Жидкостный ракетный двигатель



Жидкостный ракетный двигатель
Жидкостный ракетный двигатель

 


Владельцы патента RU 2514582:

Болотин Николай Борисович (RU)

Изобретение относится к ракетной технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем турбонасосный агрегат, включающий установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего и дополнительный насос горючего и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего, при этом турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и вторую зону с центральным форсуночным блоком, имеющим дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена внутри первой зоны камеры сгорания. Выход из насоса окислителя соединен трубопроводом, содержащим клапаны окислителя, с камерой сгорания. Центральный форсуночный блок выполнен пустотелым, и его полость соединена осевым отверстием, проходящим внутри вала турбонасосного агрегата, с входом в дополнительный насос горючего. Изобретение обеспечивает уменьшение его поперечного габарита и веса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям - ЖРД, работающих на трех компонентах топлива; окислителе и двух горючих, и направлено на улучшение удельных характеристик и снижение затрат на запуск ракеты, на которой он установлен и на значительное улучшение ее многих характеристик: дальности полета и т.д. Наиболее оптимальный вариант использование в качестве окислителя жидкого кислорода, первого горючего - керосина, второго горючего - жидкого водорода.

Известен жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2095607, предназначенный для использования в составе космических разгонных блоков, ступеней ракетоносителей и как маршевый двигатель космических аппаратов, включает в себя камеру сгорания с регенеративным трактом охлаждения, насосы подачи компонентов - горючего и окислителя с турбиной на одном валу, в который введен конденсатор. Выход конденсатора по линии хладагента соединен с входом в камеру сгорания и с входом в тракт регенеративного охлаждения камеры сгорания. Выход из конденсатора по линии теплоносителя соединен с входом в насос одного из компонентов. Выход из насоса того же компонента сообщен с входом конденсатора по линии хладагента. Второй вход конденсатора сообщен с выходом турбины. Выход насоса другого компонента сообщен с входом в камеру сгорания. Недостатком двигателя является ухудшение кавитационных свойств насоса при перепуске конденсата.

Известны способ работы ЖРД и жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2187684. Способ работы жидкостного ракетного двигателя заключается в подаче компонентов топлива в камеру сгорания двигателя, газификации одного из компонентов в тракте охлаждения камеры сгорания, подводе его на турбину турбонасосного агрегата с последующим сбросом в форсуночную головку камеры сгорания. Часть расхода одного из компонентов топлива направляют в камеру сгорания, а оставшуюся часть газифицируют и направляют на турбины турбонасосных агрегатов. Отработанный на турбинах газообразный компонент смешивают с жидким компонентом, поступающим в двигатель при давлении, превышающем давление насыщенных паров получаемой смеси. Жидкостной ракетный двигатель содержит камеру сгорания с трактом регенеративного охлаждения, насосы подачи компонентов топлива и турбину. Двигатель содержит установленные последовательно перед насосом подачи одного из компонентов топлива основного турбонасосного агрегата насос бустерного турбонасосного агрегата и смеситель. Выход насоса основного турбонасосного агрегата соединен как с форсуночной головкой камеры сгорания, так и с трактом регенеративного охлаждения камеры сгорания. Тракт регенеративного охлаждения, в свою очередь, связан с турбинами основного и бустерного турбонасосных агрегатов, выходы которых соединены со смесителем.

Недостатком этой схемы является то, что тепловой энергии, снимаемой при охлаждении камеры сгорания, может оказаться недостаточно для привода турбонасосного агрегата двигателя очень большой мощности.

Известен ЖРД по патенту РФ на изобретение №2190114, МПК 7 F02K 9/48, опубл. 27.09.2002 г. Этот ЖРД включает в себя камеру сгорания с трактом регенеративного охлаждения, турбонасосный агрегат ТНА с насосами окислителя и горючего, выходные магистрали которых соединены с головкой камеры сгорания, основную турбину и контур привода основной турбины. В контур привода основной турбины входят последовательно соединенные между собой насос горючего и тракт регенеративного охлаждения камеры сгорания, соединенный с входом в основную турбину. Выход из турбины ТНА соединен с входом второй ступени насоса горючего.

Этот двигатель имеет существенный недостаток. Перепуск подогретого в тракте регенеративного охлаждения камеры сгорания горючего на вход во вторую ступень насоса горючего приведет к его кавитации. Большинство ЖРД используют такие компоненты топлива, что расход окислителя почти всегда больше расхода горючего. Следовательно, для мощных ЖРД, имеющих большую тягу и большое давление в камере сгорания, эта схема неприемлема, т.к. расхода горючего будет недостаточно для охлаждения камеры сгорания и привода основной турбины.

