UA98431C2 - Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector - Google Patents

Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector Download PDF

Info

Publication number
UA98431C2
UA98431C2 UAA201107964A UAA201107964A UA98431C2 UA 98431 C2 UA98431 C2 UA 98431C2 UA A201107964 A UAA201107964 A UA A201107964A UA A201107964 A UAA201107964 A UA A201107964A UA 98431 C2 UA98431 C2 UA 98431C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
nozzle
thrust vector
fuel
engine
gas
Prior art date
Application number
UAA201107964A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Николай Дмитриевич Коваленко
Галина Николаевна Коваленко
Наталия Петровна Сироткина
Original Assignee
Институт Технической Механики Нан Украины И Нка Украины
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 Институт Технической Механики Нан Украины И Нка Украины filed Critical Институт Технической Механики Нан Украины И Нка Украины
Priority to UAA201107964A priority Critical patent/UA98431C2/en
Publication of UA98431C2 publication Critical patent/UA98431C2/en

Links

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

The invention relates to rocket-space engineering and can be used as sustainer liquid rocket engine of the higher stages of carrier rockets and acceleration blocks of spacecrafts. A liquid rocket engine with afterburning of exhaust turbine generator gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector comprises a combustion chamber with supersonic nozzle, turbo-pump system for supply of fuel components with gas generator and with turbine of active type exhaust collector of which is connected by gas conduit to circular collector of the system for injection of exhaust turbine gas to the nozzle. For afterburning of generator gas and control of thrust vector of chamber of the engine in the wall in supersonic part of the nozzle jets are provided for injection of oxidation component of fuel connected with one circular collector divided with partitions into eight sections that are connected by a system of pipelines to high-pressure main of the engine. For control of thrust vector of the engine each two opposite in diameter sections that are placed in the planes for pitch and yaw control of thrust vector, connected to each other by a pipeline with distributor valve. The inlet branch pipe of each distributor valve is connected by a pipeline to distributor valve for supply of oxidation component to the system for thrust vector control and to intermediate sections of injection of oxidizer for afterburning of generator gas. Advantage of the invention is in increase of functionality of the system for the engine thrust vector control due to use of new pattern of distribution of losses of oxidation fuel component and increase of thrust vector control efficiency.

Description

Винахід належить до ракетно-космічної техніки і може бути використаний як маршовий рідинний ракетний двигун (РРД) верхніх ступенів ракет-носіїв та розгінних блоків космічних апаратів.The invention belongs to rocket and space technology and can be used as a cruise liquid rocket engine (RRD) of the upper stages of carrier rockets and booster units of space vehicles.

Відомі РРД зазначеного призначення з турбонасосною системою подачі компонентів палива і допалюванням відпрацьованого на турбіні газу в надзвуковій частині сопла (1).RRDs of the specified purpose are known with a turbopump system for supplying fuel components and afterburning the gas spent on the turbine in the supersonic part of the nozzle (1).

Недоліком двигуна по патенту (1) (з допалюванням вихлопного газу турбіни в надзвуковій частині сопла основної камери) є те, що в ньому не регулюється вектор тяги (ВТ), в зв'язку з цим різко зменшуються функціональні можливості і балістичні характеристики двигунної установки в цілому.The disadvantage of the engine according to the patent (1) (with afterburning of the turbine exhaust gas in the supersonic part of the nozzle of the main chamber) is that it does not regulate the thrust vector (VT), in connection with this, the functional capabilities and ballistic characteristics of the engine installation are sharply reduced in as a whole

