Жидкостный ракетный двигатель малой тяги



Жидкостный ракетный двигатель малой тяги
Жидкостный ракетный двигатель малой тяги
Жидкостный ракетный двигатель малой тяги

 


Владельцы патента RU 2527825:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к жидкостным ракетным двигателям малой тяги (ЖРДМТ). В ЖРДМТ на двухкомпонентном топливе, содержащем неохлаждаемую камеру сгорания, смесительную головку с внутренним днищем, осевой центробежной форсункой, периферийным поясом струйных форсунок и кольцевым коническим дефлектором между ними, в соответствии с изобретением срез центробежной форсунки углублен от выходной кромки образующей поверхности дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок, при этом коническая поверхность дефлектора в своей корневой части плавно переходит в цилиндрическую поверхность, соосную с дефлектором, и плавно переходит в обратный конус, острая кромка образующей которого ограничена цилиндрической поверхностью диаметром, меньшим диаметра расположения периферийного пояса струйных форсунок. Изобретение обеспечивает повышение стабильности работы ЖРДМТ и, следовательно, улучшение его параметров, а также уменьшение его габаритов и массы, что в свою очередь улучшает эффективность жидкофазного смешения компонентов топлива, а следовательно и его параметры. 3 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции, в частности, жидкостных ракетных двигателях малой тяги (ЖРДМТ).

ЖРДМТ являются в настоящее время одним из основных исполнительных органов в системе управления космических летательных аппаратов. Они служат для ориентации, стабилизации и коррекции летательных аппаратов в пространстве. Исходя из назначения ЖРДМТ и условий их эксплуатации к ним предъявляются специфические требования:

- многорежимности, обусловленной работой двигателя в непрерывном (длительностью до 103 с и более) и в различных импульсных режимах с минимальным временем включения (0,03 с и менее) и с различными паузами (от 0,03 с до нескольких суток). Импульсный режим может реализовываться в виде одиночных коротких включений двигателя с большими паузами между ними, посредством чередования коротких включений с паузами различной продолжительности, а также путем «связанных» включений при очень коротких паузах;

- большого ресурса по суммарному времени работы (до 50000 с и более);

- большого ресурса по суммарному количеству (до 106) включений;

- допущения любого сочетания времен включений и пауз;

- высокой экономичности;

- высокой надежности при эксплуатации более 10 лет, для чего требуется обеспечения приемлемого теплового состояния двигателя как при его работе, так и в период длительного «молчания».

Выполнение перечисленных требований вызывает большие трудности при проектировании ЖРДМТ в планах организации смесеобразования и рабочего процесса сгорания компонентов топлива, обусловленные:

- малым расходом топлива;

- малым числом элементов форсуночной головки;

- невозможностью создания регенеративного охлаждения;

- трудностью обеспечения равномерного распределения смешанного топлива по объему камеры сгорания;

- трудностью организации эффективного жидкофазного смесеобразования и обеспечения высокой полноты сгорания топлива.

Все приведенные особенности обуславливают проблемы в обеспечении приемлемого теплового состояния ЖРДМТ - запаса по температуре стенки камеры сгорания (особенно в районе критического сечения при наиболее теплонапряженных непрерывных включениях двигателя), неперегреве форсуночной головки и недопущения вскипания компонентов топлива в наиболее теплонапряженных импульсных режимах двигателя при реализации его высокой экономичности (JУД≥2950 м/с).

Все это требует максимального участия топлива в охлаждении внутренней стенки камеры сгорания при проектировании ЖРДМТ.

Анализируя достижения в области ракетного двигателестроения в России и за рубежом, можно сделать вывод, что одним из основных направлений для повышения надежности ЖРДМТ является применение тугоплавких камер сгорания с допустимой температурой стенки 1800°С и выше. В России наиболее распространенным материалом является сплав ниобия с тугоплавким дисилицидным покрытием MoSi2. В большинстве ЖРДМТ для поддержания приемлемого его теплового состояния, особенно в режиме длительных пауз, используется жидкостная система терморегулирования (СТР). Некоторые ЖРДМТ, которые не снабжаются СТР, имеют ограничения по циклограмме включений из-за перегрева форсуночной головки. Наличие СТР существенно ухудшает массовые характеристики двигательных установок в целом. Поэтому ставится задача создания конструкций ЖРДМТ, обеспечивающих автономно приемлемое тепловое состояние конструкций как при его работе, так и в период длительны пауз.

Применение ниобиевых сплавов с жаростойким покрытием позволяет решить эту задачу, однако вследствие более высоких рабочих температур и соответственно больших тепловых потоков в форсуночную головку требуют решения задачи по эффективному теплосъему корневой части камеры сгорания на длительных импульсных и непрерывных режимах.

Известны технические решения, в которых для обеспечения эффективного охлаждения смешение компонентов осуществляется на начальном участке стенки камеры сгорания. Фирма «Bölkow Gesellschaft» из ФРГ имеет патент США №3169368 на однофорсуночную головку ЖРДМТ с 2-компонентной центробежной форсункой. Такое техническое решение наряду с положительным фактором, характеризующим качественный процесс смесеобразования, имеет недостаток в виде неустойчивости камерного процесса. Значительные по амплитуде колебания давления приводят к срыву пелены завесы охлаждения, росту температуры стенки камеры сгорания, что снижает надежность и ресурс работы камеры сгорания, ограничивает длительность непрерывной и импульсной работы.

Техническое решение, заявленное фирмой «Thiokol Chemical Carp» в патенте №3382677 США, предусматривает подачу компонента «Г» через тангенциальные отверстия либо через струйные с закруткой на стенку и подачу компонента «О» из центрального канала через радиальные струйные форсунки на отражательное кольцо. Это решение имеет следующий недостаток. Пелена компонента «О», образованная отражательным кольцом в виде отдельных «жгутов-легоментов», падает на пелену компонента «Г», имеющую тангенциальную закрутку, частично разрушает и затормаживает ее, что существенно ухудшает охлаждающее действие пелены.

Известно техническое решение, заявленное фирмой ФРГ «Bölkow Gesellschaft», патент в США №3546883, во Франции №1578093, в Англии №1229628, обеспечивающее эффективный теплосъем корневой части камеры сгорания и надежное охлаждение камеры. Окислитель из кольцевого коллектора истекает через струйные форсунки под углом на цилиндрическую камеру сгорания. На растекающиеся пелены, имеющие большую составляющую энергии в осевом направлении, падает создаваемая конусом распыла осевой центробежной форсунки пелена горючего. От места контакта пелены текут вместе вдоль стенки камеры сгорания, осуществляя жидкофазное перемешивание компонентов по всему периметру камеры и одновременно участвуя в ее охлаждении. Испытания опытных образцов, выполненные по указанной выше конструкции, выявили следующие недостатки:

- при работе двигателя в длительных включениях на компонентах с температурой, близкой к верхнему пределу, заданному техническим заданием, наблюдается значительное падение расхода окислителя;

- на длительных включениях в импульсном режиме в определенных сочетаниях времен включений и пауз наблюдается значительный рост температуры головки, что приводит к падению расхода окислителя и соответственно надежности двигателя.

В известном ЖРДМТ на самовоспламеняющемся двухкомпонентном топливе, взятом за прототип изобретения, (см. научно-технический журнал «Космонавтика и ракетостроение», ЦНИИМАШ, 2009, №5 (57), с.171, рис.1), содержащем неохлаждаемую камеру сгорания, смесительную головку с внутренним днищем, осевой центробежной форсункой, периферийным поясом струйных форсунок и кольцевым коническим дефлектором, образующая которого расположена под острым углом к образующей стенки камеры сгорания, а его кромка расположена на уровне среза центробежной форсунки. Согласно этому решению окислитель через струйные форсунки попадает на конический дефлектор, на котором струя преобразуется в первичную пелену, стекающую с кромки дефлектора, и, попадая на внутреннюю стенку камеры сгорания, преобразуется в пелену вторичного растекания. Таким образом, струи окислителя преобразовываются в пелены, покрывающие практически всю окружность стенки камеры сгорания. Горючее через осевую центробежную форсунку в виде пленки конуса распыла попадает также на стенку камеры сгорания, где происходит соприкосновение самовоспламеняющихся компонентов топлива, совместное их течение по стенке камеры с взаимным их проникновением и жидкофазным смешением с образованием продуктов сгорания. Таким образом, практически все топливо: окислитель и горючее - попадает на стенку камеры сгорания и участвует в ее охлаждении и снятии значительной части теплового потока, направленного по стенке камеры сгорания от критического сечения в сторону форсуночной головки. Установка дефлектора позволяет существенно снизить тепловой поток в головку от излучения факела горения в камере сгорания, поскольку кольцевой дефлектор закрывает значительную часть днища головки, а сам охлаждается окислителем. Однако такая схема смешения требует применения конструктивных мер к повышению стабильности формирования пленок окислителя и горючего.

Недостаток решения по прототипу заключается в увеличении габаритов и массы при соблюдении такого конструктивного исполнения для ЖРДМТ больших значений тяги из-за большего диаметра камеры и, следовательно, большей длины пролета пленки конуса распыла осевой центробежной форсунки до встречи со стенкой камеры сгорания. При этом значительно увеличивается и пробег пленок окислителя по стенке камеры, что может привести, из-за влияния трения, к уменьшению интенсивности движения пленок и, следовательно, к ухудшению эффективности жидкофазного смешения компонентов. Исполнение дефлектора по прототипу может также привести к проявлению нестабильности формирования пленок окислителя и нестабильности работы и, следовательно, ухудшению параметров ЖРДМТ, особенно на форсированных режимах вследствие повышенного расхода окислителя в «затылочную» область пленки (в противоположную сторону от направления ее движения) и возможного влияния его на падающую струю окислителя.

Изобретение направлено на повышение стабильности работы ЖРДМТ и, следовательно, улучшения его параметров, а так же уменьшения его габаритов и массы.

Этот технический результат достигается тем, что в известном ЖРДМТ на двухкомпонентном топливе, содержащем неохлаждаемую камеру сгорания, смесительную головку с внутренним днищем, осевую центробежную форсунку, периферийные струйные форсунки и кольцевой конический дефлектор между ними, в отличие от прототипа срез центробежной форсунки углублен от выходной кромки образующей поверхности дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок, при этом коническая поверхность дефлектора в своей корневой части плавно переходит в цилиндрическую поверхность, соосную с дефлектором и плавно переходящую в обратный конус, острая кромка образующей которого ограничена цилиндрической поверхностью диаметром, меньшим диаметра расположения периферийного пояса струйных форсунок.

На чертеже Фиг.1 показан пример исполнения ЖРДМТ по изобретению. На Фиг.2 представлены пелены, стекающие с кромки дефлектора, выполненного по прототипу. На Фиг.3 - пелены, стекающие с кромки дефлектора, выполненного по изобретению.

ЖРДМТ содержит неохлаждаемую камеру 1, смесительную головку с внутренним днищем 2, осевую центробежную форсунку 3, периферийный пояс струйных форсунок 4, кольцевой конический дефлектор 5, расположенный между ними. В отличие от прототипа срез центробежной форсунки 6 углублен от выходной кромки 7 образующей поверхности дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок 4. Это позволяет уменьшить габариты и вес камеры сгорания, особенно для ЖРДМТ больших тяг, например тягой более 100 Н, за счет обеспечения попадания пленки конуса распыла горючего от центробежной форсунки 3 на внутреннюю стенку камеры сгорания ближе к смесительной головке 2. Такое конструктивное решение также позволяет обеспечить пробег пленок окислителя на внутренней стенке камеры сгорания до места встречи с пленкой горючего без значительного ухудшения интенсивности ее движения вследствие влияния трения. Большой пробег приводит к уменьшению количества движения пленок окислителя из-за потерь на трение, что в свою очередь ухудшает эффективность жидкофазного смешения компонентов топлива, а следовательно, и к ухудшению его параметров. В отличие от прототипа коническая поверхность дефлектора в своей корневой части плавно переходит в цилиндрическую поверхность 8, соосную с дефлектором, которая в свою очередь плавно переходит в обратный конус 9, острая кромка 10 которого ограниченна цилиндрической поверхностью 11 диаметром DOK, меньшим диаметра DФ расположения периферийного пояса струйных форсунок 4.

При попадании струй окислителя на поверхность конического дефлектора 5 окислитель преобразуется в первичную пленку, растекаясь от центра давления струи 12, в том числе в направлении «затылочной» области, направленной в сторону форсуночной головки. При работе ЖРДМТ, особенно на форсированном режиме, расход в «затылочную» область увеличивается и в конструктивном исполнении прототипа влияет на стабильность формообразования пленок, что в сою очередь влияет на эффективность жидкофазного смешения компонентов топлива, а следовательно, и на его параметры. Это наглядно видно на Фиг.2 и Фиг.3. При выполнении дефлектора по предлагаемому изобретению пленки формируются на его поверхности более стабильно, что приводит к большей стабильности работы ЖРДМТ и улучшает его параметры.

Экспериментальная проверка опытных образцов ЖРДМТ тягой 400, выполненных по заявленному изобретению, проведенная на предприятии-заявителе, в диапазоне входных давлений от 8 до 28 кг/см2, что соответствует по тяге от 170 до 520 Н, показала стабильную устойчивую работу ЖРДМТ без колебаний и забросов давления в камере сгорания (ЖРДМТ, выполненные по прототипу, часто имеют значительные (до 30…40%) колебания давления в камере сгорания). Температура стенки камеры сгорания не превышала 1200°С (при допустимой 1800°С), температура форсуночной головки не превышала 35°С. Значение удельного импульса в номинальных условиях составило 309 с. Срез центробежной форсунки углублен от выходной кромки дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок на 12 мм.

Таким образом, заявленная совокупность признаков позволяет повысить стабильность и устойчивость работы ЖРДМТ без колебаний и забросов давления в камере сгорания, обеспечить высокий удельный импульс (JУД=309 с, у прототипа не выше 290 с) при обеспечении приемлемого теплового состояния ЖРДМТ, а также сократить габариты и массу ЖРДМТ.

Жидкостный ракетный двигатель малой тяги на двухкомпонентном топливе, содержащий неохлаждаемую камеру сгорания, смесительную головку с внутренним днищем, осевой центробежной форсункой, периферийным поясом струйных форсунок и кольцевым коническим дефлектором между ними, отличающийся тем, что срез центробежной форсунки углублен от выходной кромки образующей поверхности дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок, при этом коническая поверхность дефлектора в своей корневой части плавно переходит в цилиндрическую поверхность, соосную с дефлектором, и плавно переходит в обратный конус, острая кромка образующей которого ограничена цилиндрической поверхностью диаметром, меньшим диаметра расположения периферийного пояса струйных форсунок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании форсуночных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Форсуночная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус и огневое днище с установленными в них форсунками, имеющими центральный профилированный и тангенциальный каналы, соединяющими полости компонентов с полостью камеры сгорания, при этом торец выходного сечения расширяющейся части центрального канала форсунки расположен перед отверстиями тангенциального канала форсунки, а уступ h между центральным и тангенциальным каналами составляет не более 20% d, где d - диаметр тангенциального канала форсунки.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), применяемых в ракетной технике, и также может быть использовано в агрегатах промышленной энергетики.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива жидкостного ракетного двигателя. Двухкомпонентная газожидкостная форсунка, преимущественно для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержит корпус с наконечником для подачи горючего, при этом наконечник форсунки установлен внутри корпуса на пилонах, а его канал соединен с полостью горючего при помощи отверстий, выполненных в пилонах, втулку, установленную с кольцевым зазором на корпус и образующую кольцевой канал для подачи газообразного окислителя, соединенный с полостью окислителя при помощи каналов, выполненных в корпусе между его стенкой и пилонами для подачи горючего, при этом канал наконечника выполнен закрытым со стороны его входной части, а его внутренняя полость соединена с кольцевым зазором между наконечником и втулкой при помощи отверстий, предпочтительно, радиальных, выполненных в его выходной части, при этом в выходной части втулки выполнено ступенчатое расширение, полость которого соединена с полостью горючего при помощи тангенциальных каналов, выполненных в стенке втулки.

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 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).

(57) Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ подачи компонентов топлива в камеру трехкомпонентного кислородно-керосиново-водородного жидкостного ракетного двигателя заключается в подаче указанных компонентов в камеру через коаксиальные соосно-струйные форсунки, содержащие полый наконечник, соединяющий полость окислителя с зоной горения, втулку, охватывающую с зазором наконечник и соединяющую полость горючего с зоной горения, расположенные в смесительной головке по концентрическим окружностям и образующие центральную и периферийную зоны.

Группа изобретений относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). Способ подачи компонентов топлива в камеру трехкомпонентного жидкостного ракетного двигателя, преимущественно кислородно-керосинового-водородного, заключается в подаче указанных компонентов в камеру через коаксиальные соосно-струйные форсунки, содержащие полый наконечник, соединяющий полость окислителя с зоной горения, втулку, охватывающую с зазором наконечник и соединяющую полость горючего с зоной горения, расположенные в смесительной головке по концентрическим окружностям и образующие центральную и периферийную зоны.

Изобретение относится к смесительным головокам жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Смесительная головка камеры ЖРД содержит корпус, блок подачи окислителя, блок подачи основного горючего, блок подачи дополнительного горючего и блок огневого днища.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), в частности, работающих на трехкомпонентном топливе. Камера ЖРД содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку, включающую корпус, блок подачи окислителя, преимущественно кислорода, блок подачи основного горючего, блок подачи дополнительного горючего, блок огневого днища.

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 ракетно-космической технике, в частности к жидкостным ракетным двигателям малой тяги (ЖРДМТ). Способ заключается в подаче одного из самовоспламеняющихся компонентов топлива, например, горючего через соосную с камерой сгорания центробежную форсунку с образованием цилиндрической пелены, переходящей в коническую за срезом сопла форсунки и второго компонента, например, окислителя через струйные форсунки, равномерно расположенные по окружности, соосной с соплом центробежной форсунки, по заявляемому изобретению весь второй компонент подают через струйные форсунки на конический дефлектор, соосный с ними, формируют на нем первичные пленки, которые затем подают с острой кромки дефлектора на внутреннюю стенку камеры сгорания и формируют на ней вторичные пленки, которые впервые соприкасают с пленкой первого компонента на стенке камеры сгорания для организации жидкофазного смешения компонентов путем взаимного проникновения горючего и окислителя на полную их толщину на стенке камеры сгорания и одновременного охлаждения ее всем поступающим компонентом, при этом обеспечивают длину свободного пролета пленки конуса распыла центробежной форсунки до встречи с камерой сгорания, не превышающую более чем в два раза расчетную длину начала распада пленки, а толщины пленок окислителя и горючего формируют исходя из соотношений: ; где - внутренний диаметр расположения вторичных пленок окислителя на стенке камеры сгорания; - толщины вторичной пленки окислителя на стенке камеры сгорания; rm.к. - радиус вихря на стенке сопла центробежной форсунки; δг - толщина пелены горючего в сопле центробежной форсунки; dc.o. - диаметр струи окислителя; nc.о. - число струй окислителя. Изобретение обеспечивает повышение экономичности и надежности ЖРДМТ за счет повышения удельного импульса с одновременным обеспечением приемлемого теплового состояния с большим запасом по температуре элементов двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно - к организации смесеобразования самовоспламеняющихся компонентов топлива в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ). Камера сгорания ЖРДМТ состоит из корпуса и смесительной головки с периферийными струйными форсунками, исходящими из кольцевого коллектора первого компонента топлива, оси которых пересекают поверхность кольцевого конического дефлектора, направляющего струи первого компонента на стенку корпуса камеры сгорания, и центрального распылителя, сообщенного с коллектором второго компонента топлива. Согласно изобретению кольцевой коллектор первого компонента топлива размещен в радиальном направлении между кольцевым коническим дефлектором и коллектором центрального распылителя, а струйные форсунки первого компонента с одной стороны направлены на поверхность конического дефлектора, обращенного в сторону выхода из камеры сгорания, а с другой стороны - на поверхность дефлектора, являющегося стенкой коллектора второго компонента, а струйные форсунки второго компонента направлены на поверхность дефлектора, являющегося стенкой коллектора первого компонента. Поверхности дефлекторов центрального распылителя выполнены цилиндрическими, плоскости размещения струйных форсунок разнесены в осевом направлении камеры на расстояние не менее удвоенной суммы диаметров струйных форсунок первого и второго компонентов топлива. Изобретение обеспечивает увеличение экономичности ЖРДМТ, улучшение динамических характеристик двигателя и технологичности изготовления ЖРДМТ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для изготовления смесительной головки камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя. Способ включает сборку блока форсунок смесительной головки, их сборку под пайку, пайку в высоковакуумной печи, контроль качества, испытания на прочность и герметичность. После пайки в высоковакуумной печи и проведенного контроля качества, при непропаях некоторых форсунок с днищами смесительной головки, с целью исключения повторной пайки форсунок в высоковакуумной печи, выполняют лазерную пайку непропаянных форсунок с днищами смесительной головки. Пайка происходит с помощью непрерывного воздействия на повторно уложенные кольца припоя сфокусированного лазерного луча и создания локального нагрева каждой непропаянной форсунки при перемещении рабочего стола вокруг излучателя, что обеспечивает затекание расплавленного припоя в проточки с винтовыми канавками днищ смесительной головки. После чего проводят повторные испытания смесительной головки. Изобретение обеспечивает повышение качества и уменьшение трудоемкости при изготовлении смесительной головки. 1 ил.

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги с регулированием тяги содержащий камеру сгорания, смесительную головку с каналами и устройствами для подачи и регулирования расхода компонентов топлива, а также форсунки для распределения компонентов топлива, при этом устройства для подачи и регулирования расхода каждого компонента топлива, имеют пьезоэлектрический привод, а для управления тяговыми характеристиками двигатель снабжен источниками питания, которые встроены в электрическую цепь каждого пьезоэлектрического привода, при этом источники питания имеют регулятор напряжения. Изобретение обеспечивает повышение надежности, регулирование подачи компонентов топлива и его массового расхода одним устройством. 2 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ подачи компонентов топлива в камеру жидкостного ракетного двигателя заключается в подаче компонентов топлива при помощи форсунок из соответствующих полостей смесительной головки. Смесительную головку выполняют содержащей наружное, среднее и огневое днища, при помощи которых образуют блоки подачи горючего, окислителя и, предпочтительно, охлаждения огневого днища. Указанные днища скрепляют между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, причем форсунки горючего и окислителя выполняют преимущественно однокомпонентными и располагают в центральной зоне головки в огневом днище в шахматном порядке с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям. Штифты располагают по окружности в периферийной зоне смесительной головки. В центральной зоне огневого днища из форсунок образуют квадрат, причем форсунки, расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на двух лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполняют выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки. Каждую периферийную, выступающую относительно огневого днища форсунку соединяют с полостью блока горючего и располагают в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок. Указанные лучи выполняют продолжением сторон квадрата, которыми соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки. В каждом штифте выполняют как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью блока горючего, образованной средним и огневым днищами, причем выходную часть указанных каналов располагают параллельно оси камеры сгорания. Основную часть расхода горючего и весь расход окислителя подают через форсунки, установленные в шахматном порядке, а оставшуюся часть расхода горючего подают через форсунки горючего, расположенные в периферийной зоне головки, и каналы, выполненные в штифтах. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работающей смесительной головки, а также повышение удельного импульса тяги. 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно к организации смесеобразования и горения в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой и особо малой тяги. Камера сгорания состоит из камеры, корпуса смесительной головки с каналами подачи компонентов топлива и коллектором первого из компонентов топлива с форсунками для пленочного охлаждения стенок камеры, направленными на кольцевой конический дефлектор, и коллектора второго компонента, сообщенного с форсунками центрального смесителя. Согласно изобретению коллектор первого компонента выполнен в виде кольцевой полости вокруг осевого коллектора второго компонента, а первый ряд форсунок первого компонента направлен радиально на кольцевой конический дефлектор, а центральный смеситель выполнен в виде струйных форсунок, направленных на второй дефлектор, имеющий форму двух сопрягающихся конических поверхностей, на одну из которых направлены перпендикулярно струйные форсунки первого компонента из кольцевого коллектора, а на вторую - перпендикулярно струйные форсунки из осевого коллектора второго компонента топлива. Второй дефлектор может быть выполнен с поверхностью в виде торового сектора, а форсунки направлены перпендикулярно к этой поверхности. Изобретение обеспечивает повышение экономичности двигателя и улучшения динамических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям малой тяги (ЖРДМТ). В ЖРДМТ, содержащем неохлаждаемую камеру 1, смесительную головку с внутренним днищем 2, осевую центробежную форсунку 3, периферийный пояс струйных форсунок 4 и кольцевой конический дефлектор 5 между ними, при этом срез 6 центробежной форсунки углублен от выходной кромки 7, образующей поверхности дефлектора в сторону периферийного пояса струйных форсунок 4, согласно изобретению полость камеры сгорания 8 над наружной поверхностью 9 дефлектора и полость 10 под внутренней поверхностью 11 дефлектора и внутренним днищем смесительной головки сообщены между собой каналами 12. Изобретение обеспечивает повышение стабильности работы ЖРДМТ, повышение удельного импульса и эффективное охлаждение камеры сгорания и смесительной головки. 5 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей и входящим в них устройствам и деталям. Камера жидкостного ракетного двигателя содержит регенеративно охлаждаемые сопло и цилиндрическую часть, смесительную головку, включающую наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, а штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки. Расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на двух лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки. Каждая периферийная, выступающая относительно огневого днища форсунка, является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок. Лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки, в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, причем выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания. Изобретение обеспечивает уменьшение потерь, связанных со смесеобразованием. 4 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей. Жидкостный ракетный двигатель содержит турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты питания и регулирования, камеру со смесительной головкой, содержащей наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям. Штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки. Расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на двух лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки. Каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок. Лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки. В каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, причем выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение удельного импульса и высокое качество смесеобразования. 4 ил.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит охлаждаемую камеру, смесительную головку, состоящую из наружного днища, среднего днища, огневого днища, форсунок форкамерного типа, включающих в себя осевой канал, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий, расположенных равномерно по окружности с полостью окислителя, кольцевой канал с тангенциальными отверстиями, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость горючего, расположенный коаксиально осевому каналу, форкамеру, являющуюся продолжением кольцевого канала, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны с полостью камеры газогенератора, при этом на торце форсунки вокруг форкамеры выполнены отверстия, соединяющие полость горючего с полостью камеры газогенератора, причем во внутренней полости камеры газогенератора расположена полость воды, выполненная в виде двух днищ и закрепленных между ними газовых втулок, при этом полость воды соединена с высокотемпературной зоной камеры газогенератора через радиальные отверстия, выполненные в стенках газовых втулок, в варианте исполнения в днище полости воды, расположенном со стороны смесительной головки, выполнены отверстия. Изобретение обеспечивает повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе и давлений за счет балластировки продуктов сгорания водой и упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх