Способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке и изготовлении сопел камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ изготовления сопла камеры сгорания ЖРД, включающий изготовление наружной и внутренней оболочек, сборку оболочек, пайку, выполнение перепускных отверстий охладителя в одном или нескольких подколлекторных кольцах, сварку одного или нескольких коллекторов с подколлекторными кольцами, согласно изобретению пайку сопла камеры сгорания осуществляют до выполнения перепускных отверстий охладителя в подколлекторных кольцах или при выполнении перепускных отверстий охладителя не на всю толщину стенки подколлекторных колец, затем после пайки в подколлекторных кольцах выполняют перепускные отверстия охладителя на всю толщину стенки подколлекторных колец и приваривают коллекторы с наконечниками к соплу, причем отверстия выполняют механическим или электроэрозионным сверлением. Изобретение обеспечивает повышение качества паяного соединения, а также исключает засорение перепускных отверстий в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке и изготовлении сопел камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Одной из основных задач, возникающих при создании современных ЖРД, является обеспечение высоких показателей надежности камер сгорания, в том числе таких их составных частей, как сопла. Известны конструкции сопел, в которых внутренняя и наружная оболочки соединяются между собой пайкой по ребрам, выполненным на внутренней оболочке. Надежность и работоспособность сопел во многом зависят от качества пайки. Качество пайки в значительной степени зависит от величины зазоров между внутренней и наружной оболочками во время пайки. Обеспечение требуемого качества пайки достигается разными способами изготовления сопла.

Известен способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, согласно которому изготавливают наружную и внутреннюю оболочки. На внутреннюю оболочку укладывают ленты припоя и соединяют с наружной оболочкой. Пайку сопла камеры сгорания ЖРД осуществляют до сварки коллектора с подколлекторным кольцом, которое изготавливают с припуском по «усам» по наружным диаметрам «усов». Затем в кольцевую полость подколлекторного кольца вставляют разъемный вкладыш, причем боковые радиусы вкладыша должны быть больше боковых внутренних радиусов подколлекторного кольца. Вкладыш закрывают сверху технологической накладкой, привариваемой к припускной части обоих «усов», образуя полость, которую герметизируют перед пайкой для обеспечения поддавливания паяного соединения. После пайки технологическую накладку и припускную часть «усов» подколлекторного кольца срезают, извлекают вкладыш и приваривают коллектор с патрубками к соплу (патент РФ №2465483 C1, 31.03.2011, прототип).

Основными недостатками указанного способа изготовления сопла являются:

- при приварке технологической накладки к припускной части подколлекторного кольца из-за больших остаточных сварочных напряжений происходит деформация (усадка) наружной и внутренней оболочек в районе сварных швов. Указанная деформация может приводить к неконтролируемому увеличению зазоров между внутренней и наружной оболочками перед пайкой и, соответственно, ухудшать качество пайки;

- при срезке технологической накладки и извлечении вкладышей может происходить засорение выполненных заранее перепускных отверстий подвода (отвода) охладителя в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта внутренней оболочки;

- из-за невозможности обеспечения полного совпадения профилей вкладышей и подколлекторного кольца снижается эффективность двустороннего сдавливания оболочек.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно:

- устранение деформаций наружной и внутренней оболочек перед пайкой с обеспечением минимальных зазоров при пайке, за счет исключения сварных швов приварки технологической накладки;

- исключение возможных засорений перепускных отверстий в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта внутренней оболочки при срезке технологической накладки и удалении вкладышей;

- обеспечение двустороннего сдавливания наружной и внутренней оболочек по всему профилю подколлекторного кольца за счет исключения вкладышей.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе изготовления сопла камеры сгорания ЖРД, включающем изготовление наружной и внутренней оболочек, сборку оболочек, пайку, выполнение перепускных отверстий охладителя в одном или нескольких подколлекторных кольцах, сварку одного или нескольких коллекторов с подколлекторными кольцами, согласно изобретению пайку сопла камеры сгорания осуществляют до выполнения перепускных отверстий охладителя в подколлекторных кольцах или при выполнении перепускных отверстий охладителя не на всю толщину стенки подколлекторных колец, затем после пайки в подколлекторных кольцах выполняют перепускные отверстия охладителя на всю толщину стенки подколлекторных колец и приваривают коллекторы с наконечниками к соплу, причем отверстия выполняют механическим или электроэрозионным сверлением.

Это исключает деформации наружной и внутренней оболочек перед пайкой с обеспечением минимальных зазоров при пайке, исключает возможные засорения перепускных отверстий в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта внутренней оболочки, обеспечивает двустороннее сдавливание наружной и внутренней оболочек по всему профилю подколлекторного кольца.