Відомі з багатьох джерел, зокрема (2, 3, 4), механічні та термогазодинамічні способи та пристрої регулювання вектора тяги ракетного двигуна. Але використання у двигунах з допалюванням вихлопного турбінного газу в надзвуковій частині сопла (по зазначеному вище патенту 1) відомих пристроїв регулювання ВТ недоцільно або неможливо. Деякі відомі рішення по системі регулювання ВТ не сумісні з рішеннями по допалюванню вихлопного газу або потребують використання у складі двигуна додаткових пристроїв, агрегатів, систем, при цьому збільшується маса конструкції двигуна, зростають об'єм, термін і витрати коштів на відпрацювання двигуна в цілому.Mechanical and thermogasodynamic methods and devices for adjusting the thrust vector of a rocket engine are known from many sources, in particular (2, 3, 4). But the use in engines with the afterburning of exhaust turbine gas in the supersonic part of the nozzle (according to the above-mentioned patent 1) of known devices for regulating VT is impractical or impossible. Some known solutions for the VT regulation system are not compatible with solutions for exhaust gas afterburning or require the use of additional devices, units, and systems in the engine, while the mass of the engine structure increases, the volume, term, and costs of the engine as a whole increase.

Найбільш близьким аналогом двигуна (прототипом), де застосовано нові рішення, є рідинний ракетний двигун з допалюванням відпрацьованого на турбіні генераторного газу та з регульованим вектором тяги по патенту України на винахід Мо 94359.The closest analogue of the engine (prototype), where new solutions are applied, is a liquid rocket engine with afterburning of spent generator gas on the turbine and with an adjustable thrust vector according to the Ukrainian patent for the invention Mo 94359.

До загальних істотних ознак двигуна-прототипу і двигуна, що заявляється, відноситься те, що двигун установлено нерухомо і щільно компонується. Він містить в собі камеру згоряння з надзвуковим соплом, які охолоджуються регенеративно основними компонентами палива, турбонасосну систему подачі двох компонентів палива приблизно одного тиску в камеру згоряння двигуна і газогенератор, що генерує для турбіни робочий газ, з великим надлишком пального. Вихідний колектор турбіни сполучено газоводом з кільцевим колектором, виготовленим в середній частині надзвукового сопла і з'єднаним кільцевою Ііщілиною з внутрішнім простором сопла; на стінці сопла в зоні щілини вдуву в сопло генераторного газу виготовлено в одній площині поперечного перерізу сопла секції кільцевого колектора зCommon essential features of the prototype engine and the claimed engine include the fact that the engine is mounted stationary and tightly assembled. It contains a combustion chamber with a supersonic nozzle, which are cooled regeneratively by the main fuel components, a turbopump system for supplying two fuel components of approximately the same pressure to the engine combustion chamber, and a gas generator that generates working gas for the turbine with a large excess of fuel. The outlet manifold of the turbine is connected by a gas pipeline to the annular manifold made in the middle part of the supersonic nozzle and connected by an annular gap to the internal space of the nozzle; on the wall of the nozzle in the zone of the gap of injection into the nozzle of the generator gas is made in one plane of the cross-section of the nozzle section of the annular collector with

Зо форсунками вприску окислювального компонента палива в сопло, який з'єднано з трубопроводом, що відбирає окислюючий компонент з високонапірної магістралі двигуна.With nozzles for injecting the oxidizing component of the fuel into the nozzle, which is connected to a pipeline that takes the oxidizing component from the high-pressure main line of the engine.

Вісь симетрії кожної секції розташована в площинах керування польотом ступеня ракети щодо тангажа та курсу, кожні дві діаметрально протилежні секції вприску з'єднані між собою трубопроводом з гідророзподільником, який керований приводом за командами від системи керування польотом апарата, а вхідний патрубок кожного гідророзподільника каналів тангажа та курсу з'єднано з трубопроводами подачі окислюючого компонента для допалювання в соплі вихлопного генераторного газу, які можуть бути з'єднані безпосередньо, або з використанням додаткового гідророзподільника з високонапірною магістраллю двигуна до або після тракту камери.The axis of symmetry of each section is located in the flight control planes of the rocket stage with respect to pitch and heading, every two diametrically opposed injection sections are connected by a pipeline to a hydraulic distributor, which is controlled by an actuator under commands from the aircraft flight control system, and the inlet pipe of each hydraulic distributor of the pitch and of the course is connected to pipelines supplying the oxidizing component for afterburning in the nozzle of the exhaust generator gas, which can be connected directly, or using an additional hydraulic distributor with a high-pressure engine line before or after the chamber path.