Кроме того, не проработана система запуска ЖРД, система воспламенения компонентов топлива и система выключения ЖРД и его очистки от остатков горючего в тракте регенеративного охлаждения камеры сгорания.

Известен жидкостный ракетный двигатель по патенту РФ на изобретение №2232915, опубл. 10.09.2003 г., который содержит камеру турбонасосный агрегат, газогенератор, систему запуска, средства для зажигания компонентов топлива и топливные магистрали. Выход насоса окислителя соединен с входом в газогенератор. Выход первой ступени насоса горючего соединен с каналами регенеративного охлаждения камеры и со смесительной головкой. Выход второй ступени насоса горючего соединен с регулятором расхода с электроприводом. Другой вход регулятора соединен с пусковым бачком со штатным горючим. Выход из регулятора соединен с газогенератором. Выход из газогенератора соединен с входом в турбину турбонасосного агрегата, выход из которой соединен со смесительной головкой. Регулятор расхода снабжен гидроприводом предварительной ступени, который через кавитирующий жиклер и гидрореле соединен с пусковым бачком со штатным горючим. Гидрореле соединено со второй ступенью насоса горючего. Дроссель, установленный на выходе первой ступени насоса горючего, выполнен совместно с управляемым клапаном предварительной ступени.

Недостатком является сложная пневмогидравлическая схема двигателя, наличие большого числа клапанов и регуляторов и обвязывающих трубопроводов и, как следствие, большой вес и низкая надежность и проблемы при запуске и выключении двигателя.

Известен: ЖРД по патенту РФ 2302547, опубл. 10.07.2007. Этот ЖРД содержит камеру сгорания с соплом, газогенератор и турбонасосный агрегат, содержащий насосы окислителя, горючего и пусковую турбину, также он содержит баллон воздуха высокого давления, подсоединенный через клапан к пусковой турбине, и запальные устройства на камере сгорания и газогенераторе.

Недостатки этой конструкции следующие

1. Форсирование ЖРД увеличением давления в камере сгорания ограничено давлением 200..250 атм. Дальнейшее увеличение давления потребует увеличения мощности турбины ТНА до сотен тыс. Квт, что теоретически возможно путем увеличения температуры газа перед турбиной ТНА, но не осуществимо из-за снижения прочности и ресурса деталей ротора турбины.

2. В ТНА одновременно используются горючее и окислитель очень высокого давления, при их взаимодействии возможны самовоспламенение, взрыв и разрушение ТНА.

3. ЖРД допускает только одноразовое включение в полете.

4. Недостаточно эффективен контроль работы ЖРД и сложности в управлении вектором тяги.

Многоразовое включение применяется на маломощных ЖРД последней ступени ракет-носителей. Использовать аналогичные системы воспламенения топлива на первых ступенях проблематично т.к. требует иметь мощный источник энергии для запуска ЖРД (раскрутки ротора ТНА и запальников) из-за больших расходов окислителя и горючего, часто имеющих низкую температуру (для криогенных компонентов топлива).

Задачей создания изобретения является улучшение удельных характеристик ЖРД, повышение его надежности и уменьшение затрат на запуск ракет.

Решение указанных задач достигнуто в жидкостном ракетном двигателе, содержащем турбонасосный агрегат, содержащий, в свою очередь, установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего и дополнительный насос горючего, и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего, отличается тем, что турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и вторую зону с центральным форсуночным блоком, имеющим дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена внутри первой зоны камеры сгорания. Выход из насоса окислителя соединен трубопроводом, содержащим клапаны окислителя с камерой сгорания. Центральный форсуночный блок выполнен пустотелым и его полость соединена осевым отверстием, проходящим внутри вала турбонасосного агрегата с входом в дополнительный насос горючего.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1 и 2, где

- на фиг.1 приведена схема ЖРД,

- на фиг.2 приведена конструкция камеры сгорания.

Жидкостный ракетный двигатель - ЖРД (фиг.1 и 2) содержит камеру 1 с камерой сгорания 2 с соплом 3, турбонасосный агрегат ТНА 4.

Камера 1 и ТНА 4 установлены соосно и последовательно.

Камера сгорания 2 (фиг.1 и 2) содержит цилиндрическую часть 5. Сопло 3 содержит сужающуюся часть 6, расширяющуюся часть 7 и главный коллектор горючего 8 в нижней части. Камере сгорания 2 выполнены двухзонной и содержит первую и вторую зоны 9 и 10 соответственно.

