추진제 로켓 엔진의 추진장치 | |
RU2314456C1 (ru) | Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя | |
RU2581308C2 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
KR20180132615A (ko) | 점화 보조를 갖는 도관형 연료 주입 | |
KR20180101395A (ko) | 덕트 연료 분사 | |
RU2490491C1 (ru) | Устройство для импульсного зажигания горючей смеси | |
RU2269019C2 (ru) | Способ эксплуатации пускового факельного воспламенителя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180602 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210713 |