Недоліком двигуна-прототипу є те, що він має неекологічну систему вприску окислюючого компонента в сопло в зв'язку з тим, що секції вприску мають великий кут сектора вприскуThe disadvantage of the prototype engine is that it has an unfriendly injection system of the oxidizer component in the nozzle due to the fact that the injection sections have a large angle of the injection sector

Вви-907, при цьому маємо великі втрати бокових сил від впливу кривизни поверхні сопла, а також маємо відносно невисоку ефективність взаємодії основного потоку сопла з керованим потоком окислювального компонента палива, що вприскується.Vvy-907, at the same time, we have large losses of lateral forces due to the influence of the curvature of the nozzle surface, and we also have a relatively low efficiency of interaction of the main flow of the nozzle with the controlled flow of the oxidizing component of the injected fuel.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення двигуна за рахунок застосування нових схемних і конструктивних рішень щодо вприску окислюючого компонента палива в сопло з метою регулювання вектора тяги двигуна-прототипу з урахуванням особливостей допалювання відпрацьованого на турбіні генераторного газу.The basis of the invention is the task of improving the engine through the use of new schematic and design solutions regarding the injection of the oxidizing component of the fuel into the nozzle in order to adjust the thrust vector of the prototype engine, taking into account the characteristics of the afterburning of the spent generator gas on the turbine.

Поставлена задача вирішується тим, що для регулювання ВТ використовується не увесь кільцевий колектор вприску, а тільки його чотири частини. Це досягається використанням нижченаведених варіантів виконання конструкції двигуна: - в кільцевому колекторі з форсунками вприску в сопло окислюючого компонента палива виготовлено вісім перегородок таким чином, що колектор стає розділеним на вісім секцій (дискретним). Вісь симетрії чотирьох секцій вприску розташована в площинах керування польотом ступеня ракети щодо тангажа і курсу; кожні дві діаметрально протилежні секції вприску окислювача (секції тангажа або курсу) з'єднані між собою трубопроводом з гідророподільником, який керований приводом за командами від системи керування польотом, вхідний патрубок кожного гідророзподільника, а також інші чотири секції з'єднані трубопроводами з високонапірною магістраллю двигуна, що подає окислювач в сопло для 60 допалювання генераторного газу;The problem is solved by the fact that not the entire annular injection manifold is used to adjust the VT, but only its four parts. This is achieved by using the following variants of the engine design: - eight partitions are made in the annular collector with injection nozzles of the fuel oxidizing component in such a way that the collector becomes divided into eight sections (discrete). The axis of symmetry of the four injection sections is located in the flight control planes of the rocket stage with respect to pitch and course; every two diametrically opposite oxidizer injection sections (pitch or heading sections) are connected by a pipeline to a hydraulic distributor, which is driven by a drive on commands from the flight control system, the inlet pipe of each hydraulic distributor, as well as the other four sections are connected by pipelines to the engine high-pressure line , which supplies the oxidizer to the nozzle for 60 afterburning the generator gas;

- з метою визначення оптимальних режимів допалювання вихлопного турбінного газу в сукупності з оптимальними режимами керування вектором тяги двигуна кут сектора кільцевого колектора вприску Ввп становить 30";- in order to determine the optimal modes of afterburning the exhaust turbine gas in combination with the optimal modes of control of the engine thrust vector, the angle of the sector of the VVP injection annular collector is 30";

Суть винаходу пояснюється кресленням на фіг. 1, де зображено схему двигуна з допалюванням вихлопного турбінного газу в надзвуковій частині сопла і системою газодинамічного регулювання вектора тяги.The essence of the invention is explained by the drawing in fig. 1, which shows the diagram of the engine with the afterburning of exhaust turbine gas in the supersonic part of the nozzle and the system of gas-dynamic adjustment of the thrust vector.

Ракетний двигун містить в собі камеру згоряння 1 з надзвуковим соплом 2, турбонасосну систему подачі компонентів палива в камеру, яка включає газогенератор 3, турбіну 4, насос окислювача 5, насос пального 6. По трубопроводах окислювача 7 і пального 8 компоненти палива після охолодження стінок камери надходять до камери згоряння 1. Одночасно по трубопроводах 9 і 10 компоненти палива надходять в газогенератор 3, де створюється генераторний газ з великим надлишком пального, який надходить на турбіну 4 і, віддавши частину енергії турбіні, надходить у вихлопний колектор 11. Вихлопний колектор 11 турбіни з'єднаний з кільцевим колектором 12 вдуву в сопло відпрацьованого на турбіні 4 генераторного газу, який розташовано у надзвуковій частині сопла і з'єднано щілиною 13 з проточною (внутрішньою) частиною сопла. В забезпечення рівномірності і стабільності геометричних характеристик щілини 13 стінки щілини з'єднані ребрами жорсткості 14, які рівномірно розташовані по периметру щілини 13. Вхідні паливні колектори окислювача 15 і пального 16 з охолоджуючими трактами камери закінчуються вихідними колекторами 17 і 18, з яких компоненти палива надходять у форсункову головку 19 камери згоряння 1. Для допалювання відпрацьованого на турбіні 4 генераторного газу на надзвуковій частині сопла виготовлено форсунки вприску окислювача 20, який надходить до форсунок із кільцевого колектора 21, виготовленого на стінці сопла і з'єднаного розгалуженою системою трубопроводів 22 і 25 3 вихідним колектором 17 окислюючого компонента. Для регулювання вектора тяги двигуна колектор вприску 21 окислюючого компонента палива в сопло 2 розділено перегородками 23 на вісім секцій. Чотири секції 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 (перетин А-А фіг. 2) розташовані в площинах керування ВТ по каналах тангажа і курсу. Кожні дві протилежні секції 21.1, 21.2 і 21.3, 21.4 з'єднані між собою трубопроводами 25.1 і 25.2 з гідророзподільниками 24.1 і 24.2, які керовані приводами 26.1 і 26.2, що з'єднані системою керування (СУ) вектором тяги по площинахThe rocket engine includes a combustion chamber 1 with a supersonic nozzle 2, a turbopump system for supplying fuel components to the chamber, which includes a gas generator 3, a turbine 4, an oxidizer pump 5, a fuel pump 6. Through the oxidizer 7 and fuel 8 pipelines, the fuel components after cooling the chamber walls enter the combustion chamber 1. At the same time, through pipelines 9 and 10, the fuel components enter the gas generator 3, where generator gas with a large excess of fuel is created, which enters the turbine 4 and, having given part of the energy to the turbine, enters the exhaust manifold 11. The exhaust manifold 11 of the turbine connected to the annular collector 12 of the injection into the nozzle of the spent generator gas on the turbine 4, which is located in the supersonic part of the nozzle and is connected by a gap 13 to the flow (inner) part of the nozzle. To ensure the uniformity and stability of the geometric characteristics of the gap 13, the walls of the gap are connected by stiffening ribs 14, which are evenly located along the perimeter of the gap 13. The input fuel collectors of the oxidizer 15 and fuel 16 with the cooling channels of the chamber end with the output collectors 17 and 18, from which the fuel components come into the nozzle head 19 of the combustion chamber 1. For the afterburning of the generator gas spent on the turbine 4, on the supersonic part of the nozzle, nozzles for the injection of the oxidizer 20 are made, which enters the nozzles from the annular collector 21, made on the wall of the nozzle and connected by a branched system of pipelines 22 and 25 3 output collector 17 of the oxidizing component. To adjust the thrust vector of the engine, the injection manifold 21 of the oxidizing fuel component in the nozzle 2 is divided by partitions 23 into eight sections. Four sections 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 (section A-A, Fig. 2) are located in the VT control planes along the pitch and heading channels. Each two opposite sections 21.1, 21.2 and 21.3, 21.4 are interconnected by pipelines 25.1 and 25.2 with hydraulic distributors 24.1 and 24.2, which are controlled by actuators 26.1 and 26.2, which are connected by the control system (SU) of the thrust vector along the planes

Зо тангажа і курсу. З метою визначення оптимальних режимів допалювання вихлопного турбінного газу в сукупності з оптимальними режимами керування вектором тяги двигуна кут сектора кільцевого колектора вприску Ввп становить 30". Інші чотири секції 21.5, 21.6, 21.7, 21.8 з'єднані між собою трубопроводом 28 з гідророзподільником 27, який керований приводом 29.From pitch and course. In order to determine the optimal modes of afterburning the exhaust turbine gas in combination with the optimal modes of control of the engine thrust vector, the angle of the Vvp injection annular manifold sector is 30". The other four sections 21.5, 21.6, 21.7, 21.8 are interconnected by a pipeline 28 with a hydraulic distributor 27, which driven by actuator 29.

Гідророзподільник 27 з приводом 29 встановлено в трубопровід 22 для розширення діапазону регулювання вектора тяги двигуна в одній із площин по тангажу або курсу без збільшення витрат окислювача для вприску в сопло. При цьому гідророзподільник 27 перерозподіляє витрати окислювача між системою регулювання вектором тяги (по розгалуженій системі трубопроводів 22) та системою допалювання вихлопного газу турбіни (по трубопроводу 28).The hydraulic distributor 27 with the drive 29 is installed in the pipeline 22 to expand the range of adjustment of the thrust vector of the engine in one of the pitch or heading planes without increasing the consumption of oxidizer for injection into the nozzle. At the same time, the hydraulic distributor 27 redistributes the oxidizer consumption between the traction vector control system (through the branched system of pipelines 22) and the afterburning system of the turbine exhaust gas (through the pipeline 28).

Пристрій працює таким чином.The device works like this.

Турбонасосна система 3, 4, 5, 6 подає компоненти палива по трубопроводах 7 і 8 до вхідних колекторів 15 і 16 з охолоджуючими трактами камери згоряння 1. Після охолодження камери згоряння підігріті компоненти палива надходять у вихідні колектори 17 і 18, з яких надходять у форсункову головку 19, згорають при оптимальному співвідношенні секундних витрат, продукти згоряння витікають із сопла і створюють реактивну тягу. По трубопроводах 9 і 10 компоненти палива, які відбираються із основних паливних трубопроводів 7 і 8, надходять в газогенератор 3. Генераторний газ із генератора З надходить на турбіну 4, із вихлопного колектора 11 він надходить до кільцевого колектора 12. З колектора 12 генераторний газ вдувається в надзвуковий потік сопла 2 через кільцеву щілину 13. Для допалювання вдуваного в сопло газу окислюючий компонент відбирається із колектора 17 і подається по магістралі 22 в розподільну гідросистему регулювання вектора тяги до гідророзподільників 24 і далі до колектора 21 форсунок вприску 20. В надзвуковій частині сопла 2 окислювач взаємодіє з генераторним газом, що вдувається, який таким чином допалюється, що підвищує реактивну тягу двигуна. При відсутності потреби в регулюванні вектора тяги гідророзподільниками 24 окислюючий компонент направляється рівномірно у всі секції колектора 21. Для регулювання вектора тяги по каналах тангажа і курсу гідророзподільники 24, за командами керування СУ на приводи 26, перерозподіляють витрати окислювача нерівномірно між протилежними секціями в залежності від необхідних бокових керуючих сил. При різних витратах окислювача в протилежних секціях створюються неврівноважені бокові сили і таким чином змінюється вектор тяги двигуна. Для 60 забезпечення максимальних бокових сил, наприклад, в площині тангажа, весь окислювач, що проходить через гідророзподільник 24.1, направляється в одну із секцій 21.1 або 21.2, в іншій може залишатися тільки витік. Аналогічно регулюється вектор тяги в площині курсу. Для збільшення бокових сил в системі регулювання вектора тяги двигуна гідророзподільник 27 зменшує витрати окислювача в секції допалювання вихлопного газу турбіни, які не задіяні в системі регулювання вектора тяги двигуна.The turbopump system 3, 4, 5, 6 supplies fuel components through pipelines 7 and 8 to the inlet manifolds 15 and 16 with the cooling paths of the combustion chamber 1. After cooling the combustion chamber, the heated fuel components enter the outlet manifolds 17 and 18, from which they enter the injector head 19, burn at the optimal ratio of second consumption, combustion products flow out of the nozzle and create jet thrust. Through pipelines 9 and 10, the fuel components, which are taken from the main fuel pipelines 7 and 8, enter the gas generator 3. The generator gas from the generator Z enters the turbine 4, from the exhaust manifold 11 it enters the ring manifold 12. From the manifold 12, the generator gas is blown into the supersonic flow of the nozzle 2 through the annular gap 13. For afterburning the gas blown into the nozzle, the oxidizing component is taken from the collector 17 and fed through the main line 22 into the distribution hydraulic system for adjusting the thrust vector to the hydraulic distributors 24 and further to the collector 21 of the injection nozzles 20. In the supersonic part of the nozzle 2 the oxidizer interacts with the injected generator gas, which is thus afterburned, increasing the thrust of the engine. If there is no need to adjust the thrust vector by the hydraulic distributors 24, the oxidizing component is sent evenly to all sections of the collector 21. To adjust the thrust vector along the pitch and heading channels, the hydraulic distributors 24, according to control commands of the control system to the drives 26, redistribute the oxidant consumption unevenly between the opposite sections depending on the required lateral control forces. At different oxidizer consumptions, unbalanced lateral forces are created in opposite sections and thus the thrust vector of the engine changes. To 60 provide maximum lateral forces, for example, in the pitch plane, all the oxidizer passing through the hydraulic distributor 24.1 is sent to one of the sections 21.1 or 21.2, in the other, only the leak can remain. Similarly, the thrust vector in the course plane is regulated. To increase the lateral forces in the engine thrust vector control system, the hydraulic distributor 27 reduces the oxidizer consumption in the exhaust gas afterburning section of the turbine, which is not involved in the engine thrust vector control system.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛREFERENCES

1. Патент на винахід 86966, Україна, МПК Г23НО/00. Спосіб допалювання відпрацьованого генераторного газу турбіни турбонасосного агрегату рідинного ракетного двигуна та пристрій для його застосування / Коваленко М. Д., Стрельніков Г.О., Коваленко Г.М, Хоменко О.В.,1. Patent for the invention 86966, Ukraine, IPC G23НО/00. The method of afterburning the spent generator gas of the turbine of the turbopump unit of the liquid rocket engine and the device for its application / Kovalenko M. D., Strelnikov G. O., Kovalenko G. M., Khomenko O. V.,

Коваленко Т.О., Сироткіна Н.П.; заявник і патентовласник Інститут технічної механіки НАНУ іKovalenko T.O., Syrotkina N.P.; the applicant and patent holder Institute of Technical Mechanics of the National Academy of Sciences and

НКАУ. - а200610599; заявл. 06.10.2006; опубл. 10.06.2009, Бюл. 11. - 16 с. 2. Ракети і космічні апарати конструкторського бюро "Південне". Під загальною редакцієюNKAU. - a200610599; statement 06.10.2006; published 10.06.2009, Bull. 11. - 16 p. 2. Missiles and space vehicles of the "Southern" design bureau. Under the general editorship

С.М. Конюхова. - Дніпропетровськ: ОСО "КолорГраф". - О0О РА "Тандем - У", 2001. - 240 с.S.M. Konyukhova. - Dnipropetrovsk: OSO "ColorGraf". - JSC "Tandem - U", 2001. - 240 p.

З. Коваленко Н.Д. Ракетньй двигатель как исполнительньій орган системь! управления полетом ракет / Н.Д. Коваленко. - Днепропетровск: ИТМ НАНУ и НКАУ, 2004. - 412 с. 4. Патент на винахід 86958, Україна, МПК РО2КУО/00, гО2КО/42. Рідинний ракетний двигун з регульованим вектором тяги / Коваленко М.Д., Стрельников Г.О., Коваленко Г.М., Хоменко О.В.,Z. Kovalenko N.D. The rocket engine as the executive body of the systems! control of rocket flight / N.D. Kovalenko. - Dnipropetrovsk: ITM of NASU and NKAU, 2004. - 412 p. 4. Patent for the invention 86958, Ukraine, IPC RO2KUO/00, gO2KO/42. Liquid rocket engine with adjustable thrust vector / M.D. Kovalenko, G.O. Strelnikov, H.M. Kovalenko, O.V. Khomenko,

Коваленко Т.О0., Сироткіна Н.П.; заявник і патентовласник Інститут технічної механіки НАНУ іKovalenko T.O., Syrotkina N.P.; the applicant and patent holder Institute of Technical Mechanics of the National Academy of Sciences and

НКАУ. - 2006 07625; заявл. 07.07.2006; опубл. 10.06.2009, Бюл. Мо 11. - 10 с. 5. Патент на винахід 94359, Україна, МПК РО2КУ/00, РО2КОУ/42. Рідинний ракетний двигун з допалюванням відпрацьованого на турбіні генераторного газу та з регульованим вектором тяги /NKAU. - 2006 07625; statement 07.07.2006; published 10.06.2009, Bull. Mo. 11. - 10 p.m. 5. Patent for the invention 94359, Ukraine, IPC RO2KU/00, RO2KOU/42. A liquid rocket engine with the afterburning of spent generator gas on the turbine and with an adjustable thrust vector /

Коваленко М.Д., Стрельников Г.О., Коваленко Г.М., Ігнатьєв О.Д., Коваленко Т.О., СироткінаKovalenko M.D., Strelnikov G.O., Kovalenko H.M., Ignatiev O.D., Kovalenko T.O., Syrotkina

Н.П.; заявник і патентовласник Інститут технічної механіки НАНУ і НКАУ. - а201005331; заявл. 30.04.2010; опубл. 26.04.2011, Бюл. Мо 8. - 10 с.N.P.; the applicant and patent holder is the Institute of Technical Mechanics of the National Academy of Sciences and the National Academy of Sciences. - a201005331; statement 04/30/2010; published 04/26/2011, Bul. Mo 8. - 10 p.

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Рідинний ракетний двигун з допалюванням в надзвуковій частині сопла відпрацьованого на турбіні генераторного газу та з регульованим вектором тяги, до складу якого входить камераFORMULA OF THE INVENTION A liquid rocket engine with afterburning in the supersonic part of the nozzle of the generator gas spent on the turbine and with an adjustable thrust vector, which includes a camera Зо згоряння з надзвуковим соплом, яка має охолоджуючі тракти з паливними вхідними і вихідними колекторами, турбонасосна система подачі компонентів палива з газогенератором, що працює на основних компонентах палива з великим надлишком пального, з активного типу турбіною, вихлопний колектор якої з'єднаний газоводом з кільцевим газовим колектором, виготовленим в середній частині надзвукового сопла з кільцевою щілиною вдуву відпрацьованого на турбіні генераторного газу, яка з'єднує порожнину колектора вдуву з порожниною сопла, а також форсунки вприску в сопло окислюючого компонента палива, виготовлені в стінці сопла із рівномірним розташуванням по периметру поперечного перерізу сопла і об'єднані одним паливним колектором, розділеним перегородками на секції, з'єднані системою трубопроводів з високонапірною магістраллю окислюючого компонента палива, який відрізняється тим, що в колекторі форсунок вприску в сопло окислюючого компонента палива виготовлено вісім перегородок, які розділяють його на вісім секцій, причому вісь симетрії чотирьох секцій вприску розташована в площинах керування польотом ступеня ракети щодо тангажа і курсу, кожні дві діаметрально протилежні секції вприску окислювача (секції тангажа або курсу) з'єднані між собою трубопроводами з гідророзподільниками, які керовані приводами за командами від системи керування польотом, при цьому вхідний патрубок кожного гідророзподільника, а також інші чотири секції з'єднані трубопроводами з високонапірною магістраллю двигуна, що подає окислювач в сопло для допалювання генераторного газу, а чотири секції вприску окислюючого компонента палива в сопло, які розташовані в площинах тангажа і курсу, виготовлено з оптимальним для регулювання вектора тяги кутом сектора вприску Ввп - 30".Combustion with a supersonic nozzle, which has cooling paths with fuel inlet and outlet manifolds, a turbopump system for supplying fuel components with a gas generator operating on the main fuel components with a large excess of fuel, with an active turbine type, the exhaust manifold of which is connected by a gas pipeline with an annular a gas collector made in the middle part of a supersonic nozzle with an annular slot for the injection of spent generator gas on the turbine, which connects the cavity of the injection collector with the cavity of the nozzle, as well as nozzles for injecting the oxidizing component of the fuel into the nozzle, made in the nozzle wall with a uniform location along the perimeter of the transverse cross-section of the nozzle and are united by one fuel collector divided by partitions into sections, connected by a pipeline system to the high-pressure main line of the oxidizing fuel component, which is distinguished by the fact that eight partitions are made in the manifold of the injectors for injecting the oxidizing component into the nozzle of the fuel oxidizing component, which separate it into eight sections, and the axis of symmetry of the four injection sections is located in the flight control planes of the rocket stage with respect to pitch and course, every two diametrically opposed oxidizer injection sections (pitch or course sections) are interconnected by pipelines with hydraulic distributors that are controlled by actuators under commands from flight control system, while the inlet nozzle of each hydraulic distributor, as well as the other four sections, are connected by pipelines to the high-pressure main of the engine, which supplies the oxidizer to the nozzle for afterburning the generator gas, and the four sections for injecting the oxidizer component of the fuel into the nozzle, which are located in the pitch planes and the course, made with the optimal angle of the VVP injection sector for adjusting the thrust vector - 30".
UAA201107964A 2011-06-23 2011-06-23 Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector UA98431C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201107964A UA98431C2 (en) 2011-06-23 2011-06-23 Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201107964A UA98431C2 (en) 2011-06-23 2011-06-23 Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA98431C2 true UA98431C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=52296973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201107964A UA98431C2 (en) 2011-06-23 2011-06-23 Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA98431C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7775460B2 (en) Combustion nozzle fluidic injection assembly
US9359973B2 (en) Multitube valveless pulse detonation engine
SG194622A1 (en) Ramjet including a detonation chamber and aircraft comprising such a ramjet
US20120145808A1 (en) Method and apparatus for variable exhaust nozzle exit area
RU2007102032A (en) ROCKET ENGINE, ROCKET ENGINE ACOUSTIC CHANNEL COLLECTOR AND METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF A SPECIFIC ROCKET ENGINE PULSE
US11236908B2 (en) Fuel staging for rotating detonation combustor
RU2520771C1 (en) Liquid-propellant engine with generator gas staged combustion cycle
US4707981A (en) Variable expansion ratio reaction engine
US3514957A (en) High speed propulsion engine
RU2403422C1 (en) Device and method (versions) to stabilise flame in turbojet engine afterburner chamber
US11555471B2 (en) Thrust chamber device and method for operating a thrust chamber device
UA98431C2 (en) Liquid-propellant engine with afterburning of exhaust turbine gas in supersonic part of the nozzle and with controlled thrust vector
Watanabe et al. Three-dimensional Numerical Simulation of Disk Rotating Detonation Engine; Unsteady Flow Structure
RU2709243C1 (en) Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector
WO2016039993A1 (en) Liquid propellant rocket engine with afterburner combustor
RU2380651C1 (en) Multistaged air-defense missile
RU2725345C1 (en) Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector
RU2380647C1 (en) Multistaged cruise missile
RU2727736C1 (en) Low-thrust liquid-propellant engine chamber
UA94359C2 (en) Fluid-propellant engine with afterburning of worked out on turbine generator gas and controlled thrust vector
RU2765219C1 (en) Liquid rocket engine made according to the configuration without afterburning in the chamber
UA103528C2 (en) Method for control of traction vector of liquid-propellant rocket engine and liquid-propellant rocket engine for its realization
RU2511986C2 (en) Hybrid rocket engine
WO2006056742A1 (en) Satellite launch system
RU2771254C1 (en) Chamber of a liquid rocket engine with a gas-dynamic method for controlling the thrust vector