RU2705919C1 - Liquid rocket engine chamber mixing head - Google Patents
Liquid rocket engine chamber mixing head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705919C1 RU2705919C1 RU2018143040A RU2018143040A RU2705919C1 RU 2705919 C1 RU2705919 C1 RU 2705919C1 RU 2018143040 A RU2018143040 A RU 2018143040A RU 2018143040 A RU2018143040 A RU 2018143040A RU 2705919 C1 RU2705919 C1 RU 2705919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavities
- annular
- fuel
- components
- bottoms
- 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
- F02K9/44—Feeding propellants
- F02K9/52—Injectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам летательных аппаратов, а именно к смесительным головкам камер жидкостных ракетных двигателей.The invention relates to power plants of aircraft, and in particular to the mixing heads of the chambers of liquid rocket engines.
Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано при создании смесительных головок жидкостных ракетных двигателей, работающих по генераторной схеме на компонентах кислород-керосин.Most effectively, the present invention can be used to create the mixing heads of liquid rocket engines operating according to a generator circuit based on oxygen-kerosene components.
Одним из основных направлений в развитии камер сгорания ЖРД является непрерывный рост тяги, экономичность и улучшение весовых характеристик. При этом происходит рост относительной расходонапряженности с одновременным повышением давления в камере сгорания, особенно в связи с созданием камер сгорания, работающих по схеме с дожиганием генераторного газа.One of the main directions in the development of LRE combustion chambers is a continuous increase in thrust, efficiency and improved weight characteristics. In this case, an increase in the relative flow rate with a simultaneous increase in pressure in the combustion chamber, especially in connection with the creation of combustion chambers operating according to the scheme with afterburning of the generator gas.
Дальнейшее повышение расходонапряженности с применением существующих конструкций головок камер сгорания с последовательным расположением полостей компонентов затруднительно вследствие увеличения скоростей газа в зоне смешения компонентов, так как это ослабляет процесс внедрения жидкости в газ и снижает экономичность камеры сгорания.A further increase in the flow rate using existing designs of the heads of the combustion chambers with a sequential arrangement of component cavities is difficult due to an increase in gas velocities in the component mixing zone, since this weakens the process of introducing liquid into the gas and reduces the efficiency of the combustion chamber.
Известна смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащая корпус с коллектором, пояса подачи жидкого компонента, соединенные с коллектором при помощи каналов, расположенные коаксиально и образующие кольцевые щели для подачи газообразного компонента, при этом каналы, соединяющие полости поясов с полостью коллектора, установлены входной частью в полости коллектора, а выходной - в полости пояса (Патент РФ №2291976, заявка: 2005128533/06 от 14.09.2005, МПК: F02K 9/52-прототип).A known mixing head of a chamber of a liquid propellant rocket engine, comprising a housing with a manifold, supply belts of a liquid component, connected to the collector by channels, arranged coaxially and forming annular slots for supplying a gaseous component, the channels connecting the cavity of the belts to the collector cavity, is installed by the input in the cavity of the collector, and the output in the cavity of the belt (RF Patent No. 2291976, application: 2005128533/06 from 09/14/2005, IPC:
Указанная смесительная головка работает следующим образом. Жидкий компонент из полости коллектора через каналы подается в отверстия, расположенные на кольцевых поясах, и далее в камеру сгорания. Настройка расхода каждого пояса жидкого компонента на свой расход для обеспечения требуемой равномерности расхода жидкого компонента через каждый пояс завесы обеспечивается путем доработки жиклеров, расположенных во входной части каждого канала. Трубки с каналами расположены в разных плоскостях, что обеспечивает малую степень зажатия сечения и, следовательно, пониженную скорость газа в зоне смешения. Генераторный газ подается через осевые кольцевые щели, образованные концентрично расположенными поясами, что обеспечивает подогрев жидкого компонента и улучшает процесс смесеобразования.The specified mixing head operates as follows. The liquid component from the reservoir cavity through the channels is fed into the holes located on the annular belts, and then into the combustion chamber. The adjustment of the flow rate of each belt of the liquid component to its flow rate to ensure the required uniformity of flow rate of the liquid component through each belt of the curtain is provided by finalizing the nozzles located in the inlet of each channel. The tubes with channels are located in different planes, which provides a small degree of clamping of the cross section and, therefore, a reduced gas velocity in the mixing zone. The generator gas is supplied through axial annular slots formed by concentrically arranged belts, which ensures heating of the liquid component and improves the process of mixture formation.