Сущность изобретения поясняется фигурами. На фиг.1 изображено сопло до пайки без отверстий, на фиг.2 - сопло до пайки с отверстиями не на глубину стенки, на фиг.3 - сопло после пайки и выполнения отверстий на всю толщину стенки, фиг.4 - сопло после пайки и приварки коллектора.

Основными конструктивными элементами сопла являются:

1 - наружная оболочка;

2 - внутренняя оболочка;

3 - подколлекторное кольцо;

4 - перепускные отверстия охладителя, выполненные в подколлекторном кольце;

5 - коллектор;

6 - наконечник.

Способ осуществляют следующим образом.

Конструкция сопла жидкостного ракетного двигателя представляет собой пакет из наружной и внутренней эквидистантных оболочек с коллекторами для подачи компонентов. Оболочки соединяют посредством пайки. При этом подколлекторное кольцо 3 изготавливают с припусками по наружным диаметрам мест приварки коллектора, а перепускные отверстия охладителя или не выполняются (фиг.1), или выполняются механическим или электроэрозионным не на всю толщину стенки подколлекторного кольца (фиг.2). Таким образом, внутренняя полость подколлекторного кольца герметизируется перед пайкой. Во время пайки усилие Р передается в зону подколлекторного кольца 4 с двух сторон, таким образом обеспечивается двухстороннее сдавливание оболочек при пайке. После пайки в подколлекторном кольце выполняют перепускные отверстия охладителя на всю толщину стенки подколлекторного кольца (фиг.3) и приваривают коллектор 5 с наконечником 6 к соплу (фиг.4).

Предложенный способ изготовления сопла камеры сгорания ЖРД повышает качество паяного соединения, а также исключает возможные засорения перепускных отверстий в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта.

1. Способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, включающий изготовление наружной и внутренней оболочек, сборку оболочек, пайку, выполнение перепускных отверстий охладителя в одном или нескольких подколлекторных кольцах, сварку одного или нескольких коллекторов с подколлекторными кольцами, отличающийся тем, что пайку сопла камеры сгорания осуществляют до выполнения перепускных отверстий охладителя в подколлекторных кольцах или при выполнении перепускных отверстий охладителя не на всю толщину стенки подколлекторных колец, после пайки в подколлекторных кольцах выполняют перепускные отверстия охладителя на всю толщину стенки подколлекторных колец, а затем приваривают коллекторы с наконечниками к соплу.

2. Способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя по п.1, отличающийся тем, что перепускные отверстия охладителя в подколлекторных кольцах выполняют механическим или электроэррозионным сверлением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к ракетным двигателям с регулированием степени расширения сопла в полете. При работе двигателя в режиме первой ступени степень расширения продуктов сгорания компонентов топлива ограничивают диаметром подвижной внутренней цилиндрической оболочки с торцевой поверхностью, предпочтительно, профилированной, являющейся составной частью профиля сопла, которую размещают в неподвижной оболочке сопла, предпочтительно, в средней ее части, таким образом, что торцевая поверхность подвижной оболочки представляет собой часть профиля неподвижной оболочки.

Изобретение относится к области ракетной техники. Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для охлаждения сверхзвуковой части сопла жидкостных ракетных двигателей. Задачей предлагаемого изобретения является создание работоспособного на переходных и стационарных режимах работы устройства охлаждения сверхзвуковой части сопла с низким уровнем давления охладителя (Рохл<<Рк), что должно обеспечить возможность создания высокоэкономичных ЖРД с повышенным давлением в камере, с одновременным упрощением изготовления сопел и повышением их надежности.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при проектировании ракетных двигателей твердого топлива, их систем управления и стабилизации. Управляющий ракетный двигатель содержит корпус и расположенные с возможностью осевого перемещения газоходы, имеющие сопло на одном конце и упор с торцом на другом.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел ракетных двигателей, время работы которых составляет десять и менее секунд.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании сопла переменной степени расширения в твердотопливном двигателе. Сопло переменной степени расширения содержит частично утопленную стационарную часть раструба, складываемую часть раструба, а также стабилизатор раскладывания панелей.

При создании сопла двигательной установки создают внешний поток газов из первичных сопел многокамерной двигательной установки с центральным телом на первой ступени ракеты-носителя и внутренний поток газов из первичных сопел жидкостных ракетных двигателей, выполненных по закрытой схеме с дожиганием газогенераторного газа, многокамерной двигательной установки второй ступени ракеты-носителя с единым тарельчатым соплом.

Изобретение относится к твердотопливным и гибридным ракетным двигателям. Ракетный двигатель содержит корпус и реактивное сопло.

Изобретение относится к ракетной технике. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании раздвижных сопел твердотопливных ракетных двигателей высотных ступеней ракет. .

Изобретение относится к области ракетной техники. Камера жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно - к созданию камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ изготовления тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя заключается в изготовлении наружной и огневой оболочек с последующим их скреплением между собой по вершинам двутавровых проставок с образованием каналов охлаждения между ними, при этом полки двутавровых проставок выполняют переменной ширины за счет выполнения на них чередующихся выборок, при этом турбулизаторы потока образованы указанными чередующимися выборками.

Изобретение относится к области ракетной техники. Тракт регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока.

Изобретение относится к области ракетной техники. Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. В системе охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей цилиндрическую камеру сгорания и сопло, содержащее, в свою очередь, сужающуюся и расширяющиеся части и критическое сечение между ними, выполненные в виде наружной оболочки, внутренней оболочки с основными ребрами постоянной толщины, образующими тракт охлаждения и, по меньшей мере, один пояс завесы с тангенциальными отверстиями и коллектором, внутри которого установлена кольцевая деталь, согласно изобретению кольцевая деталь выполнена в форме полутора с полостью, на кольцевой детали в плоскости, перпендикулярной оси камеры сгорания, выполнены входные тангенциальные отверстия с возможностью закрутки потока охладителя в плоскости, а параллельно оси камеры выполнены выходные отверстия.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для охлаждения сверхзвуковой части сопла жидкостных ракетных двигателей. Задачей предлагаемого изобретения является создание работоспособного на переходных и стационарных режимах работы устройства охлаждения сверхзвуковой части сопла с низким уровнем давления охладителя (Рохл<<Рк), что должно обеспечить возможность создания высокоэкономичных ЖРД с повышенным давлением в камере, с одновременным упрощением изготовления сопел и повышением их надежности.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к двигателестроению и может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. В системе охлаждения камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, содержащей наружную и внутреннюю стенки, соединенные пайкой через ребра, выполненные на внутренней стенке, по меньшей мере, одно устройство завесного охлаждения внутренней стенки камеры сгорания, содержащее, в свою очередь, кольцевую деталь, сцентрированную по внутренней стенке с образованием кольцевой полости, кольцевую щель во внутренней стенке и внутренние тангенциальные отверстия, соединяющие эту щель с кольцевой полостью, дозирующие отверстия, соединяющие зазор между двумя стенками с кольцевой полостью, согласно изобретению, дозирующие отверстия выполнены тангенциально и направлены аналогично внутренним тангенциальным отверстиям.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. В системе охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей цилиндрическую камеру сгорания и сопло, содержащее, в свою очередь, сужающуюся и расширяющуюся части и критическое сечение между ними, выполненные в виде наружной оболочки, внутренней оболочки с основными ребрами постоянной толщины, образующими тракт охлаждения, согласно изобретению на внутренней поверхности внешней оболочки в районе сужающейся и расширяющейся частей камеры сгорания выполнены дополнительные продольные ребра, при этом высота и толщина дополнительных продольных ребер не превышает высоты и толщины основных ребер.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. В системе охлаждения камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, содержащей наружную и внутреннюю стенки, установленные с зазором и соединенные пайкой через ребра, выполненные на внутренней стенке, по меньшей мере, одно устройство завесного охлаждения внутренней стенки камеры сгорания, содержащее, в свою очередь, кольцевую деталь, сцентрированную по внутренней стенке с образованием кольцевой полости, кольцевую щель во внутренней стенке и внутренние тангенциальные отверстия, соединяющие эту щель с кольцевой полостью, дозирующие отверстия, соединяющие зазор между двумя стенками с кольцевой полостью, согласно изобретению кольцевая деталь и кольцевая полость в ней выполнены трапециевидной формы, при этом кольцевая деталь содержит переднюю стенку, цилиндрическую стенку и заднюю стенку, установленные с зазором внутри коллектора, дозирующие отверстия выполнены тангенциально и направлены аналогично внутренним тангенциальным отверстиям, а высота зазора между передним торцом и коллектором выполнена меньше, чем высота зазора между наружной и внутренней стенками.

Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива, и может быть использовано при разработке форсунок и смесительных головок жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке и изготовлении сопел камер сгорания жидкостных ракетных двигателей. Способ изготовления сопла камеры сгорания ЖРД, включающий изготовление наружной и внутренней оболочек, сборку оболочек, пайку, выполнение перепускных отверстий охладителя в одном или нескольких подколлекторных кольцах, сварку одного или нескольких коллекторов с подколлекторными кольцами, согласно изобретению пайку сопла камеры сгорания осуществляют до выполнения перепускных отверстий охладителя в подколлекторных кольцах или при выполнении перепускных отверстий охладителя не на всю толщину стенки подколлекторных колец, затем после пайки в подколлекторных кольцах выполняют перепускные отверстия охладителя на всю толщину стенки подколлекторных колец и приваривают коллекторы с наконечниками к соплу, причем отверстия выполняют механическим или электроэрозионным сверлением. Изобретение обеспечивает повышение качества паяного соединения, а также исключает засорение перепускных отверстий в подколлекторном кольце и пазов охлаждающего тракта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх