Внутренняя оболочка сопла камеры жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к ракетным двигателям, использующим жидкое топливо, а именно к конструкции камеры жидкостного ракетного двигателя. Внутренняя оболочка сопла камеры жидкостного ракетного двигателя оживальной формы с выфрезерованными каналами охлаждающего тракта по наружной стороне, имеющая постоянную толщину огневой стенки, имеет толщину, уменьшающуюся в сторону большего диаметра так, что суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в любом сечении является величиной постоянной. Изобретение обеспечивает снижение массы «сухой» и залитой камеры жидкостных ракетных двигателей. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к ракетным двигателям, использующих жидкое топливо, а именно к конструкции камеры жидкостного ракетного двигателя.

Известна камера сгорания с соплом, внутренняя оболочка которого имеет оживальную форму с выфрезерованными каналами охлаждающего тракта по наружной стороне одинаковой глубины по всей длине оболочки (Гахун Г.Г. и др. «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей». М.: Машиностроение, 1989 г., стр.100-104).

Данная конструкция имеет переменную скорость потока охлаждающего рабочего тела, изменяющегося в большом диапазоне.

Технической задачей данной разработки является обеспечение заданного закона изменения гидравлических характеристик по длине охлаждающего тракта сопла, снижения массы «сухой» и залитой камеры, оптимизации охлаждения камеры в целом при заданных расходах охладителя.

Данная задача решается с помощью формирования внутренней оболочки сопла оживальной формы с выфрезерованными каналами охлаждающего тракта по наружной стороне, имеющей постоянную толщину огневой стенки, уменьшающуюся в сторону большего диаметра так, что суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в любом сечении изменяется по заранее заданному закону, например, обеспечивается постоянство скорости охлаждающего рабочего тела путем сохранения постоянной величины суммарной площади каналов охлаждающего тракта в любом сечении.

На фиг.1 изображена внутренняя оболочка сопла камеры жидкостного ракетного двигателя в разрезе 1, на фиг.2 - сечение А-А, на фиг.3 - сечение В-В.

Толщина оболочки t уменьшается в сторону большего диаметра, т.е. t₂<t_i<t₁, где t₁ - толщина стенки оболочки в месте наименьшего диаметра, a t₂ - толщина стенки оболочки в месте наибольшего диаметра оболочки, t_i - толщина стенки оболочки в i-той точке. δ - толщина огневой стенки, она постоянна по всей длине оболочки, S_i - площадь сечения одного канала охлаждающего тракта в любом сечении, n_i - количество каналов в любом сечении.

где

- суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в верхнем сечении (фиг.2);

- суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в нижнем сечении (фиг.3);

- суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в любом сечении.

При соблюдении такого равенства скорость потока охладителя будет постоянна по всей длине охлаждающего тракта сопла.

Такая конструкция оболочки позволяет обеспечивать заданный закон изменения гидравлических характеристик по длине охлаждающего тракта сопла, снижает массы «сухой» и залитой камеры, оптимизирует охлаждение камеры в целом при заданных расходах охладителя.

Внутренняя оболочка сопла камеры жидкостного ракетного двигателя оживальной формы с выфрезерованными каналами охлаждающего тракта по наружной стороне, имеющая постоянную толщину огневой стенки, отличающаяся тем, что толщина оболочки сопла уменьшается в сторону большего диаметра так, что суммарная площадь каналов охлаждающего тракта в любом сечении является величиной постоянной.