RU2638420C1 - Камера сгорания безгенераторного жрд - Google Patents
Камера сгорания безгенераторного жрд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638420C1 RU2638420C1 RU2016127092A RU2016127092A RU2638420C1 RU 2638420 C1 RU2638420 C1 RU 2638420C1 RU 2016127092 A RU2016127092 A RU 2016127092A RU 2016127092 A RU2016127092 A RU 2016127092A RU 2638420 C1 RU2638420 C1 RU 2638420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- chamber
- engine
- supersonic nozzle
- cooling path
- 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
-
- 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
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/52—Toroidal combustion chambers
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим по безгенераторной схеме. Камера сгорания ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, содержащая магистрали подвода горючего и окислителя, блок камеры со сверхзвуковым соплом, при этом камера сгорания выполнена кольцевой формы, параллельно блоку камеры жестко соединена наружным выпуклым и внутренним изогнутым корпусами поворотного устройства с блоком камеры и сверхзвуковым соплом, и тракт охлаждения кольцевой камеры сгорания соединяется трактом охлаждения в изогнутом внутреннем корпусе поворотного устройства с трактом охлаждения блока камеры со сверхзвуковым соплом, а трактом охлаждения в наружном выпуклом днище и магистралью тракт охлаждения кольцевой камеры соединяется с магистралью на выходе из сверхзвукового сопла. Изобретение обеспечивает уменьшение линейного размера двигателя, получение дополнительного набора тепла для повышения энергетических характеристик двигателя и снижает в охлаждающем тракте двигателя гидравлическое сопротивление. 3 ил.
Description
Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим по безгенераторной схеме.
В настоящее время получили распространение ЖРД, работающие по безгенераторной схеме. Преимуществом этих двигателей по сравнению с традиционными двигателями с генератором является простота конструкции и надежность запуска двигателя в космосе.
Известна кольцевая камера ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, изложенная в патенте на изобретение №2151318 от 14.10.1992 г.
По этому патенту кольцевая камера сгорания, расположенная внутри сопла, образует кольцевое критическое сечение малой величины, выдержать которое в исходном состоянии постоянным по кольцу не представляется возможным. При этом неравномерность площади критического сечения по кольцу создает существенную неравномерность тяги по оси двигателя.
Кроме того, при работе двигателя за счет термических нагрузок величина критического сечения будет значительно меняться в процессе работы двигателя, и учесть эти изменения не представляется возможным.
Известна камера сгорания РД0146, работающего по безгенераторной схеме, описанная в статье Дукиной Н.А., Лобова С.Д., Орлова В.А., Рачука B.C., Рубинского В.Р. «Создание камеры кислородно-водородного двигателя РД0146, выполненного по безгенераторной схеме» и доложенной на конференции по созданию ЖРД в г. Льеже (Бельгия) в 2003 г., принятая за прототип.
В представленной конструкции смесительная головка с магистралью подвода, камера сгорания и сверхзвуковое сопло расположены по продольной оси двигателя.
Для обеспечения эффективной работы двигателя по безгенераторной схеме для набора тепла требуется существенное увеличение длины дозвуковой части камеры сгорания (~ 600÷800 мм в зависимости от параметров двигателя). Это приводит к увеличению линейного размера двигателя и, как правило, к увеличению размеров ракеты. Кроме того, с увеличением длины дозвуковой части камеры сгорания увеличивается и гидравлическое сопротивление тракта охлаждения.
Эти недостатки устраняются настоящим изобретением, которое решает техническую задачу набора тепла для повышения энергетических характеристик двигателя, снижение в охлаждающем тракте его гидравлического сопротивления за счет развитой поверхности в выпуклом корпусе, уменьшение продольного размера двигателя и устраняет указанные недостатки прототипов.
