RU2703860C1 - Multi-chamber liquid-propellant engine - Google Patents

Multi-chamber liquid-propellant engine Download PDF

Info

Publication number
RU2703860C1
RU2703860C1 RU2019106472A RU2019106472A RU2703860C1 RU 2703860 C1 RU2703860 C1 RU 2703860C1 RU 2019106472 A RU2019106472 A RU 2019106472A RU 2019106472 A RU2019106472 A RU 2019106472A RU 2703860 C1 RU2703860 C1 RU 2703860C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bottom protection
cylindrical
engine
openings
chambers
Prior art date
Application number
RU2019106472A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иванович Демьянов
Сергей Николаевич Жеребчиков
Николай Васильевич Подгорный
Николай Борисович Шеменев
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 RU2019106472A priority Critical patent/RU2703860C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703860C1 publication Critical patent/RU2703860C1/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
    • F02K9/60Constructional parts; Details not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: rocket technics.
SUBSTANCE: invention relates to rocket engineering. Multi-chamber liquid-propellant rocket engine comprises common for all chambers turbo-pump unit, gas generator, automation and control units, frame, and installed in lower part of engine compartment bottom protection from thin-walled sheet material, for example titanium, with cylindrical openings, with nozzles installed through them, made with possibility of swinging chambers with pins, interacting with crossbars connected to frame, wherein on the outer part of the nozzles of the chambers there are circular collars with mating parts fixed thereon with gaps relative to cylindrical bottom protection openings with spherical blisters interacting with cylindrical shells of the bottom protection openings with formation of slotted gaps between them, and annular band on bottom protection periphery, uniformly connected to frame by one group of rods, pairwise and symmetrically arranged relative to openings, and in central part of ring bandage of bottom protection with frame in its central part by another group of rods, wherein above the cylinder bottom openings and equidistant to the cylindrical profiles of the circular openings cutouts and their cylindrical shells, annular tubular bandages are installed, which are rigidly connected to the bottom protection wall by means of cylindrical bushings uniformly located on the tubular band surface, and lateral parts oriented to engine longitudinal axis of symmetry, using shaped U-shaped shaped rods, with installed on the last adjusting elements of vertical displacements along longitudinal axis of the engine and retainers of end positions on ends of the shaped U-shaped profile rods located to the longitudinal axis of the engine, interacting with the circular band in the central part of the bottom protection.
EFFECT: invention reduces thermal effect of combustion products of chambers on engine units.
1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике, в которой создание жидкостных ракетных двигателей с донной тепловой защитой, предназначенной для уменьшения теплового и газодинамического воздействия продуктов сгорания работающих двигателей, является актуальной задачей.The invention relates to rocket technology, in which the creation of liquid-propellant rocket engines with bottom thermal protection, designed to reduce the thermal and gas-dynamic effects of the combustion products of running engines, is an urgent task.

Известны жидкостные ракетные двигатели, содержащие раму, донную защиту с цилиндрическим проемом с установленной через него с возможностью качания камерой с соплом, снабженной сферическим блистером, установленным с кольцевым зазором относительно обечайки цилиндрического проема донной защиты (см книгу В.А. Александров и др. Ракеты-носители. Под общ. ред. С.О. Осипова Ракеты-носители, стр. 186, рис. 5.10.)Known liquid rocket engines containing a frame, bottom protection with a cylindrical opening with a swinging chamber with a nozzle equipped with a spherical blister installed with an annular gap relative to the shell of the cylindrical opening of the bottom protection (see book by V.A. Aleksandrov and other Rockets carriers. Under the general editorship of S.O. Osipov, carrier rockets, p. 186, Fig. 5.10.)

В известном жидкостном ракетном двигателе обеспечивается защита агрегатов от теплового и газодинамического воздействия продуктов сгорания камер установкой сферического блистера с минимальным равномерным зазором относительно обечайки цилиндрического проема донной защиты. Кроме того, между блистером и обечайкой донной защиты может быть установлен уплотнительный элемент. Однокамерный жидкостный ракетный двигатель требует применения кардана для обеспечения управления вектором тяги и специальной системы управления по крену с использованием сопел крена, что не всегда возможно по схеме двигателя и связано с ростом массы или с потерей экономичности при выбросе управляющего, как правило, с низкой температурой, газа через сопла крена.In the known liquid rocket engine, the units are protected from the thermal and gas-dynamic effects of the combustion products of the chambers by installing a spherical blister with a minimum uniform clearance relative to the shell of the cylindrical bottom opening. In addition, between the blister and the shell of the bottom protection can be installed sealing element. A single-chamber liquid-propellant rocket engine requires the use of a cardan to ensure thrust vector control and a special roll control system using roll nozzles, which is not always possible according to the engine design and is associated with mass growth or loss of economy when the controller is thrown out, usually with a low temperature, gas through the nozzle roll.

Известны также многокамерные жидкостные ракетные двигатели, содержащие общий для всех камер турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты автоматики и регулирования, раму, и установленную в нижней части двигательного отсека донную защиту из тонкостенного листового материала, например, титана, с цилиндрическими проемами, с установленными через них соплами, выполненными с возможностью качания камер с цапфами, взаимодействующими с траверсами, соединенными с рамой, причем на внешней части сопел камер выполнены кольцевые бурты с закрепленными на них ответными частями с зазорами относительно цилиндрических проемов донной защиты сферическими блистерами, взаимодействующими с цилиндрическими обечайками проемов донной защиты с образованием щелевых зазоров между ними. По периферии донной защиты равномерно по внешней ее части установлены тяги, попарно и симметрично расположенные относительно проемов, взаимодействующие одними концами с силовым кольцевым бандажом на периферии тепловой защиты, а другими - с рамой в ее верхней периферийной части. В центральной части донная защита закреплена через кольцевой бандаж другой группой тяг также с рамой в ее верхней центральной части (см. Жидкостный ракетный двигатель, F02K 9/97 патент РФ №2524483 от 27.07.2014 - прототип).Also known are multi-chamber liquid-propellant rocket engines containing a turbopump assembly common to all chambers, a gas generator, automation and control units, a frame, and a bottom protection installed in the lower part of the engine compartment from thin-walled sheet material, for example, titanium, with cylindrical openings with installed through them nozzles made with the possibility of swinging chambers with trunnions interacting with traverses connected to the frame, and on the outer part of the nozzles of the chambers ring collars are made with fixed the mating parts on them with gaps with respect to the cylindrical openings of the bottom protection with spherical blisters interacting with the cylindrical shells of the openings of the bottom protection with the formation of gap gaps between them. On the periphery of the bottom protection, thrusts are evenly distributed over its outer part, pairwise and symmetrically located relative to the openings, interacting at one end with a power annular bandage at the periphery of the thermal protection, and at the other with the frame in its upper peripheral part. In the central part, the bottom protection is fixed through an annular bandage by another group of rods also with a frame in its upper central part (see Liquid rocket engine, F02K 9/97 RF patent No. 2524483 of 07.27.2014 - prototype).

В известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе обеспечивается возможность управления ракетой - носителем с высокой экономичностью не только по тангажу и рысканию, но и по крену за счет качания четырех камер в главных плоскостях стабилизации при малых осевых размерах двигателя. Донная защита препятствует попаданию продуктов сгорания камер в отсек размещения других агрегатов двигателя.In the well-known multi-chamber liquid-propellant rocket engine, it is possible to control a carrier rocket with high efficiency not only in pitch and yaw, but also in roll by swinging four chambers in the main stabilization planes with small axial dimensions of the engine. The bottom protection prevents the combustion products of the chambers from entering the compartment of other engine assemblies.

Однако, для многокамерных жидкостных ракетных двигателей, имеющих общий для всех камер турбонасосный агрегат, такой способ установки зазора затруднен и связан с необходимым ужесточением требований выполнения сборочных операций, а также с необходимым повышением точности изготовления сопрягаемых деталей и узлов по силовой цепочке начиная от сопл камер, цапф, траверс, рамы передачи силы тяги, рамы донной защиты, стенки донной защиты и ее цилиндрической обечайки проема, через который вставляется камера своим соплом. В таком жидкостном ракетном двигателе при сборке блоков камер с траверсами и рамой появляется неравномерность кольцевого зазора между блистером и кольцевой обечайкой донной защиты, усугубляемая и так малыми размерами кольцевого зазора и способностью тонкостенного материала при неравномерном нагреве и неравномерном динамическом воздействии терять первоначальную форму, отличную от плоской. Сложность обеспечения равномерного зазора связана также с тем, что выявление неравномерного результирующего зазора осуществляется в конце всего процесса сборки с уже готовыми собранными блистерами на камерах, траверсами и посадочными поверхностями рамы, когда из-за особенности конструкции устранить неравномерность кольцевого зазора приемлемыми способами затруднительно. Неравномерное увеличение кольцевого зазора в одной части и уменьшение его в диаметрально противоположной части приводит к повышенному проникновению продуктов сгорания в увеличенной части, чем при равномерном кольцевом зазоре, и к возможному соприкосновению блистера с цилиндрической обечайкой в зоне минимального зазора, что усугубляется наличием вибрации блистера, сопла камеры и рамы с донной защитой при работе жидкостного ракетного двигателя и особенно при "горячем" разделении ступеней при неравномерном ударном повышении донного давления при возвратном движении продуктов сгорания от сопел камер. Для возможности сборки и для обеспечения работы двигателя приходится увеличивать номинальные размеры кольцевого зазора, что приводит к проникновению горячих газов через кольцевые зазоры и увеличению теплового воздействия на агрегаты двигателя, повышающего их температуру, что не всегда допустимо. Кроме того при "горячем" разделении ступени с многокамерным жидкостным ракетным двигателем неравномерное динамическое воздействие продуктов сгорания на донную защиту приводит к неравномерной вдоль оси симметрии двигателя деформации донной защиты и к неравномерному кольцевому зазору между донной защитой и блистерами камер. Это происходит из-за недостаточной жесткости донной защиты в конкретных местах ее взаимодействия через зазоры с блистерами камер. Утолщение листового материала донной защиты приводит к росту массы многокамерного жидкостного ракетного двигателя. Добавление количества тяг, взаимодействующих с листовым материалом донной защиты в определенных ее точках и с центральной и периферийной частью рамы также приводит к неоправданному увеличению их количества и росту массы многокамерного жидкостного ракетного двигателя.However, for multi-chamber liquid-propellant rocket engines having a turbopump assembly common to all chambers, this method of setting the clearance is difficult and is associated with the necessary tightening of the requirements for assembly operations, as well as with the necessary increase in the accuracy of manufacturing mating parts and assemblies along the power chain starting from the nozzles of the chambers, trunnions, traverse, frames for transmitting traction force, frames for bottom protection, walls for bottom protection and its cylindrical shell of the opening through which the camera is inserted with its nozzle. In such a liquid-propellant rocket engine, when assembling camera blocks with traverses and a frame, an uneven ring gap appears between the blister and the bottom shell of the bottom shell, which is aggravated by the already small size of the ring gap and the ability of thin-walled material to lose its original shape when it is heated unevenly and doesn’t work dynamically; it’s different from the flat shape . The difficulty in ensuring a uniform gap is also associated with the fact that the identification of an uneven resulting gap is carried out at the end of the entire assembly process with ready-made assembled blisters on the chambers, traverses and landing surfaces of the frame, when it is difficult to eliminate the unevenness of the annular gap due to the design peculiarity. Uneven increase in the annular gap in one part and its decrease in the diametrically opposite part leads to increased penetration of the combustion products in the enlarged part than with a uniform annular gap, and to possible contact of the blister with a cylindrical shell in the zone of the minimum gap, which is aggravated by the presence of vibration of the blister nozzle chambers and frames with bottom protection during the operation of a liquid propellant rocket engine and especially during “hot” separation of steps with an uneven shock increase in the bottom yes phenomena during the return movement of combustion products from the nozzles of the chambers. For the possibility of assembly and to ensure the operation of the engine, it is necessary to increase the nominal dimensions of the annular gap, which leads to the penetration of hot gases through the annular gaps and to increase the thermal effect on the engine assemblies, increasing their temperature, which is not always permissible. In addition, during the "hot" separation of a stage with a multi-chamber liquid-propellant rocket engine, the uneven dynamic effect of combustion products on the bottom protection leads to uneven deformation of the bottom protection along the axis of symmetry of the engine and to an uneven annular gap between the bottom protection and blisters of the chambers. This is due to insufficient rigidity of the bottom protection in specific places of its interaction through gaps with camera blisters. Thickening of the sheet material of the bottom protection leads to an increase in the mass of a multi-chamber liquid rocket engine. Adding the number of rods interacting with the sheet material of bottom protection at certain points and with the central and peripheral part of the frame also leads to an unjustified increase in their number and an increase in the mass of a multi-chamber liquid propellant rocket engine.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и уменьшение теплового воздействия продуктов сгорания камер на агрегаты двигателя в отсеке за донной защитой при возвратном течении их от срезов сопел за счет обеспечения уменьшения монтажных кольцевых щелевых зазоров между блистерами и цилиндрическими проемами донной защиты и повышения жесткости донной защиты с одновременным обеспечением регулировки профиля донной защиты при сборке под выполненные положения камер и их блистеров.The objective of the invention is to eliminate the above drawbacks and reduce the thermal effect of the products of combustion of the chambers on the engine assemblies in the compartment behind the bottom guard when they return from the nozzle sections by reducing the mounting annular gap gaps between the blisters and the cylindrical openings of the bottom guard and increasing the rigidity of the bottom guard with at the same time ensuring adjustment of the bottom protection profile during assembly for the executed positions of the cameras and their blisters.

Указанная задача изобретения достигается тем, что в известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе над цилиндрическими проемами донной защиты и эквидистантно цилиндрическим профилям вырезов кольцевых проемов и их цилиндрическим обечайкам установлены кольцевые трубчатые бандажи, связанные жестко со стенкой листовой донной защиты с помощью равномерно расположенных по поверхности трубчатых бандажей цилиндрических втулок, а боковыми частями, ориентированными к продольной оси симметрии двигателя, - с помощью фасонных П-образных профильных стержней, с установленными на последних регулировочными элементами вертикальных перемещений вдоль продольной оси двигателя на расположенных к продольной оси двигателя концах фасонных П-образных профильных стержней, взаимодействующими с кольцевым бандажом в центральной части донной защиты.This objective of the invention is achieved by the fact that in the known multi-chamber liquid propellant rocket engine above the cylindrical openings of the bottom protection and the equidistant cylindrical profiles of the cutouts of the annular openings and their cylindrical shells, annular tubular bandages are mounted rigidly connected to the wall of the sheet bottom protection with uniformly arranged tubular bandages of cylindrical bandages bushings, and the side parts oriented to the longitudinal axis of symmetry of the engine, using shaped U-shaped profiled bars fitted with the last elements of the adjusting vertical movements along the longitudinal axis of the engine situated on the longitudinal axis of the engine shaped ends of U-shaped profiled rods, interacting with an annular shroud at the central portion of the bottom protection.

Задача изобретения достигается также тем, что регулировочные элементы выполнены в виде Z-образных кронштейнов со шпильками и гайками на полках и выполненными на профильных стержнях проушинами.The objective of the invention is also achieved by the fact that the adjusting elements are made in the form of Z-shaped brackets with studs and nuts on the shelves and eyelets made on profile rods.

Предлагаемое изобретение представлено на чертеже фиг. 1-8 (на фиг. 1- проекционный вид спереди на многокамерный жидкостный ракетный двигатель, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - аксонометрическая проекция многокамерного жидкостного ракетного двигателя, на фиг. 4 - донная защита отдельно в аксонометрической проекции, на фиг. 5 - элементы донной защиты (местный вид А и местный вид Б с фиг. 4), в том числе регулировочные элементы и фиксаторы конечного положения, на фиг. 6 - местный вид В с вида сверху (фиг. 2), где показан клапан горючего камеры, на фиг. 7 - разрез А-А камеры с блистером и с элементами донной защиты, на фиг. 8 - местный вид Г (с фиг. 7) с разреза А-А (фиг. 6) с изображением кольцевого зазора между блистером и элементами донной защиты), где показаны следующие агрегаты:The invention is presented in the drawing of FIG. 1-8 (in Fig. 1 is a projection front view of a multi-chamber liquid rocket engine, in Fig. 2 is a top view, in Fig. 3 is a perspective view of a multi-chamber liquid rocket engine, in Fig. 4 is a bottom protection separately in a perspective view, in Fig. 5 - elements of bottom protection (local view A and local view B from Fig. 4), including adjusting elements and end position locks, in Fig. 6 - local view B from top view (Fig. 2), where the valve of the combustible chamber is shown, in Fig. 7 is a section AA of the chamber with a blister and with bottom protection elements, in Fig. 8 is a local view G (with Fig. 7) from section AA (Fig. 6) with the image of the annular gap between the blister and the bottom protection elements), which shows the following units:

1. Камера;1. Camera;

2. Сопло;2. Nozzle;

3. Срез сопла;3. The nozzle cut;

4. Турбонасосный агрегат;4. Turbopump unit;

5. Газогенератор;5. Gas generator;

6. Рама;6. Frame;

7. Клапан пуска окислителя;7. Valve start oxidizer;

8. Клапан пуска горючего;8. Fuel start valve;

9. Клапан окислителя газогенератора;9. The valve of the oxidizer of the gas generator;

10. Клапан горючего газогенератора;10. The valve of a combustible gas generator;

11. Клапан горючего камеры;11. The valve of the fuel chamber;

12. Регулятор;12. Regulator;

13. Цапфа;13. Axle;

14. Цапфа;14. Axle;

15 Траверса;15 Traverse;

16. Траверса;16. Traverse;

17. Донная защита;17. Ground protection;

18. Цилиндрический проем;18. The cylindrical opening;

19. Тяга;19. Thrust;

20. Привалочная плоскость рамы;20. The mounting plane of the frame;

21. Продольная ось симметрии многокамерного жидкостного двигателя;21. The longitudinal axis of symmetry of the multi-chamber liquid engine;

22. Кольцевой бурт;22. Ring shoulder;

23. Сферический блистер;23. Spherical blister;

24. Цилиндрическая обечайка цилиндрического проема донной защиты;24. A cylindrical shell of a cylindrical bottom opening;

25. Кольцевой зазор;25. Ring clearance;

26. Продольная ось симметрии камеры;26. The longitudinal axis of symmetry of the chamber;

27. Цилиндрическая профильная вставка;27. Cylindrical profile insert;

28. Трубчатый кольцевой бандаж;28. Tubular annular bandage;

29. Стенка донной защиты;29. Wall bottom protection;

30. Цилиндрическая втулка;30. The cylindrical sleeve;

31. П-образный профильный стержень;31. U-shaped profile rod;

32. Регулировочный элемент;32. Adjusting element;

33. Фиксатор конечного положения;33. End position lock;

34. Часть профильного стержня, ориентированная к продольной оси симметрии двигателя;34. Part of the profile rod, oriented to the longitudinal axis of symmetry of the engine;

35. Центральная часть донной защиты;35. The central part of the bottom protection;

36. Z-образный кронштейн;36. Z-shaped bracket;

37. Шпилька;37. Hairpin;

38. Гайка;38. Nut;

39. Полка;39. Shelf;

40. Проушина;40. Eye;

41. Рулевая машинка.41. The steering machine.

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель содержит несколько, например, четыре, камеры 1 с соплами 2 и их срезами 3, турбонасосный агрегат 4, который выполнен общим для всех камер 1, газогенератор 5, раму 6, агрегаты автоматики, включающие клапан пуска окислителя 7, клапан пуска горючего 8, клапан окислителя 9 и горючего 10 для питания газогенератора 5, клапан горючего 11 на линии питания камеры 1 и регулятор 12 на линии горючего питания газогенератора 5. В камерах 1 выполнены цапфы 13 и 14, взаимодействующие с траверсами 15 и 16, установленными в нижней части рамы 6. Донная защита 17 установлена в нижней части многокамерного жидкостного ракетного двигателя, содержит цилиндрические проемы 18. Донная защита 17 закреплена за нижнюю часть рамы 5 с помощью тяг 19 параллельно привалочной плоскости 20 рамы 5. Цилиндрические проемы 18 донной защиты 17 выполнены равномерно вокруг продольной оси симметрии 21 многокамерного жидкостного двигателя. Камеры 1 установлены своими соплами 2 в цилиндрических проемах 18. Причем, установка камер 1 в цилиндрических проемах 18 выполнена по местам сборки камер 1 цапфами 13 и 14 в траверсах 15 и 16, далее траверс 15 и 16 в раме 5. Кроме того, камеры 1 выполнены в пределах назначенных допусков и фактической точности технологического оборудования. Камеры 1 с соплами 2, с цапфами 13 и 14 выполнены с возможностью качания в траверсах 15 и 16. Траверсы 15 и 16 соединены с рамой 5. На внешних частях сопел 2 камер 1 выполнены кольцевые бурты 22. На внешних частях сопел 2 установлены сферические блистеры 23, взаимодействующие с цилиндрическими обечайками 24 цилиндрических проемов 18 донной защиты 17 с образованием кольцевых зазоров 25 между ними. Кольцевой бандаж 26 на периферии донной защиты 17, равномерно связан с рамой 6 одной группой тяг 19, попарно и симметрично расположенных относительно проемов 18, и в центральной части донной защиты 17 с рамой в ее центральной части другой группой тяг 19. Над цилиндрическими проемами 18 донной защиты 17 и эквидистантно цилиндрическим профилям 27 вырезов кольцевых проемов 18 и их цилиндрическим обечайкам проемов 18 донной защиты 17 установлены кольцевые трубчатые кольцевые бандажи 28, связанные жестко со стенкой 29 листовой донной защиты 17 с помощью равномерно расположенных по поверхности трубчатых бандажей 28 цилиндрических втулок 30, а боковыми частями, ориентированными к продольной оси симметрии двигателя 21, - с помощью фасонных П-образных профильных стержней 31, с установленными на последних регулировочными элементами 32 вертикальных перемещений вдоль продольной оси двигателя и фиксаторами конечных положений 33 на расположенных к продольной оси двигателя концах 34 фасонных П-образных профильных стержней 31, взаимодействующими с трубчатым кольцевым бандажом 28 в центральной части 35 донной защиты 17. Регулировочные элементы 32 выполнены в виде Z-образных кронштейнов 36 со шпильками 37 и гайками 38 на полках 39 и на ориентированных к продольной оси симметрии двигателя 21 частях 34 П-образных профильных стержней 31 проушинами 40. Для управления вектором тяги в многокамерном жидкостном ракетном двигателе установлены рулевые машинки 41, взаимодействующие с одной стороны с рамой 6, а другой - с камерами 1 в их верхней части.A multi-chamber liquid-propellant rocket engine contains several, for example, four, chambers 1 with nozzles 2 and their sections 3, a turbopump 4, which is common to all chambers 1, a gas generator 5, a frame 6, automation units including an oxidizer start valve 7, a start valve fuel 8, an oxidizer valve 9 and fuel 10 for powering the gas generator 5, a fuel valve 11 on the power line of chamber 1 and a regulator 12 on the fuel line of gas generator 5. In chambers 1, trunnions 13 and 14 are made, interacting with traverses 15 and 16 installed in lower h frame 6. The bottom protection 17 is installed in the lower part of the multi-chamber liquid rocket engine, contains cylindrical openings 18. The bottom protection 17 is fixed to the lower part of the frame 5 using rods 19 parallel to the mating plane 20 of the frame 5. The cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 are made uniformly around the longitudinal axis of symmetry 21 of the multi-chamber liquid engine. The chambers 1 are installed by their nozzles 2 in the cylindrical openings 18. Moreover, the installation of the chambers 1 in the cylindrical openings 18 is made at the places of assembly of the chambers 1 with pins 13 and 14 in the traverses 15 and 16, then the traverse 15 and 16 in the frame 5. In addition, the cameras 1 fulfilled within the assigned tolerances and the actual accuracy of the process equipment. Chambers 1 with nozzles 2, with pins 13 and 14 are made with the possibility of swinging in traverses 15 and 16. Traverses 15 and 16 are connected to the frame 5. On the outer parts of the nozzles 2 of the chambers 1, annular collars 22 are made. On the outer parts of the nozzles 2 there are spherical blisters 23, interacting with the cylindrical shells 24 of the cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 with the formation of annular gaps 25 between them. An annular bandage 26 on the periphery of the bottom protection 17 is uniformly connected with the frame 6 by one group of rods 19, pairwise and symmetrically located relative to the openings 18, and in the central part of the bottom protection 17 with the frame in its central part by another group of rods 19. Above the cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 and equidistant to the cylindrical profiles 27 of the cutouts of the annular openings 18 and their cylindrical shells of the openings 18 of the bottom protection 17 installed annular tubular annular bandages 28, rigidly connected with the wall 29 of the sheet bottom protection 17 using equal 28 cylindrical bushings 30 measured along the surface of the tubular bandages 28, and with side parts oriented to the longitudinal axis of symmetry of the engine 21, with the help of shaped U-shaped profile rods 31, with vertical adjustments 32 installed along the longitudinal axis along the longitudinal axis of the engine and end clamps positions 33 at the ends 34 of the shaped U-shaped profile rods 31 located to the longitudinal axis of the engine, interacting with the tubular annular bandage 28 in the central part 35 of the bottom th protection 17. The adjusting elements 32 are made in the form of Z-shaped brackets 36 with studs 37 and nuts 38 on the shelves 39 and on the 21 parts 34 of the U-shaped profile rods 31 with eyes 40 oriented to the longitudinal axis of symmetry of the engine. To control the thrust vector in multi-chamber liquid propellant rocket engine installed steering machines 41, interacting on one side with the frame 6, and the other with cameras 1 in their upper part.

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель работает следующим образом. При окончательной сборке перечисленных выше входящих в многокамерный жидкостный ракетный двигатель узлов и деталей контролируется равномерность кольцевых зазоров 25 между сферическими блистерами 23 и цилиндрическими обечайками 24 цилиндрических проемов 18 донной защиты 17. При сборке кольцевой зазор 25 между сферическим блистером 23 и цилиндрической обечайкой проема донной защиты 24 даже в пределах допустимых размеров получается неравномерным по высоте и диаметру цилиндрического проема 18 в конце всего процесса сборки с уже готовыми собранными сферическими блистерами 23 на соплах 2 камер 1, траверсами 15 и 16 и рамой 6. Причем, для каждой камеры 1 кольцевые зазоры 25 получаются со своими размерами как по высоте так и по диаметрам. За счет регулировочных элементов 32, а именно шпилек 37 и гаек 38 фасонные П-образные профильные стержни 31 перемещаются проушинами 40 вдоль продольной оси симметрии 21, опираясь на Z-образные кронштейны 36 и таким образом вместе с тягами 19 и трубчатыми кольцевыми бандажами 28 обеспечивают регулировку размеров кольцевых зазоров 25 для каждой камеры 1 в отдельности в пределах упругих деформаций стенки донной защиты 29 по высоте. При достижении необходимых размеров кольцевого зазора 25 регулировочные элементы 32 с помощью фиксаторов конечного положения 33 фиксируются, причем на каждой камере 1 в отдельности, чем обеспечиваются минимальные равномерные кольцевые зазоры 25 на всех камерах 1 в отдельности вне зависимости друг от друга. Это уменьшает тепловое воздействие продуктов сгорания камер 1 на агрегаты двигателя в отсеке за донной защитой 17 при возвратном течении их от срезов сопел 2 за счет обеспечения уменьшения монтажных кольцевых зазоров 25 между сферическими блистерами 23 и цилиндрическими проемами 18 донной защиты 17 и повышения жесткости донной защиты 17 с одновременным обеспечением регулировки профиля донной защиты при сборке под выполненные положения камер 1 и их сферических блистеров 23.Multi-chamber liquid rocket engine operates as follows. During the final assembly of the above-mentioned assemblies and parts included in the multi-chamber liquid-propellant rocket engine, the uniformity of the annular gaps 25 between the spherical blisters 23 and the cylindrical shells 24 of the cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 is monitored. When assembling the annular gap 25 between the spherical blister 23 and the cylindrical shell of the bottom protection aperture 24 even within the allowable dimensions it turns out to be uneven in height and diameter of the cylindrical opening 18 at the end of the entire assembly process with the already assembled spherical blisters 23 on nozzles 2 of chambers 1, traverses 15 and 16 and frame 6. Moreover, for each chamber 1, annular gaps 25 are obtained with their sizes both in height and in diameter. Due to the adjusting elements 32, namely the studs 37 and nuts 38, the shaped U-shaped profile rods 31 are moved by the eyes 40 along the longitudinal axis of symmetry 21, relying on the Z-shaped brackets 36 and thus together with the rods 19 and the tubular ring braces 28 provide adjustment sizes of annular gaps 25 for each chamber 1 separately within the elastic deformations of the bottom protection wall 29 in height. Upon reaching the required dimensions of the annular gap 25, the adjusting elements 32 are fixed with the end position 33, and each chamber 1 separately, thereby ensuring the minimum uniform annular gaps 25 on all chambers 1 separately, independently of each other. This reduces the thermal effect of the combustion products of the chambers 1 on the engine assemblies in the compartment behind the bottom protection 17 when they return from the nozzle sections 2 by reducing the mounting annular gaps 25 between the spherical blisters 23 and the cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 and increasing the rigidity of the bottom protection 17 while ensuring the adjustment of the profile of the bottom protection during assembly under the fulfilled position of the cameras 1 and their spherical blisters 23.

В полете многокамерный жидкостный ракетный двигатель работает следующим образом. Окислитель поступает от клапана пуска окислителя 7 в турбонасосный агрегат 4, а далее через клапан окислителя 9 в газогенератор 5. Горючее поступает от клапана пуска горючего 8 в турбонасосный агрегат 4, а далее через капан горючего 10 и регулятор 12 в газогенератор 5. Продукты сгорания из газогенератора 5 поступают на турбину турбонасосного агрегата 4, а далее на четыре камеры 1.In flight, a multi-chamber liquid propellant rocket engine operates as follows. The oxidizing agent comes from the start valve of the oxidizer 7 to the turbopump unit 4, and then through the valve of the oxidizer 9 to the gas generator 5. The fuel comes from the start valve of fuel 8 to the turbopump unit 4, and then through the fuel valve 10 and regulator 12 to the gas generator 5. Combustion products from gas generator 5 enter the turbine of the turbopump unit 4, and then to four chambers 1.

Кроме того, горючее поступает от турбонасосного агрегата 4 через дроссель 50 и клапан горючего 11 на охлаждение камер 1. Управление вектором тяги осуществляется отклонением камер 1 в траверсах 15 и 16 с помощью рулевых машинок 41. За счет корректировки кольцевых зазоров 25 между сферическими блистерами 23 и цилиндрическими обечайками 24 цилиндрических проемов 18 донной защиты 17 не происходит превышение газодинамического и теплового воздействия продуктов сгорания камер 1 на двигательный отсек за донной защитой 17.In addition, the fuel comes from the turbopump unit 4 through the throttle 50 and the fuel valve 11 to cool the chambers 1. The thrust vector is controlled by the deflection of the chambers 1 in the traverses 15 and 16 using steering machines 41. By adjusting the annular gaps 25 between the spherical blisters 23 and cylindrical shells 24 of the cylindrical openings 18 of the bottom protection 17 does not exceed the gas-dynamic and thermal effects of the combustion products of the chambers 1 on the engine compartment behind the bottom protection 17.

Применение предлагаемого технического решения уменьшает тепловое воздействие продуктов сгорания камер на агрегаты двигателя в отсеке за донной защитой при возвратном течении их от срезов сопел за счет уменьшения монтажных кольцевых щелевых зазоров между блистерами и цилиндрическими проемами донной защиты с обеспечением равномерных кольцевых зазоров, чем обеспечивается расчетная рабочая температура агрегатов и надежность их работы.The application of the proposed technical solution reduces the thermal effect of the combustion products of the chambers on the engine assemblies in the compartment behind the bottom protection when they return from the nozzle sections by reducing the mounting annular gap gaps between the blisters and the cylindrical openings of the bottom protection ensuring uniform annular gaps, which ensures the calculated operating temperature units and the reliability of their work.

Claims (2)

1. Многокамерный жидкостный ракетный двигатель, содержащий общий для всех камер турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты автоматики и регулирования, раму, и установленную в нижней части двигательного отсека донную защиту из тонкостенного листового материала, например титана, с цилиндрическими проемами, с установленными через них соплами, выполненными с возможностью качания камер с цапфами, взаимодействующими с траверсами, соединенными с рамой, причем на внешней части сопел камер выполнены кольцевые бурты с закрепленными на них ответными частями с зазорами относительно цилиндрических проемов донной защиты сферическими блистерами, взаимодействующими с цилиндрическими обечайками проемов донной защиты с образованием щелевых зазоров между ними, и кольцевым бандажом на периферии донной защиты, равномерно связанным с рамой одной группой тяг, попарно и симметрично расположенных относительно проемов, и в центральной части кольцевого бандажа донной защиты с рамой в ее центральной части другой группой тяг, отличающийся тем, что над цилиндрическими проемами донной защиты и эквидистантно цилиндрическим профилям вырезов кольцевых проемов и их цилиндрическим обечайкам установлены кольцевые трубчатые бандажи, связанные жестко со стенкой донной защиты с помощью равномерно расположенных по поверхности трубчатых бандажей цилиндрических втулок, а боковыми частями, ориентированными к продольной оси симметрии двигателя, с помощью фасонных П-образных профильных стержней, с установленными на последних регулировочными элементами вертикальных перемещений вдоль продольной оси двигателя и фиксаторами конечных положений на расположенных к продольной оси двигателя концах фасонных П-образных профильных стержней, взаимодействующими с кольцевым бандажом в центральной части донной защиты.1. A multi-chamber liquid-propellant rocket engine containing a turbopump assembly common to all chambers, a gas generator, automation and regulation units, a frame, and a bottom protection installed in the lower part of the engine compartment from thin-walled sheet material, such as titanium, with cylindrical openings with nozzles installed through them made with the possibility of swinging chambers with pins, interacting with traverses connected to the frame, and on the outer part of the nozzles of the chambers are made circular collars with fixed on them by parts with gaps relative to the cylindrical openings of the bottom protection with spherical blisters interacting with the cylindrical shells of the openings of the bottom protection with the formation of gap gaps between them, and an annular bandage on the periphery of the bottom protection, uniformly connected to the frame by one group of rods, pairwise and symmetrically located relative to the openings, and in the central part of the annular bandage of bottom protection with a frame in its central part by another group of rods, characterized in that over the cylindrical openings of the bottom protection In order to equidistant to the cylindrical profiles of the cutouts of the ring openings and their cylindrical shells, annular tubular bandages are mounted rigidly connected to the bottom protection wall using cylindrical bushings evenly spaced along the surface of the tubular bandages, and with shaped parts oriented along the longitudinal axis of symmetry of the engine using shaped P- shaped profile rods, with the adjusting elements of vertical displacements installed along the latter along the longitudinal axis of the engine and end clamps s positions located on the longitudinal axis of the motor ends of profiled U-shaped profiled rods, interacting with an annular shroud at the central portion of the bottom protection. 2. Многокамерный жидкостный ракетный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что регулировочные элементы выполнены в виде Z-образных кронштейнов со шпильками и гайками на полках и выполненными на ориентированных к продольной оси двигателя частях профильных стержней проушинами.2. A multi-chamber liquid-propellant rocket engine according to claim 1, characterized in that the adjusting elements are made in the form of Z-shaped brackets with studs and nuts on the shelves and made on the parts of the profile rods oriented to the longitudinal axis of the engine with lugs.
RU2019106472A 2019-03-06 2019-03-06 Multi-chamber liquid-propellant engine RU2703860C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106472A RU2703860C1 (en) 2019-03-06 2019-03-06 Multi-chamber liquid-propellant engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106472A RU2703860C1 (en) 2019-03-06 2019-03-06 Multi-chamber liquid-propellant engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703860C1 true RU2703860C1 (en) 2019-10-22

Family

ID=68318435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106472A RU2703860C1 (en) 2019-03-06 2019-03-06 Multi-chamber liquid-propellant engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703860C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113184223A (en) * 2020-03-13 2021-07-30 北京星际荣耀空间科技股份有限公司 Engine supporting device and carrier rocket
RU2755363C1 (en) * 2021-01-19 2021-09-15 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chamber liquid propellant rocket engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3146589A (en) * 1958-11-12 1964-09-01 Atlantic Res Corp Rocket nozzle
GB1038485A (en) * 1962-10-17 1966-08-10 United Aircraft Corp Jet propulsion power plant
RU2524483C1 (en) * 2013-02-20 2014-07-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid propellant rocket engine
RU2611707C1 (en) * 2016-03-31 2017-02-28 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chambered liquid-propellant rocket engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3146589A (en) * 1958-11-12 1964-09-01 Atlantic Res Corp Rocket nozzle
GB1038485A (en) * 1962-10-17 1966-08-10 United Aircraft Corp Jet propulsion power plant
RU2524483C1 (en) * 2013-02-20 2014-07-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid propellant rocket engine
RU2611707C1 (en) * 2016-03-31 2017-02-28 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chambered liquid-propellant rocket engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113184223A (en) * 2020-03-13 2021-07-30 北京星际荣耀空间科技股份有限公司 Engine supporting device and carrier rocket
RU2755363C1 (en) * 2021-01-19 2021-09-15 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chamber liquid propellant rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2703860C1 (en) Multi-chamber liquid-propellant engine
EP3671039B1 (en) Multipoint fuel injection system with heat shield
US20120198851A1 (en) Traversing fuel nozzles in cap-less combustor assembly
US4304522A (en) Turbine bearing support
US20170146241A1 (en) Shell and tiled liner arrangement for a combustor
EP2952813B1 (en) Combustor with tiled liner
US7861531B2 (en) Fairing for a combustion chamber end wall
EP0471438A1 (en) Gas turbine engine combustor
RU2524483C1 (en) Liquid propellant rocket engine
EP2846097A2 (en) A gas turbine combustion chamber with tiles having film cooling apertures
JP2006207584A (en) Turbine engine stator including shape memory alloy and clearance control method
JP2017053343A (en) Bearing housing and related bearing assembly for gas turbine engine
US9470422B2 (en) Gas turbine structural mounting arrangement between combustion gas duct annular chamber and turbine vane carrier
EP1801503A2 (en) Combustor nozzle
RU2611707C1 (en) Multi-chambered liquid-propellant rocket engine
CN107849939A (en) Spoke mounting arrangement
RU2755363C1 (en) Multi-chamber liquid propellant rocket engine
RU2478535C1 (en) Carrier rocket tail compartment bottom protection
US2807139A (en) Air-jacketed combustion chambers for jet propulsion engines, gas turbines and the like
JP5268441B2 (en) Flange with axially extending bore for gas turbine engine clearance control
US20170037814A1 (en) Catalyst chamber with a catalyst bed embedded therein for a monopropellant thruster of a rocket engine
US11840994B2 (en) Multipoint fuel injection device
EP0841520B1 (en) Gas turbine engine combustor
RU2698780C1 (en) Propulsion system
RU2680282C1 (en) Mixing head of gas generator