ТНА 4 содержит последовательно установленные на одном валу 11 снизу вверх: турбину 12, насос окислителя 13, насос горючего 14 и дополнительный насос горючего 15. Особенностью ТНА 4 является то, что турбина 12 установлена в камере сгорания 2, точнее в верху ее цилиндрической части 5 между первой и второй зонами, соответственно 9 и 10. При этом первая зона 9 камеры сгорания 2 выполнена кольцевой и содержит кольцевую головку 16 и кольцевой форсуночный блок 17. Кольцевой форсуночный блок 17 имеет форсунки окислителя 18 и горючего 19.

Во второй зоне 10 камеры сгорания 2 выполнен центральный форсуночный блок 20 с полостью 21 и в нем установлены дополнительные форсунки горючего 22.

Турбина 12 содержит сопловой аппарат 23, рабочее колесо 24, диск 25 и спрямляющий аппарат 26. ТНА 4 имеет три опоры 27....29 и уплотнение 30 (фиг.2).

Как сужающаяся часть 6, так и расширяющаяся часть 7 сопла 3 выполнены с возможностью регенеративного охлаждения (фиг.1 и 2) и содержат две стенки; внутреннюю стенку 31 и наружную стенку 32 с зазором 33 между ними для прохождения охлаждающего горючего. Полость зазора 33 сообщается с полостью 34 главного коллектора горючего 8. Внутри камеры сгорания 1 (фиг.1 и 2) выполнены верхняя плита 35, и нижняя плита 36 с зазором (полостью) между ними 37. Выше верхней плиты 30 выполнена полость 38. Внутри кольцевой головки 16 камеры сгорания 2 как упоминалось ранее, установлены форсунки окислителя 18 и форсунки горючего 19. Форсунки окислителя 18 сообщают полость 38 с внутренней полостью 39 камеры сгорания 1. Форсунки горючего 19 сообщают полость 37 с внутренней полостью 39. На кольцевой головке 16 камеры сгорания 2 установлены запальные устройства 40. К кольцевой головке 16 камеры сгорания 2 соединена несколькими трубопроводами 41, содержащими клапаны окислителя 42. Кольцевая головка 16 камеры сгорания 2 и насос окислителя 13 соединены промежуточным корпусом 43.

К главному коллектору горючего 8 присоединен трубопровод 44 с регулятором расхода 45 и клапаном 46. Другой конец трубопровода 44 соединен с выходом из дополнительного насоса горючего 15.

Вход в дополнительный насос горючего 15 трубопроводом 47, имеющим отсечной клапан 48, соединен с выходом из насоса горючего 14. Полость 21 центрального форсуночного блока 20 соединена с входом в дополнительный насос горючего 15 осевым отверстием 49, выполненным в валу 11.

Опора 29 установлена в промежуточном корпусе 43, который выполнен между ТНА 4 и камерой сгорания 2 и содержит защитную втулку 50, выполненную внутри первой зоны 9 камеры сгорания 2. Внутри защитной втулки 50 проходит вал 11, уплотненный относительно центрального форсуночного блока 20 уплотнением 51 (фиг.2).

Двигатель содержит систему продувки с баллоном 52 с инертным газом, трубопроводом 53 и клапаном 54. Трубопровод 53 соединен с главным коллектором горючего 8.

Запуск ЖРД осуществляется следующим образом.

Открывают клапаны окислителя 38 и клапаны 46 и 48.

Окислитель и горючее поступают в камеру сгорания 1 точнее в ее первую зону 9, где воспламеняются запальными устройствами 40 и сгорают при относительно низких температурах 500…700°C. Через дополнительные форсунки горючего 22 большая часть расхода горючего поступает во вторую зону, где сгорает при температуре от 3500 до 4000°C, обеспечивающей максимальную удельную тягу ЖРД.

Регулирование режима работы ЖРД осуществляется регулятором расхода 45. При этом изменяются расход продуктов сгорания через турбину 12 и температура продуктов сгорания на входе в нее.

Выключение ЖРД выполняется в обратном порядке. После закрытия всех клапанов окислителя 42 и горючего 46 и 48 открывают клапан продувки 54 и инертный газ из баллона 52 по трубопроводу 53 поступает в главный коллектор горючего 8, продувая камеру сгорания 2 двигателя для очистки от остатков горючего.

