Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя



Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя
Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя
Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя
Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя

 


Владельцы патента RU 2563114:

ОАО "КУЗНЕЦОВ" (RU)

Техническое решение относится к ракетным двигательным установкам, для работы которых используется горючее и окислитель, и может быть использовано при создании сопл жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Сопло камеры жидкостного реактивного двигателя содержит наружную и внутреннюю оболочки, образующие тракт охлаждения, сообщенный через подколлекторное кольцо с коллектором подвода охладителя, размещенным на наружной оболочке, коллектор включает два диаметрально расположенных патрубка и, как минимум, одну поперечную перегородку, установленную на равном угловом удалении от осей патрубков. Эта перегородка перекрывает в % 80-90 площади поперечного сечения коллектора с образованием зазора между перегородкой и подколлекторным кольцом. Кроме того, сопло камеры жидкостного реактивного двигателя снабжено коллектором отвода охладителя с тремя равнорасположенными по окружности патрубками отвода охладителя. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы сопла за счет равномерности распределения расхода охладителя по каналам тракта охлаждения, а также и уменьшение габаритов и веса коллекторов подвода и отвода охладителя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Техническое решение относится к ракетным двигательным установкам, для работы которых используется горючее и окислитель, и может быть использовано при создании сопл жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Известно сопло камеры сгорания ЖРД (см. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. - М.: Машиностроение, 1968, стр. 167-168, 171-172, рис. 4.3.3), содержащее рубашку с коллектором, оболочку с основными ребрами, выполненными в ней и проходящими от ее начала до радиальной канавки, предназначенной для выхода инструмента, расположенной между торцами ребер и конической отбортовкой, выполненной в оболочке и соединенной с рубашкой, дополнительные ребра, имеющие меньшую длину, чем основные, и равномерно расположенные между ними.

В данном сопле соединение оболочки с рубашкой происходит при помощи пайки по основным и дополнительным ребрам. Основным недостатком данного сопла является пониженный запас прочности в зоне радиальной канавки, обусловленный отсутствием ребер и связи через ребра между оболочкой и рубашкой в зоне радиальной канавки.

Известно крупногабаритное сопло камеры ЖРД (см. патент РФ №2095609), имеющее наружную и внутреннюю оболочки, образующие тракт охлаждения, сообщающийся с коллектором подвода охладителя и коллектором отвода части, размещенных на наружной оболочке и снабженных по одному патрубку подвода и отвода охладителя.

Наличие в известном сопле коллекторов с одним патрубком приводит к неравномерному окружному распределению расхода охладителя по каналам тракта охлаждения, что приводит к образованию локальных зон перегрева и увеличенных тепловых потоков, что снижает надежность работы сопла.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы сопла за счет равномерности распределения расхода охладителя по каналам тракта охлаждения, а также и уменьшение габаритов и веса коллекторов подвода и отвода охладителя.

Выполнение задачи достигается тем, что в сопле камеры жидкостного реактивного двигателя, содержащем наружную и внутреннюю оболочки, образующие тракт охлаждения, сообщенный через подколлекторное кольцо с коллектором подвода охладителя, размещенным на наружной оболочке, коллектор включает два диаметрально расположенных патрубка и, как минимум, одну поперечную перегородку, установленную на равном угловом удалении от осей патрубков.

Эта перегородка перекрывает в % 80-90 площади поперечного сечения коллектора с образованием зазора между перегородкой и подколлекторным кольцом.

Кроме того, сопло камеры жидкостного реактивного двигателя снабжено коллектором отвода охладителя с тремя равнорасположенными по окружности патрубками отвода охладителя.

На Фиг. 1 схематично представлен общий вид сопла ЖРД.

На Фиг. 2 представлен вид А на сопло.

На Фиг. 3 показано сечение Б-Б на Фиг. 2.

На Фиг. 4 показано сечение В-В на Фиг. 2.

Сопло камеры ЖРД включает оживальные наружную оболочку 1 и оребренную или гофрированную внутреннюю оболочку 2, образующие тракт охлаждения 3. Наружная оболочка 1 выполнена с коллектором подвода охладитель 4 и с коллектором отвода охладителя 5, которые соединены с помощью отверстий 6 и 7 в подколлекторных кольцах 8 и 9 с полостью тракта охлаждения 3. Коллектор 4 содержит два диаметрально расположенных патрубка 10, а коллектор 5 - три патрубка 11. В полости коллектора 4 на равном угловом удалении от осей 12 патрубков установлена поперечная перегородка 13. Перегородка перекрывает на 80-90% площадь поперечного сечения коллектора 4 с образованием зазора 14 между перегородкой 13 и подколлекторным кольцом 8.

В процессе работы охладитель подается через патрубки в полость коллектора 4. Часть его по тракту охлаждения уходит в сторону критического сечения камеры (условно не показано), а другая часть - в сторону коллектора 5 на патрубки 11.

Наличие перегородки 13 в полости коллектора 4 ограничивает беспорядочное вихревое течение охладителя в окружном направлении с потерей полного давления и обеспечивает равномерность раздачи охладителя по каналам тракта охлаждения. В частности, на крупногабаритных камерах возможно получение надежности путем снижения неравномерности температур охладителя в каналах охлаждения порядка 80-100 C° и снижения потерь полного давления в коллекторе на 40-50%. Наличие зазора между перегородкой и подколлекторным кольцом гарантирует отсутствие возможных скоплений загрязнений и выравнивание давлений охладителя в полостях коллектора.

Установка на коллекторе 5 трех патрубков 11 обеспечивает более равномерные расходы охладителя по каналам охлаждения и уменьшение поперечного сечения коллектора.

Возможное выполнение коллектора 4 с двумя противоположно расположенными перегородками 13 позволяет получить дополнительный положительный эффект по выравниванию и стабилизации температурных полей поверхности сопла, что обеспечивает надежность в работе сопла, увеличивает ресурс работы ЖРД.

1. Сопло камеры жидкостного реактивного двигателя, содержащее наружную и внутреннюю оболочки, образующие тракт охлаждения, сообщенный через подколлекторное кольцо с коллектором подвода охладителя, размещенным на наружной оболочке, отличающееся тем, что коллектор включает два диаметрально расположенных патрубка и, как минимум, одну поперечную перегородку, установленную на равном угловом удалении от осей патрубков.

2. Сопло камеры жидкостного реактивного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что перегородка перекрывает в % 80-90 площади поперечного сечения коллектора с образованием зазора между перегородкой и подколлекторным кольцом.

3. Сопло камеры жидкостного реактивного двигателя по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено коллектором отвода охладителя с тремя равнорасположенными по окружности патрубками отвода охладителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к конструкции ракетных частей реактивных снарядов. Ракетная часть реактивного снаряда содержит корпус, дно и хвостовой блок.
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании сопел ракетных двигателей, в частности при разработке конструкции сопел жидкостных ракетных двигателей, имеющих радиационно охлаждаемый сопловой насадок.

Изобретение относится к области ракетостроения, а именно к способам повышения тяги ракетного двигателя, и может быть использовано для увеличения тяги ракетных и авиационных двигателей.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя с раздвижным соплом. Сопло ракетного двигателя содержит раструб и складной насадок, образованный лепестками, кинематически связанными с раструбом механизмом раздвижки, обеспечивающим перевод лепестков из сложенного положения в рабочее.

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в ракетных двигателях твердого топлива реактивных снарядов систем залпового огня. Сопло ракетного двигателя содержит корпус, дозвуковую и сверхзвуковую части сопла, а также герметизирующее-пусковое устройство с форсажной трубкой и опорой.

Изобретение относится к области ракетной твердотопливной техники и может быть использовано в конструкциях поворотных сопл из композиционных материалов. Корпус раструба поворотного сопла из композиционных материалов содержит оболочку в виде усеченного конуса с двумя присоединительными фланцами у большого и малого оснований, а также силовой шпангоут с закладными деталями для взаимодействия с механизмами поворота сопла.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в конструкции жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с турбонасосной системой подачи топлива, выполненного по схеме без дожигания с радиационно-охлаждаемым насадком сопла камеры.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления сопла жидкостного ракетного двигателя оживальной формы. Сопло состоит из нескольких автономных трапецеидальных секторов оживальной формы, соединенных в осевом направлении.

Изобретение относится к средствам создания тяги и может быть использовано в реактивных двигателях (РД). Двигательное устройство содержит корпус, конусообразную камеру сгорания, выхлопную трубу, два пружинных клапана между выхлопной трубой и камерой сгорания, блок управления с гидравлическими выходами.

Изобретение относится к области ракетной техники. В сверхзвуковой части осесимметричного сопла ракетного двигателя установлена вставка, которая имеет длину, выходной диаметр и степень расширения, меньшие, чем соответствующие геометрические параметры стенки сверхзвуковой части сопла.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления внутренней оболочки сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Способ включает ротационное выдавливание оболочки за несколько переходов. Верхнюю часть со стороны малого диаметра оболочки изготавливают из материала, предназначенного для сваривания с соседним блоком сопла. До ротационного выдавливания оболочки в плоской заготовке вырезают отверстие по диаметру соединения двух материалов. Затем в отверстие вставляют плоскую заготовку из другого материала такой же толщины, что и основная заготовка. Осуществляют сварку кольцевым швом двух материалов. Проводят зачистку сварного шва и контроль его качества, а затем выполняют ротационное выдавливание сварной заготовки и получают биметаллическую внутреннюю оболочку со стороны малого диаметра с переходной зоной от одного материала к другому. Изобретение обеспечивает изготовление биметаллической внутренней оболочки с минимальной деформацией и без подварок, исключение дефектов сварки в переходной зоне от одного материала к другому за счет упрочнения сварного шва при раскатке, повышение качества и надежности оболочки сопла камеры сгорания ЖРД. 1 ил.

При сборке сопла ракетного двигателя с эластичным опорным шарниром сопло устанавливают вертикально стыковочным фланцем на базовую поверхность стыковочного фланца жесткого основания и сжимают эластичный опорный шарнир с заданным усилием. Затем фиксируют подвижную часть сопла относительно неподвижной части стопорными устройствами. Фиксацию подвижной части сопла относительно неподвижной части производят с дискретным увеличением усилия фиксации до заданных значений. Во время каждого увеличения усилия фиксации в двух взаимно перпендикулярных осевых плоскостях, одна из которых проходит через стопорное устройство, контролируют отклонение от перпендикулярности оси подвижной части сопла относительно базовой поверхности стыковочного фланца жесткого основания. При необходимости изменением усилия фиксации стопорных устройств производят корректировку перпендикулярности до нормированного значения. Изобретение позволяет исключить деформацию сопла с эластичным опорным шарниром при сборке, а также снизить ее трудоемкость. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в космической технике или авиации. Двигатель содержит систему агрегатов формирования и подачи рабочего тела в сопло, при этом сопло имеет входную часть, выполненную в виде полого цилиндра с тангенциальными подводами рабочего тела, расположенными равномерно в поперечной плоскости. Выходная часть сопла имеет конический раструб, переходящий в полый цилиндр. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, снижение массы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел малогабаритных ракетных двигателей, где необходимо реализовать высокий уровень давления срабатывания заглушки. Заглушка сопла ракетного двигателя выполнена в виде охватывающего выходную часть сопла полого цилиндра с глухим дном, закрепленного на наружной поверхности сопла срезаемыми штифтами. На внутренней стенке полого цилиндра выполнена кольцевая проточка, а на его торцовой поверхности выполнены радиальные прорези, обеспечивающие возможность захода предварительно установленных на сопле срезаемых штифтов в кольцевую проточку. Полый цилиндр фиксируется на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов. На внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна размещено кольцевое уплотнение. Изобретение позволяет обеспечить высокое расчетное давление срабатывания. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении заглушек для сопел ракетных двигателей на твердом топливе. При изготовлении сферической заглушки выкраивают круговые заготовки из пропитанной связующим стеклоткани, выкладывают из заготовок многослойный пакет на соответствующую конфигурации заглушки матрицу пресс-формы и осуществляют горячее прессование. При выкраивании заготовок отмечают на них положение направления основы стеклоткани, проходящего через центр заготовки, а при выкладке заготовок совмещают направление основы стеклоткани первой заготовки с заданным на матрице направлением выкладки первого слоя многослойного пакета. Направление основы стеклоткани второй заготовки располагают перпендикулярно к направлению основы стеклоткани первой выложенной заготовки, а направления основы стеклоткани третьей и четвертой заготовок располагают зеркально симметрично между направлениями основы стеклоткани первой и второй заготовок. Затем выкладывают остальные заготовки, совмещая при этом направление основы стеклоткани пятой, девятой и так далее заготовок с направлением основы стеклоткани первой заготовки. Изобретение позволяет повысить качество изготовления из стеклоткани сферической заглушки, за счет исключения коробления ее поверхности. 2 ил.
Наверх