Основными недостатками являются сложность конструкции, недостаточно высокое качество смесеобразования.The main disadvantages are the complexity of the design, the insufficiently high quality of mixture formation.
Задачей изобретения является упрощение конструкции смесительной головки с улучшением качества смесеобразования.The objective of the invention is to simplify the design of the mixing head with improving the quality of mixing.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, согласно изобретению, содержит корпус с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, и образующими замкнутые кольцевые полости, объем которых монотонно уменьшается от периферии к центру, и открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed mixing head of the chamber of a liquid propellant rocket engine, according to the invention, comprises a housing with cavities for supplying fuel components, supply belts of components connected to the corresponding cavities of fuel components using channels, wherein the supply belts of fuel components are made in the form of shells located with respect to each other with annular gaps and forming closed annular cavities, the volume of which monotonously decreases from the periphery to the center , and opening into the combustion chamber, moreover, the annular cavities of the fuel components are evenly alternated between each other, while at the ends of the shells on the input side, end profiled bottoms are mounted, fastened together and with the body, and forming successive end annular cavities, moreover, in the indicated bottoms and cavities are made of isolated channels connecting the said end cavities through one with each other, while these annular cavities of the fuel components are connected to the corresponding tyami supply components through said end cavities formed shaped bottoms.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом и другими известными решениями в данной области техники показал, что изложенная совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию изобретения «новизна».A comparative analysis of the claimed invention with the prototype and other known solutions in the art showed that the set of features described is unknown from the existing level of technology, on the basis of which we can conclude that the technical solution meets the criteria of the invention of "novelty".
При анализе других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, а изложенная совокупность признаков не следует явным образом для специалиста из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».When analyzing other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and the set of features set out should not be explicitly for a specialist from the existing level of technology, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive level".
Соответствие предлагаемого технического решения критерию «промышленная применимость» следует из приведенного ниже примера конкретного выполнения смесительной головки камеры ЖРД.The compliance of the proposed technical solution with the criterion of "industrial applicability" follows from the following example of a specific embodiment of the mixing head of the rocket engine chamber.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез предложенной смесительной головки, на фиг. 2 - вид на головку со стороны огневого днища.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed mixing head, in FIG. 2 - view of the head from the side of the fire bottom.
Предложенная смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит корпус 1 с днищами 2 и 3 и полостями подачи окислителя 4 и горючего 5. Пояса подачи окислителя 6 и горючего 7 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 8, 9, 10, 11 и центральной трубки 12, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, и образующими замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания. Кольцевые полости подачи окислителя 6 и горючего 7 монотонно чередуются между собой. На торцах обечаек со стороны входа компонентов, установлены торцевые профилированные днища 13, 14, 15, 16 и 17, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы 18 и 19, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Кольцевые полости компонентов топлива 6 и 7 соединены с соответствующими полостями подачи компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.The proposed mixing chamber head of a liquid-propellant rocket engine comprises a
Предложенная смесительная головка работает следующим образом.The proposed mixing head operates as follows.
