RU2649173C1 - Mixing head of liquid-propellant engine chamber - Google Patents

Mixing head of liquid-propellant engine chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2649173C1
RU2649173C1 RU2017116518A RU2017116518A RU2649173C1 RU 2649173 C1 RU2649173 C1 RU 2649173C1 RU 2017116518 A RU2017116518 A RU 2017116518A RU 2017116518 A RU2017116518 A RU 2017116518A RU 2649173 C1 RU2649173 C1 RU 2649173C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixing elements
liquid
mixing
generator gas
mixing head
Prior art date
Application number
RU2017116518A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Братухин
Павел Викторович Кафарена
Валентина Петровна Космачева
Сергей Петрович Хрисанфов
Original Assignee
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 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2017116518A priority Critical patent/RU2649173C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2649173C1 publication Critical patent/RU2649173C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44Feeding propellants
    • F02K9/52Injectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: rocketry.
SUBSTANCE: invention refers to rocket technology, namely to the liquid rocket engine that runs using the two-component fuel. Mixing head of the chamber of the liquid rocket engine, which operates according to the scheme with afterburning of the generator gas, contains the supply of generator gas, the body that has the channels for supplying the liquid component to the cavity of the mixing elements, the mixing elements that consist of concentrically connected rings, at the output of which the inclined openings are made that are connected to the supply cavity of the generating gas coming through the openings in the body, the opening in the center for the location of the ignition device, where the body with the mixing elements is a single one-piece construction, which is manufactured by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules, with the channel that has constant area for the supply of the fuel component.
EFFECT: invention provides for the reduced labor intensity and equipment, the exclusion of the braze welding and milling operations and for the increased reliability of the mixing head.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к жидкостному ракетному двигателю (ЖРД), работающему на двухкомпонентном топливе.The invention relates to rocket technology, namely to a liquid propellant rocket engine (LRE) operating on two-component fuel.

Известна конструкция смесительной головки камеры ЖРД, содержащая корпус, огневое днище и смесительные элементы, расположенные по концентрическим окружностям (патент РФ №2127820 от 13.08.1997 г.).The known design of the mixing head of the chamber of the rocket engine, containing a housing, a firing plate and mixing elements located in concentric circles (RF patent No. 2127820 from 08.13.1997).

Известна конструкция смесительной головки камеры сгорания ЖРД (патент РФ №2170841 С1 от 15.11.1999 г.), принятая за прототип. В данной конструкции смесительные элементы выполнены в виде концентрических колец.The known design of the mixing head of the combustion chamber of the rocket engine (RF patent No. 2170841 C1 of 11/15/1999), adopted as a prototype. In this design, the mixing elements are made in the form of concentric rings.

Недостатком данной конструкции является:The disadvantage of this design is:

- сложность изготовления (около 160 сборочных единиц и деталей);- the complexity of manufacturing (about 160 assembly units and parts);

- высокая трудоемкость и оснащаемость;- high complexity and equipment;

- выполнение пайки и сварки;- soldering and welding;

- проведение большого количества испытаний;- carrying out a large number of tests;

- увеличенное сопротивление из-за больших гидравлических потерь на входе и выходе по проточной части головки.- increased resistance due to large hydraulic losses at the inlet and outlet along the flowing part of the head.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки прототипа за счет применения технологии лазерного спекания гранул, которая позволяет изготовить цельную конструкцию смесительной головки.This invention eliminates these disadvantages of the prototype through the use of laser sintering technology of granules, which allows you to make an integral design of the mixing head.

Поставленная техническая задача решается с помощью смесительной головки камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержащей подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, согласно изобретению корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива.The stated technical problem is solved using the mixing head of the chamber of a liquid propellant rocket engine operating according to a scheme for burning the generator gas, comprising a supply of generator gas, a housing having channels for supplying a liquid component to the cavity of the mixing elements, mixing elements consisting of rings concentrically connected to each other, at the outlet of which inclined holes are made, connected to the cavity for supplying generator gas entering through holes in the housing, a hole in the center for I location of the ignition device, according to the invention, the housing with the mixing elements is a single integral structure made by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules with a constant path over the area for the fuel component to enter.

Такое исполнение конструкции позволяет уйти от сложных и трудоемких операций, существенно снижает сроки изготовления и повышает надежность работы смесительной головки камеры ЖРД. Кроме того, с постоянной площадью (из-за исключения входных и выходных потерь) позволяет понизить гидравлическое сопротивление на головке и повысить ее эффективность.This design allows you to get away from complex and time-consuming operations, significantly reduces manufacturing time and increases the reliability of the mixing head of the rocket engine chamber. In addition, with a constant area (due to the exclusion of input and output losses) it allows to reduce the hydraulic resistance on the head and increase its efficiency.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1, 2, 3, 4.The essence of the invention is illustrated by the circuits shown in FIG. 1, 2, 3, 4.

На фиг. 1 показана смесительная головка камеры, выполненная методом послойного порошкового лазерного спекания гранул. Смесительная головка включает в себя внутреннюю корпус 1, смесительные элементы 2, отверстия для подачи генераторного газа 3 в кольцевую полость 4, каналы для подачи жидкого компонента 5 в кольцевую полость 6, отверстие 7 для установки запального устройства. Вся конструкция представляет собой единую твердотельную деталь без пайки и сварки.In FIG. 1 shows a mixing head of a chamber made by layer-by-layer powder laser sintering of granules. The mixing head includes an inner housing 1, mixing elements 2, openings for supplying generator gas 3 to the annular cavity 4, channels for supplying the liquid component 5 to the annular cavity 6, an opening 7 for installing an ignition device. The whole structure is a single solid-state part without soldering and welding.

На фиг. 2 показан вид со стороны смесительных элементов 2. На виде представлена конструкция расположения отверстий подвода генераторного газа 3 относительно каналов подачи жидкого компонента 5.In FIG. 2 shows a side view of the mixing elements 2. The view shows the design of the arrangement of the openings for supplying the generator gas 3 relative to the supply channels of the liquid component 5.

На фиг. 3 представлен вид, на котором показана форма подводных каналов жидкого компонента 5.In FIG. 3 is a view showing the shape of the underwater channels of the liquid component 5.

На фиг.4 показан фрагмент смесительного элемента 2 с расположенными в нем наклонными отверстиями 8, через которые из полости 6 жидкий компонент попадает в полость 4 генераторного газа.Figure 4 shows a fragment of the mixing element 2 with inclined holes 8 located therein, through which from the cavity 6 the liquid component enters the cavity 4 of the generator gas.

Смесительная головка работает следующим образом.The mixing head operates as follows.

Генераторный газ после турбины поступает в газовод (не показан) и через отверстия 3 в корпусе 1 подается в кольцевые полости 4.The generator gas after the turbine enters the gas duct (not shown) and through the holes 3 in the housing 1 is fed into the annular cavity 4.

Жидкий компонент поступает в смесительную головку из входного коллектора (не показан) и через подводные каналы 5, соединенные со смесительными элементами 2 поступает в кольцевую полость 6. После этого жидкий компонент через наклонные отверстия 8 поступает на выходе в кольцевую полость 4 генераторного газа, где происходит их смешение и воспламенение от запального устройства (не показан), установленного в отверстие 7.The liquid component enters the mixing head from the inlet manifold (not shown) and through underwater channels 5 connected to the mixing elements 2 enters the annular cavity 6. After that, the liquid component through the inclined openings 8 enters the outlet to the annular cavity 4 of the generator gas, where their mixing and ignition from the ignition device (not shown) installed in the hole 7.

Таким образом, изготовление смесительной головки методом послойного порошкового лазерного спекания гранул позволяет снизить трудоемкость и оснащаемость, исключить операции пайки, сварки и фрезеровки, а также существенно снизить гидравлическое сопротивление и сроки изготовления и повысить надежность работы смесительной головки камеры ЖРД.Thus, the manufacture of the mixing head by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules allows one to reduce the complexity and equipment, eliminate soldering, welding and milling operations, as well as significantly reduce the hydraulic resistance and production time and increase the reliability of the mixing head of the LRE chamber.

Claims (1)

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержащая подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, отличающаяся тем, что корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива.A mixing head of a chamber of a liquid-propellant rocket engine operating in accordance with a generator gas afterburning circuit, comprising a supply of generator gas, a housing having channels for supplying a liquid component to the cavity of the mixing elements, mixing elements consisting of concentrically interconnected rings, at the outlet of which inclined openings connected to the cavity for supplying generator gas entering through openings in the housing, an opening in the center for the location of the ignition device, characterized the fact that the housing with mixing elements is a single integral structure made by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules with a constant path over the area for the fuel component to enter.
RU2017116518A 2017-05-11 2017-05-11 Mixing head of liquid-propellant engine chamber RU2649173C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116518A RU2649173C1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 Mixing head of liquid-propellant engine chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116518A RU2649173C1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 Mixing head of liquid-propellant engine chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2649173C1 true RU2649173C1 (en) 2018-03-30

Family

ID=61867067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116518A RU2649173C1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 Mixing head of liquid-propellant engine chamber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2649173C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680282C1 (en) * 2018-06-07 2019-02-19 Владислав Юрьевич Климов Mixing head of gas generator
RU2760603C1 (en) * 2021-07-06 2021-11-29 Владислав Юрьевич Климов Lpe combustion chamber mixing head
RU2787433C1 (en) * 2022-07-08 2023-01-09 Владислав Юрьевич Климов Mixing head of lre combustion chamber

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3424225A1 (en) * 1984-06-30 1986-01-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Method of undetachably fastening the injection nozzles in the injection head of rocket combustion chambers
US4650416A (en) * 1985-11-08 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force NF3 combustor for cylindrical laser
RU2170841C1 (en) * 1999-11-15 2001-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева Liquid-propellant rocket engine combustion chamber mixing head
RU175398U1 (en) * 2017-04-24 2017-12-04 Алексей Витальевич Солодовников LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3424225A1 (en) * 1984-06-30 1986-01-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Method of undetachably fastening the injection nozzles in the injection head of rocket combustion chambers
US4650416A (en) * 1985-11-08 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force NF3 combustor for cylindrical laser
RU2170841C1 (en) * 1999-11-15 2001-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева Liquid-propellant rocket engine combustion chamber mixing head
RU175398U1 (en) * 2017-04-24 2017-12-04 Алексей Витальевич Солодовников LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680282C1 (en) * 2018-06-07 2019-02-19 Владислав Юрьевич Климов Mixing head of gas generator
RU2760603C1 (en) * 2021-07-06 2021-11-29 Владислав Юрьевич Климов Lpe combustion chamber mixing head
RU2787433C1 (en) * 2022-07-08 2023-01-09 Владислав Юрьевич Климов Mixing head of lre combustion chamber
RU2791357C1 (en) * 2022-07-25 2023-03-07 Владислав Юрьевич Климов Mixing head of lre combustion chamber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11300295B2 (en) Fuel nozzle structure for air assist injection
US9920693B2 (en) Hollow-wall heat shield for fuel injector component
CN106133294A (en) gas turbine combustor, gas turbine, control device and control method
RU2649173C1 (en) Mixing head of liquid-propellant engine chamber
JP2016102646A (en) Combustor arrangement for gas turbine
RU2598963C2 (en) Multi-zone combustor
CN108426268B (en) Method of manufacturing a burner arrangement and burner arrangement for a gas turbine combustor
CN111936790B (en) Combustor and gas turbine provided with same
RU2013142309A (en) HEATING MODULE FOR EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM
JP2017106709A (en) Spiral injection nozzle
JP2016090222A (en) Combustor arrangement for gas turbine
CN111197766B (en) Combustor and gas turbine
RU105684U1 (en) MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA
RU2680282C1 (en) Mixing head of gas generator
RU2682466C1 (en) Combustion chamber of a dual-mode liquid propellant engine, working on a generator-free scheme
RU2705925C1 (en) Steam generator
RU2700482C1 (en) Liquid rocket engine chamber mixing head
RU2791357C1 (en) Mixing head of lre combustion chamber
RU2718105C1 (en) Liquid-propellant rocket engine chamber operating in gas-free scheme
RU2787433C1 (en) Mixing head of lre combustion chamber
RU2739851C2 (en) Rocket engine nozzle element
RU2700801C1 (en) Slit mixing head of liquid-propellant rocket engine chamber
RU2760602C1 (en) Lpe combustion chamber mixing head
RU2760603C1 (en) Lpe combustion chamber mixing head
RU2692598C1 (en) Liquid-propellant engine