Устройство для обеспечения командного давления жидкостного ракетного двигателя с насосной подачей компонентов топлива



Устройство для обеспечения командного давления жидкостного ракетного двигателя с насосной подачей компонентов топлива
Устройство для обеспечения командного давления жидкостного ракетного двигателя с насосной подачей компонентов топлива

 


Владельцы патента RU 2577920:

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

Изобретение относится к системе регулирования жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с насосной подачей и может быть использовано в ракетном двигателестроении. Устройство для обеспечения командного давления ЖРД с насосной подачей компонентов топлива, включающее камеру командного давления с патрубком подачи жидкости к потребителю, вход в которую соединен с полостью высокого давления, а выход - с полостью пониженного давления, при этом в качестве полости высокого давления выполнена полость насоса на максимальном диаметре центробежного колеса, в качестве полости пониженного давления выполнена полость насоса на диаметре центробежного колеса, большем диаметра щелевых уплотнений, а на входе и выходе камеры командного давления установлены настроечные дроссельные элементы. Изобретение обеспечивает повышение стабильности и точности системы регулирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к конструкции элементов систем регулирования жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и может быть использовано в ракетном двигателестроении.

Широкое распространение в ЖРД для получения командного давления агрегатов регулирования двигателя, таких как регулятор тяги, регулятор соотношения компонентов и др., получило устройство, выполненное в виде трубы Вентури, имеющее конфузор и диффузор с отбором командного давления из полости трубы Вентури, между конфузором и диффузором (см. книгу «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», авторы Г.Г. Гохун и др. М.: Машиностроение, 1989 г., рис. 3.3а).

Известно, в частности, устройство для обеспечения командного давления, взятого за прототип для жидкостного ракетного двигателя по патенту РФ на изобретение №2315194.

В этом устройстве для командных давлений использованы трубы Вентури, установленные на напорных магистралях насосов окислителя и горючего. Отбор командного давления к потребителю выполнен из камеры командного давления, между конфузорным и диффузорным участками трубы Вентури. Несмотря на выгоды использования технического решения по прототипу, оно имеет ряд недостатков:

1) Значительные гидравлические потери в трубе Вентури, которые составляют до 9% по каждой насосной линии (Технический справочник, том 2. М.: «Энергия», 1976 г., таблица 1-31).

2) Зависимость величины отбираемого командного давления от изменения расхода компонента в напорной магистрали насоса вследствие изменения гидравлического сопротивления тракта охлаждения ЖРД.

Например, чем больше расход, тем ниже командное давление, и наоборот.

Это свойство известного решения по прототипу увеличивает время переходных процессов двигателя, увеличивает погрешность регулирования и уменьшает количество эффективно используемого топлива.

Для устранения этих недостатков в предлагаемом устройстве для обеспечения командного давления ЖРД с насосной подачей компонентов топлива, включающем камеру командного давления с патрубком подачи жидкости к потребителю, вход в которую соединен с полостью высокого давления, а выход - с полостью пониженного давления, в качестве полости высокого давления выполнена полость насоса на максимальном диаметре центробежного колеса, в качестве полости пониженного давления выполнена полость насоса на диаметре центробежного колеса, большем диаметра щелевых уплотнений, а на входе и выходе камеры командного давления установлены настроечные дроссельные элементы.

Такое конструктивное исполнение обеспечивает высокую стабильность и независимость давления жидкости в камере командного давления от колебаний расхода в напорной магистрали насоса вследствие изменения гидравлического сопротивления всего тракта, объемный КПД насоса имеет максимальное значение.

Установка настроечных дроссельных элементов на входе и выходе камеры командного давления позволяет обеспечить требуемое значение командного давления с высокой точностью.

Частное использование устройства, когда камера командного давления вместе с настроечными дроссельными элементами выполнены (если это возможно) в крышке насоса, между диаметрами щелевого уплотнения и максимальным диаметром центробежного колеса, характеризуется минимальными весовыми габаритными характеристиками. На прилагаемых чертежах представлены: конструктивная схема устройства для обеспечения командного давления ЖРД с насосной подачей компонентов топлива (Фиг. 1) и частное исполнение по п. 2 формулы изобретения (Фиг. 2).

Устройство содержит камеру командного давления 1 с патрубком 2 подачи жидкости к потребителю, вход 3 в которую соединен с полостью высокого давления, а выход 4 - с полостью пониженного давления.

В отличие от прототипа, в качестве полости высокого давления выполнена полость 5 насоса на максимальном диаметре - Dmax центробежного колеса 6, в качестве полости пониженного давления выполнена полость 7 на диаметре - D центробежного колеса, большем диаметра - Dуп щелевых уплотнений, а на входе и выходе камеры командного давления установлены настроечные дроссельные элементы 8.

В частном возможном исполнении камера командного давления 1 вместе с патрубком 2 и настроечными дроссельными элементами 8 выполнена в крышке 9 насоса, между диаметром - Dуп щелевых уплотнений и максимальным диаметром - Dmax центробежного колеса 6 (Фиг. 2).

В процессе работы насоса в камере командного давления 1 обеспечивается заданное давление жидкости, которое через патрубок 2 подается к потребителю.

Это давление жидкости не зависит от колебаний сопротивления гидравлического тракта, что стабилизирует работу системы регулирования ЖРД.

При этом минимизируются гидравлические потери напора насоса, связанные с обеспечением командного давления для системы регулирования ЖРД.

1. Устройство для обеспечения командного давления ЖРД с насосной подачей компонентов топлива, включающее камеру командного давления с патрубком подачи жидкости к потребителю, вход в которую соединен с полостью высокого давления, а выход - с полостью пониженного давления, отличающееся тем, что в качестве полости высокого давления выполнена полость насоса на максимальном диаметре центробежного колеса, в качестве полости пониженного давления выполнена полость насоса на диаметре центробежного колеса, большем диаметра щелевых уплотнений, а на входе и выходе камеры командного давления установлены настроечные дроссельные элементы.

2. Устройство для обеспечения командного давления ЖРД с насосной подачей компонентов топлива по п. 1, отличающееся тем, что камера командного давления вместе с настроечными дроссельными элементами выполнена в крышке насоса между диаметром щелевых уплотнений и максимальным диаметром центробежного колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, а именно к области проектирования и эксплуатации двигательных установок космических аппаратов и разгонных блоков, предназначенных для обеспечения выдачи импульсов тяг космического аппарата по шести степеням свободы.

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, ориентированного на космические транспортные системы. Способ форсирования тяги ЖРД, основанный на изменении энергетических параметров функционирования, согласно изобретению форсирование осуществляют путем подачи части газа из газового тракта как минимум одного из компонентов топлива, или генераторного газа, или их смеси, по крайней мере, на одну дополнительную турбину, взаимодействующую, по крайней мере, с одним из основных турбонасосных агрегатов (ТНА), а после выхода из нее газ направляют для дальнейшего использования или удаления.

Изобретение относится к ракетным двигателям. Турбонасос, в котором импеллер насоса соединен с одним концом вращающегося вала, а турбина соединена с другим концом вращающегося вала.

Изобретение относится к области ракетной техники и предназначено для регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки. Способ регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки заключается в изменении проходного сечения органа, регулирующего расход газа наддува в зависимости от кавитационного запаса давления насосов турбонасосного агрегата, измерении параметров двигателя и определении их производных по времени.

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, ориентированного на космические транспортные системы. .

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). .

Изобретение относится к области ракетной техники и предназначено для регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки (ЖРДУ). .

Изобретение относится к эксплуатируемой преимущественно в условиях космического вакуума измерительной технике, предназначенной для определения расхода рабочего тела (ксенона), подаваемого из баков реактивных двигательных установок космических аппаратов.
Наверх