Поставленная задача решается тем, что камера сгорания ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, содержащая магистрали подвода горючего и окислителя, блок камеры со сверхзвуковым соплом, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена кольцевой формы, параллельно блоку камеры жестко соединена наружным выпуклым и внутренним изогнутым корпусами поворотного устройства с блоком камеры и сверхзвуковым соплом, и тракт охлаждения кольцевой камеры сгорания соединяется трактом охлаждения в изогнутом внутреннем корпусе поворотного устройства с трактом охлаждения блока камеры со сверхзвуковым соплом, а трактом охлаждения в наружном выпуклом днище и магистралью тракт охлаждения кольцевой камеры соединяется с магистралью на выходе из сверхзвукового сопла.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1, 2 и 3.
Камера сгорания ЖРД (фиг. 1) включает в себя:
- кольцевую камеру сгорания 1 с подводом горючего из магистрали 2 и окислителя из магистрали 3, магистраль подвода горючего на охлаждение камеры сгорания 4, тракт охлаждения камеры сгорания 5;
- поворотное устройство 6 с наружным выпуклым корпусом 7, и трактом охлаждения 8; внутренний изогнутый корпус 9 с трактом охлаждения 10;
- блок камеры 11 со сверхзвуковым соплом 12 и трактом охлаждения 13;
- магистраль 14 на выходе из сверхзвукового сопла 12;
- магистраль 15, соединяющую тракт охлаждения 5 кольцевой камеры сгорания с магистралью на выходе из сопла 14.
На фиг. 2 показаны фрагменты сварных соединений кольцевой камеры сгорания 1 с наружным выпуклым корпусом 7 поворотного устройства 6.
На фиг. 3 показаны фрагменты сварных соединений кольцевой камеры сгорания 1 с внутренним изогнутым корпусом 9 поворотного устройства 6.
Камера сгорания работает следующим образом.
По соответствующим командам подается горючее из магистрали 2 в головку и на охлаждение камеры из магистрали 4, из магистрали 3 окислитель поступает в головку. В кольцевой камере сгорания 1 происходит поджиг компонентов топлива и продукты сгорания из газовой полости кольцевой камеры через поворотное устройство 6 поступают в блок камеры сгорания 11 и через критическое сечение попадают в сверхзвуковое сопло 12 для расширения и создания тяги двигателя.
Горючее из магистрали 4, пройдя по тракту охлаждения 5 кольцевой камеры сгорания 1, разделяется на два потока. Основная часть горючего поступает через тракт охлаждения 10 изогнутого днища 9 в охлаждающий тракт 13 блока камеры 11 и через тракт охлаждения сверхзвукового сопла 12 попадает в выходную магистраль 14.
Другая часть горючего через тракт охлаждения 8 в выпуклом корпусе 7 поворотного устройства 6 и магистраль 15 попадает в выходную магистраль 14.
В результате охлаждения развитой поверхности камеры сгорания 4 после смешения потоков горючего в выходной магистрали 14 реализуется поток с повышенным теплосодержанием, который в дальнейшем поступает на турбину. Наличие развитой поверхности охлаждения в выпуклом корпусе снижает гидравлическое сопротивление.
Предложенное техническое решение уменьшает линейный размер двигателя, обеспечивает получение дополнительного набора тепла для повышения энергетических характеристик двигателя и снижает в охлаждающем тракте двигателя гидравлическое сопротивление.
Claims (1)
- Камера сгорания ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, содержащая магистрали подвода горючего и окислителя, блок камеры со сверхзвуковым соплом, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена кольцевой формы, параллельно блоку камеры соединена наружным выпуклым и внутренним изогнутым корпусами поворотного устройства с блоком камеры и сверхзвуковым соплом, и тракт охлаждения кольцевой камеры сгорания соединяется трактом охлаждения в изогнутом внутреннем корпусе поворотного устройства с трактом охлаждения блока камеры со сверхзвуковым соплом, а трактом охлаждения в наружном выпуклом днище и магистралью тракт охлаждения кольцевой камеры соединяется с магистралью на выходе из сверхзвукового сопла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127092A RU2638420C1 (ru) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | Камера сгорания безгенераторного жрд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127092A RU2638420C1 (ru) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | Камера сгорания безгенераторного жрд |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2638420C1 true RU2638420C1 (ru) | 2017-12-13 |
Family
ID=60718812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127092A RU2638420C1 (ru) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | Камера сгорания безгенераторного жрд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2638420C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682466C1 (ru) * | 2018-06-21 | 2019-03-19 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера сгорания двухрежимного жрд, работающего по безгенераторной схеме |
| RU218122U1 (ru) * | 2022-11-11 | 2023-05-11 | Фонд перспективных исследований Южно-Уральского государственного университета | Многокамерная жидкостная ракетная двигательная установка с центральным телом и поворотными камерами сгорания |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0870990A1 (de) * | 1997-03-20 | 1998-10-14 | Asea Brown Boveri AG | Gasturbine mit toroidaler Brennkammer |
| RU2151318C1 (ru) * | 1999-04-06 | 2000-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
| WO2002029233A1 (fr) * | 2000-10-05 | 2002-04-11 | Federal State Unitary Enterprise Chemical Automatic Design Bureau (Cadb) | Chambre annulaire de moteur-fusee a propergol liquide |
| RU144217U1 (ru) * | 2013-12-30 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
| RU148623U1 (ru) * | 2013-12-30 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
-
2016
- 2016-07-05 RU RU2016127092A patent/RU2638420C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0870990A1 (de) * | 1997-03-20 | 1998-10-14 | Asea Brown Boveri AG | Gasturbine mit toroidaler Brennkammer |
| RU2151318C1 (ru) * | 1999-04-06 | 2000-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
| WO2002029233A1 (fr) * | 2000-10-05 | 2002-04-11 | Federal State Unitary Enterprise Chemical Automatic Design Bureau (Cadb) | Chambre annulaire de moteur-fusee a propergol liquide |
| RU144217U1 (ru) * | 2013-12-30 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
| RU148623U1 (ru) * | 2013-12-30 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682466C1 (ru) * | 2018-06-21 | 2019-03-19 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера сгорания двухрежимного жрд, работающего по безгенераторной схеме |
| RU218122U1 (ru) * | 2022-11-11 | 2023-05-11 | Фонд перспективных исследований Южно-Уральского государственного университета | Многокамерная жидкостная ракетная двигательная установка с центральным телом и поворотными камерами сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2345238C1 (ru) | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя | |
| US6928804B2 (en) | Pulse detonation system for a gas turbine engine | |
| US20180180289A1 (en) | Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor | |
| RU2391540C1 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя | |
| JP2006084171A (ja) | 改善されたコアシステムを有するガスタービンエンジンのための冷却システム | |
| US10969107B2 (en) | Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor | |
| RU2610624C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
| US10995669B2 (en) | Nozzle for combustors and gas turbine including the same | |
| RU2638420C1 (ru) | Камера сгорания безгенераторного жрд | |
| RU2392477C1 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя | |
| US11555471B2 (en) | Thrust chamber device and method for operating a thrust chamber device | |
| RU2422664C2 (ru) | Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя | |
| CN110168205B (zh) | 燃气涡轮发动机 | |
| RU2183761C2 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель малой тяги и способ запуска жидкостного ракетного двигателя малой тяги | |
| RU2640893C1 (ru) | Камера сгорания жрд, работающего с дожиганием генераторного газа | |
| US20210190012A1 (en) | Propulsion device for liquid propellant rocket engine | |
| RU2514863C1 (ru) | Система охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя | |
| RU2511785C1 (ru) | Система охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя | |
| RU2682466C1 (ru) | Камера сгорания двухрежимного жрд, работающего по безгенераторной схеме | |
| RU2681733C1 (ru) | Камера жрд | |
| RU2692598C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
| RU2480609C1 (ru) | Соосно-струйная форсунка | |
| RU2615883C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги (РДМТ) с многокаскадной камерой сгорания на газообразных водороде и кислороде | |
| RU2481485C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
| RU2480606C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190706 |