Окислитель подается в полость подачи окислителя 4 и из нее по каналам 18, поступает в соответствующие торцевые полости, образованные профилированными днищами 3, 13, 14, 15, 16 и 17. Из указанных полостей окислитель поступает в кольцевые полости окислителя 6, образованные обечайками 8, 9, 10, 11 и центральной трубкой 12, и из них, в виде сплошных полых колец, за исключением сплошной струи, поступающей из центральной трубки 12, в камеру сгорания для дальнейшего использования.The oxidizing agent is fed into the supply cavity of the oxidizing
Горючее подается в полость подачи горючего 5 и из нее по каналам 19, поступает в соответствующие торцевые полости, образованные профилированными днищами 3, 13, 14, 15, 16 и 17. Из указанных полостей горючее поступает в кольцевые полости горючего 7, образованные обечайками 8, 9, 10, 11 и центральной трубкой 12, и из них, в виде сплошных полых колец, в камеру сгорания для дальнейшего использования.The fuel is fed into the
За счет того, что кольцевые полости подачи окислителя 6 и горючего 7 монотонно чередуются между собой, при подаче окислителя и горючего в камеру сгорания в виде кольцевых поясов, происходит интенсивное смешивание компонентов между собой, что позволяет уменьшить потери, связанные с несовершенством системы смесеобразования, и повысить, тем самым, удельный импульс тяги жидкостного ракетного двигателя.Due to the fact that the annular cavities of the oxidizing
Пониженные скорости газа и возможность повышения скорости истечения жидкости с малыми потерями позволяет значительно повысить степень внедрения жидкости в газ и, тем самым, улучшить смесеобразование.Reduced gas velocities and the possibility of increasing the flow rate of the liquid with low losses can significantly increase the degree of liquid penetration into the gas and, thereby, improve mixture formation.
Использование предложенного технического решения позволит создать смесительную головку упрощенной конструкции, обеспечивающую повышенную полноту смесеобразования при пониженной скорости генераторного газа.Using the proposed technical solution will allow you to create a mixing head of a simplified design, providing increased completeness of mixing at a reduced speed of the generator gas.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143040A RU2705919C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Liquid rocket engine chamber mixing head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143040A RU2705919C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Liquid rocket engine chamber mixing head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2705919C1 true RU2705919C1 (en) | 2019-11-12 |
Family
ID=68579532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143040A RU2705919C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Liquid rocket engine chamber mixing head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2705919C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2291975C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-01-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of chamber of liquid rocket engine |
RU2291976C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-01-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of chamber of liquid rocket engine |
RU2324836C1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixer head of rocket liquid propellant system |
RU2345238C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2345237C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
-
2018
- 2018-12-06 RU RU2018143040A patent/RU2705919C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2291975C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-01-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of chamber of liquid rocket engine |
RU2291976C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-01-20 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of chamber of liquid rocket engine |
RU2324836C1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixer head of rocket liquid propellant system |
RU2345238C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
RU2345237C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4741154A (en) | Rotary detonation engine | |
RU2324836C1 (en) | Mixer head of rocket liquid propellant system | |
US8544280B2 (en) | Continuous detonation wave engine with quenching structure | |
RU2158841C2 (en) | Liquid-propellant thrust chamber and its casing | |
US6003301A (en) | Exhaust nozzle for multi-tube detonative engines | |
RU2291976C1 (en) | Mixing head of chamber of liquid rocket engine | |
RU2345238C1 (en) | Mixing head of liquid propellant rocket engine chamber | |
WO2000068566A2 (en) | Wave rotor detonation engine | |
CN109028148A (en) | Rotation detonating combustion device with fluid diode structure | |
CN113819491A (en) | Rotary detonation combustion chamber return-preventing air inlet structure | |
RU2291975C1 (en) | Mixing head of chamber of liquid rocket engine | |
US6244040B1 (en) | Gas generator for liquid propellant rockets | |
RU2705919C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2705924C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2705921C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2699898C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2699899C1 (en) | Liquid rocket engine chamber mixing head | |
RU2698171C1 (en) | Liquid-propellant engines chamber mixing head | |
RU2525787C1 (en) | Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head | |
RU2595005C2 (en) | Method of fuel combustion and detonation device for its implementation | |
RU2448268C1 (en) | Chamber of low-thrust rocket engine running on two-component anergolic gas fuel | |
RU2231668C1 (en) | Liquid propellant rocket engine combustion chamber injector assembly | |
RU2522119C2 (en) | Liquid-propellant rocket engine mixing head | |
RU2684701C1 (en) | Mixing head of lpe combustion chamber | |
RU2679073C1 (en) | Injector head of the lre chamber |