Применение изобретения позволит:

Уменьшить поперечные габариты ЖРД за счет размещения камеры сгорания и ТНА последовательно в одну линию вдоль одной общей оси

Уменьшить вес двигателя за счет отсутствия газогенератора. Функцию газогенератора выполняет первая зона камеры сгорания.

Упростить схему двигателя за счет уменьшения количества трубопроводов и совмещения функции вала и трубопровода.

Уменьшить вредное взаимное влияние горячих и холодных (работающих на криогенных компонентах топлива) узлов и агрегатов.

1. Жидкостный ракетный двигатель, содержащий турбонасосный агрегат, содержащий, в свою очередь, установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего и дополнительный насос горючего и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего, отличающийся тем, что турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и вторую зону с центральным форсуночным блоком, имеющим дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена внутри первой зоны камеры сгорания.

2. Жидкостный ракетный двигатель по п.1, отличающийся тем, что выход из насоса окислителя соединен трубопроводом, содержащим клапаны окислителя, с камерой сгорания.

3. Жидкостный ракетный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что центральный форсуночный блок выполнен пустотелым и его полость соединена осевым отверстием, проходящим внутри вала турбонасосного агрегата с входом в дополнительный насос горючего.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при проектировании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Целью предлагаемого изобретения является повышение энергетических возможностей ЖРД, выполненных по схеме с дожиганием генераторного газа.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокооборотным шнекоцентробежным насосам турбонасосных агрегатов дросселируемых жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в зенитных ракетах с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Зенитная ракета содержит головную часть, осесимметричный корпус с баками окислителя и горючего и ЖРД с камерой сгорания и турбонасосным агрегатом (ТНА), четыре радиально установленные управляющие сопла.

Изобретение относится к ракетной технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем турбонасосный агрегат, содержащий, в свою очередь, турбину, насосы окислителя и горючего и дополнительный насос горючего, и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего, отличающийся тем, что турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, при этом турбина выполнена внутри цилиндрической части камеры сгорания, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит дополнительные форсунки горючего на своей цилиндрической части ниже турбины.

Изобретение относится к подводному кораблестроению. Атомная подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, прочную рубку и спасательную всплывающую камеру, установленную внутри прочного корпуса под прочной рубкой, кормовую оконечность с гребным винтом со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, и, по меньшей мере, один ядерный реактор, соединенный трубопроводами контура циркуляции с турбогенератором, который электрическим кабелем соединен с аккумуляторами и с электродвигателем, ракетный отсек.

Изобретение относится к судостроению, преимущественно атомному подводному. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в ЖРД. .

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим на жидком водороде. .

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим на водороде. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей. .

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД), в частности к многокамерным ракетным двигателям. Жидкостный ракетный двигатель, включающий камеры (не менее двух) с трактами регенеративного охлаждения и смесительные головки; турбонасосную систему питания (ТНА) газогенераторов и камер двигателя; систему управления и регулирования, имеющую пускоотсечные клапаны, регулятор тяги и дроссель соотношения компонентов топлива, согласно изобретению турбонасосная система питания двигателя содержит два турбонасосных агрегата, питаемых двумя автономными окислительными газогенераторами, при этом первый и второй ТНА имеют одинаковую мощность и включают соосно установленные и последовательно расположенные на одном валу насос горючего, насос окислителя и газовую турбину, причем насос горючего второго ТНА выполнен двухступенчатым, кроме того, выходы из насосов горючего и окислителя первого ТНА соединены трубопроводами со входами насосов горючего и окислителя второго ТНА, насос окислителя второго ТНА соединен со смесительными головками указанных газогенераторов через трубопроводы, в которых установлены пускоотсечные клапаны, а выход из первой ступени насоса горючего второго ТНА соединен со смесительными головками камер двигателя через дроссель соотношения компонентов топлива, пускоотсечные клапаны, трубопроводы и тракты регенеративного охлаждения камер, а выход из второй ступени насоса горючего второго ТНА соединен со смесительными головками газогенераторов через трубопровод и регулятор тяги. Изобретение обеспечивает снижение динамических нагрузок на ТНА с одновременным увеличением тяги. 1 ил.

Изобретение относится к ракетной технике. Жидкостной ракетный двигатель, содержащий турбонасосный агрегат, содержащий установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего, и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего, и сопло с главным коллектором горючего и системой регенеративного охлаждения, согласно изобретению турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и верхним коллектором горючего и вторую зону с центральным форсуночным блоком, имеющим дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена между первой и второй зонами камеры сгорания. Выход из насоса окислителя соединен с камерой сгорания трубопроводом, содержащим клапан окислителя. Выход из насоса горючего соединен трубопроводами с главным и верхним коллекторами горючего. Турбина выполнена состоящей из соплового аппарата, рабочего колеса и спрямляющего аппарата с полостью внутри него, центральный форсуночный блок выполнен пустотелым и его полость соединена осевыми отверстиями через полость внутри спрямляющего аппарата с зазором регенеративного охлаждения сопла и второй зоны камеры сгорания. Изобретение обеспечивает улучшение удельных характеристик ЖРД, повышение надежности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетной технике. Жидкостный ракетный двигатель, содержащий турбонасосный агрегат, содержащий установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего, и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего и системой регенеративного охлаждения, согласно изобретению турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзонной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и верхним коллектором горючего, и вторую зону с центральным форсуночным блоком, выполненным в виде пустотелого цилиндра, имеющего осевые дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена между первой и второй зонами камеры сгорания, турбина выполнена состоящей из соплового аппарата, рабочего колеса и спрямляющего аппарата с полостью внутри него, центральный форсуночный блок выполнен пустотелым и его полость соединена осевым отверстиями через полость внутри спрямляющего аппарата с зазором регенеративного охлаждения сопла и второй зоны камеры сгорания, а полость внутри спрямляющего аппарата щелевыми отверстиями соединена с второй зоной. Выход из насоса окислителя соединен трубопроводом, содержащим клапана окислителя, с камерой сгорания. Выход из насоса горючего соединен трубопроводами с главным и верхним коллекторами горючего. Изобретение обеспечивает повышение удельных характеристик ЖРД и повышение его надежности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике. Жидкостный ракетный двигатель содержит турбонасосный агрегат, содержащий в свою очередь установленные на валу турбину, насосы окислителя и горючего, и камеру сгорания, имеющую цилиндрическую часть с форсунками окислителя и горючего и сопло с главным коллектором горючего и системой регенеративного охлаждения, согласно изобретению турбонасосный агрегат и камера сгорания установлены соосно, камера сгорания выполнена двухзоной и содержит первую кольцевую зону с кольцевым форсуночным блоком и верхним коллектором горючего и вторую зону с центральным форсуночным блоком, имеющим дополнительные форсунки горючего, а турбина установлена между первой и второй зонами камеры сгорания. Выход из насоса окислителя соединен трубопроводом, содержащим клапан окислителя с камерой сгорания. Выход из насоса горючего соединен трубопроводами с главным и верхним коллекторами горючего. Турбина выполнена состоящей из соплового аппарата, рабочего колеса и спрямляющего аппарата с полостью внутри него, центральный форсуночный блок выполнен пустотелым и его полость соединена осевыми отверстиями через полость внутри спрямляющего аппарата с зазором регенеративного охлаждения сопла и второй зоной камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение удельных характеристик двигателя, а также повышение его надежности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). В турбонасосном агрегате окислителя жидкостного ракетного двигателя безгенераторной схемы, содержащем насос окислителя, турбину, работающую на газообразном горючем, подшипник турбины, систему уплотнений, отделяющих насос окислителя от турбины, между системой уплотнений и турбиной выполнен дренаж газа с уплотнением со стороны турбины, а подшипник турбины расположен в полости между этим уплотнением и полостью турбины. Изобретение обеспечивает снижение потерь разделительного газа, протекающего через тракт дренажа окислителя, и улучшает динамические характеристики ротора. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно к жидкостным ракетным двигателям. Турбонасосный агрегат жидкостного ракетного двигателя содержит турбину и насосы окислителя и горючего с рабочими колесами, согласно изобретению турбина выполнена биротативной и содержит два рабочих колеса, выполненных без сопловых аппаратов с возможностью вращения в противоположные стороны, каждое из которых соединено соответственно с рабочим колесом насоса окислителя и насоса горючего. Турбонасосный агрегат жидкостного ракетного двигателя может содержать дополнительный насос горючего, при этом рабочие колеса дополнительного насоса горючего и насоса горючего установлены на одном валу. Изобретение обеспечивает уменьшение центробежных нагрузок на ротор турбины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при проектировании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ЖРД, содержащий камеру, газогенератор, топливные насосы и двухступенчатую турбину, питаемую генераторным газом, выход из первой ступени которой соединен с форсуночной головкой камеры, согласно изобретению, выход из второй ступени турбины соединен с входом в корпус турбины бустерного насоса одного из компонентов топлива, выход из которого соединен со входом в двигатель или с окружающей средой. Изобретение обеспечивает повышение энергетических характеристик за счет более полного использования энергетических возможностей газа, сбрасываемого после второй ступени турбины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем систему управления с бортовым компьютером, камеру, турбонасосный агрегат и газогенератор, соединенный газоводом с камерой, и запальные устройства на камере сгорания и газогенераторе, на камере сгорания и газогенераторе установлены свечи электрического зажигания, на валу турбонасосного агрегата установлен электрогенератор, а внутри газовода активатор газогенераторной смеси, а к пусковой турбине присоединен бортовой баллон сжатого воздуха. Активатор газогенераторной смеси может содержать два электрода, соединенных высоковольтными проводами с блоком высокого напряжения, который соединен с электрогенератором. Жидкостно-ракетный двигатель может содержать центральный шарнир, выполненный на газоводе на оси камеры. Центральный шарнир может быть выполнен цилиндрическим. Центральный шарнир может быть выполнен сферическим. Жидкостно-ракетный двигатель может содержать датчик числа оборотов вала ТНА, соединенный электрической связью с бортовым компьютером. Изобретение обеспечивает повышение удельной тяги и многоразовое включение. 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно к турбонасосным агрегатам. В турбонасосном агрегате жидкостного ракетного двигателя, содержащем установленные на валу рабочее колесо насоса окислителя, рабочее колесо насоса горючего и рабочее колесо турбины, размещенные в корпусе турбонасосного агрегата, при этом он содержит электрогенератор, имеющий статор и ротор с валом, вал электрогенератора соединен с валом турбонасосного агрегата, при этом между валом турбонасосного агрегата и валом электрогенератора установлена магнитная муфта. Между насосом окислителя и насосом горючего может быть установлена магнитная муфта. Между насосом горючего и дополнительным насосом горючего может быть установлена магнитная муфта. Изобретение обеспечивает предотвращение взрыва ТНА на старте или в полете. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области силовых установок летательных аппаратов. Система подачи жидкого кислорода, содержащая агрегат соединенных последовательно гидравлически друг с другом насосов трех каскадов с автономными приводами, бак с кислородом и потребитель кислорода, где вход системы соединен с баком, а выход - с потребителем кислорода, в соответствии с изобретением снабжена источником газа высокого давления с вентилем, смесителем и потребителем газа, где источник газа соединен через вентиль с входом привода насоса третьего каскада, выполненного в виде турбины, выход газа из турбины третьего каскада соединен с потребителем газа и с входами газа приводов насосов первого и второго каскадов, выполненных в виде осевых турбин, расположенных коаксиально соответствующим насосам и скрепленных с ними, выходы газа из турбин первого и второго каскадов соединены через смеситель с выходом жидкого кислорода из насоса первого каскада, причем каналы подачи кислорода в насосах первого и второго каскадов выполнены диагональными с осевыми входами и выходами, а насос третьего каскада выполнен центробежным. Способ подачи жидкого кислорода из бака потребителю, заключающийся в том, что из бака подают кислород в насос первого каскада, из насоса первого каскада подают кислород в насос второго каскада, из насоса второго каскада подают кислород в насос третьего каскада, из насоса третьего каскада подают кислород потребителю, причем в насосе первого каскада давление кислорода повышают с условием обеспечения бескавитационной работы насоса второго каскада, в насосе второго каскада давление жидкого кислорода повышают до сверхкритического уровня, а в насосе третьего каскада устанавливают максимально допустимую частоту вращения, при этом на вход турбины третьего каскада подают из источника газ высокого давления, в турбине третьего каскада энергию газа преобразуют с понижением давления в механическую работу, а на выходе из турбины третьего каскада газ подают потребителю и на вход турбин первого и второго каскадов, в турбинах первого и второго каскадов энергию газа преобразуют с понижением давления в механическую работу и выпускают газ в смеситель, где его смешивают с потоком кислорода, поступающим из насоса первого каскада, при этом величину давления кислорода перед насосом третьего каскада устанавливают выше давления критического состояния кислорода не более чем на 10%, а частоту вращения ротора насоса третьего каскада выбирают на предельном уровне, исходя из условия максимально допустимого значения параметра В напряженности ротора, определяемого соотношением B=Nнn2, где Nн - мощность насоса, n - частота вращения ротора, причем частоту вращения ротора насоса второго каскада устанавливают больше частоты вращения ротора насоса первого каскада. Изобретение обеспечивает повышение КПД и уменьшения массы насосной системы при увеличении надежности ее работы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх