Камера сгорания жрд с электроплазменным зажиганием

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям многократного включения. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержит запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, согласно изобретению подвод генераторного газа через газовод смесительной головки осуществляется по оси камеры сгорания, а запальные устройства, закрепленные на фасонном газоводе между магистралями подводов генераторного газа и горючего, устанавливаются во втулки, расположенные между рядами смесительных элементов от периферии огневого днища на местах смесительных элементов. Изобретение обеспечивает повышение надежности поджига компонентов топлива в камерах сгорания ЖРД больших тяг, а также сокращает трудоемкость и время на проведение технического обслуживания камеры сгорания и запальных устройств. 2 ил.

 

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям многократного включения.

В жидкостных ракетных двигателях, работающих на компонентах топлива жидкий кислород + жидкий водород или жидкий кислород + сжиженный природный газ (СПГ), поджиг осуществляется от запальных устройств (ЗУ), расположенных на наружной поверхности смесительной головки, с расположением выходного конца ЗУ в центре смесительной головки, что позволяет обеспечить надежный поджиг компонентов топлива от одного мощного ЗУ.

Известна конструкция смесительной головки двигателя РД0120. Описания данной конструкции смесительной головки и расположенного в ней запального устройства изложены в книге «Маршевый двигатель ракеты-носителя «Энергия» - кислородно-водородный ЖРД (опыт создания). 2004 г. УДК 629.7036.54-63. Стр. 129 и 175».

Недостатком данной конструкции является сложность в эксплуатации ЗУ (отсутствие доступа к ЗУ в случае его замены из-за расположения конструкции узла крепления и качания двигателя, которая его полностью закрывает).

Известна конструкция камеры сгорания ЖРД с электроплазменным зажиганием, выбранная за прототип, предназначенная для ЖРД многократного включения (патент России №2561796, F02K 9/62, 2014).

В данной конструкции фланец для установки ЗУ расположен на боковой поверхности газовода смесительной головки и имеет кольцевой коллектор, каналы тракта охлаждения которого соединены с каналами тракта охлаждения втулки изогнутой формы с помощью кольцевой накладки, а каналы тракта охлаждения ЗУ соединены с коллектором на фланце с помощью перепускной изогнутой трубки.

Недостатком данной конструкции является наличие изогнутого газовода ЗУ, что снижает надежность конструкции и не позволяет произвести замену газовода ЗУ в случае его прогара. Кроме того, при создании ЖРД больших тяг 180÷200 тс с осевым подводом генераторного газа практически нет возможности установки выходного конца ЗУ по центру смесительной головки.

Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки прототипа и решает техническую задачу по обеспечению надежного поджига компонентов топлива в камерах сгорания ЖРД больших тяг, а также сокращает трудоемкость и время на проведение технического обслуживания камеры сгорания и ЗУ.

Поставленная техническая задача решается тем, что камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержащая запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, согласно изобретению подвод генераторного газа через газовод смесительной головки осуществляется по оси камеры сгорания, а запальные устройства, закрепленные на фасонном газоводе между магистралями подводов генераторного газа и горючего, устанавливаются во втулки, расположенные между рядами смесительных элементов от периферии огневого днища на местах смесительных элементов.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 показана камера сгорания, содержащая запальные устройства 1, смесительную головку 2, состоящую из фасонного корпуса газовода 3 с фланцем 4 для стыковки магистрали подвода генераторного газа и фланцем 5 для крепления запального устройства, газораспределительной решетки 6, корпуса 7 с коллектором 8 подвода окислителя, корпуса 9 с коллектором 10 подвода горючего на охлаждение огневого днища 11, смесительных элементов 12, втулок 13 для установки запальных устройств 1, корпус камеры 14 с коллектором 15 горючего.

На фиг. 2 показан фрагмент расположения запальных устройств 1 в смесительной головке 2 со стороны огневого днища 11.

Камера сгорания работает следующим образом.

По соответствующим командам:

1) по фланцу 4 корпуса газовода 3 генераторный газ поступает в полость смесительной головки 2 и через газораспределительную решетку 6 по смесительным элементам 12 подается во внутреннюю полость корпуса камеры 14;

2) окислитель из коллектора 8 поступает вовнутрь корпуса 7 и по смесительным элементам 12 во внутреннюю полость корпуса камеры 14;

3) горючее на охлаждение огневого днища 11 через коллектор 10 подается вовнутрь корпуса 9 и по отверстиям, расположенным в огневом днище 11 между смесительными элементами 12, поступает во внутреннюю полость корпуса камеры 14;

4) горючее поступает в тракт охлаждения корпуса камеры 14.

В соответствии с циклограммой работы двигателя подается команда на запуск запальных устройств 1. Продукты сгорания запальных устройств 1 по газоводам, расположенным в смесительной головке 2, поступают во внутреннюю полость корпуса камеры 14. При этом в камере сгорания образуется несколько локальных равномерно расположенных по поперечному сечению зон поджига компонентов топлива, что обеспечивает их надежное воспламенение по всему объему камеры сгорания.

Таким образом, расположение запальных устройств на местах смесительных элементов и закрепление их на корпусе газовода, между подводами генераторного газа и коллектора окислителя, позволяет, без выполнения трудоемких работ по демонтажу, легко снять ЗУ со смесительной головки и провести его осмотр, что сокращает трудоемкость и время на проведение технического обслуживания камеры сгорания и ЗУ. Наличие нескольких ЗУ позволяет обеспечить надежный многоразовый поджиг компонентов топлива в камерах сгорания больших тяг.

Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержащая запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, отличающаяся тем, что подвод генераторного газа через газовод смесительной головки осуществляется по оси камеры сгорания, а запальные устройства, закрепленные на фасонном газоводе между магистралями подводов генераторного газа и горючего, устанавливаются во втулки, расположенные между рядами смесительных элементов от периферии огневого днища на местах смесительных элементов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двухрежимному воспламенителю и к двухрежимному способу впрыска в воспламенитель для запуска ракетного двигателя как при условиях низкого давления, так и при условиях высокого давления.

Изобретение относится к области вооружения, в частности к малогабаритным управляемым реактивным снарядам. При запуске маршевого двигателя управляемого реактивного снаряда замыкание электрической цепи электровоспламенителя маршевого двигателя производят двумя инерционными замыкателями под действием стартового ускорения.

Изобретение относится к артиллерийской технике, в частности к ракетным двигателям снарядов, запускаемых из ствола орудия или миномета. Ракетный двигатель активно-реактивного снаряда содержит камеру сгорания с зарядом твердого топлива, сопло, инициатор и сопловую заглушку.

Изобретение относится к автономным источникам сжатого газа, а именно к низкотемпературным генераторам чистого азота при сжигании пиротехнических зарядов. Аккумулятор давления содержит сферический корпус, внутри которого на опоре цилиндрической перфорированной гильзы, закрытой запальной крышкой, установлен с гарантированным кольцевым зазором функциональный заряд в форме канальной пиротехнической шашки, а также соосный инициирующий пиропатрон и выпускное сопло, перекрытое мембраной и фильтром.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в конструкциях узлов воспламенения заряда твердого топлива. Корпус воспламенителя заряда твердого топлива из композиционных материалов, содержит цилиндрическую оболочку с наружным теплозащитным покрытием.

Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) на несамовоспламеняющихся компонентах топлива, например для ЖРД с многократным включением в полете.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) и может быть использовано при их проектировании. ЖРД, работающий на криогенных компонентах топлива, содержащий камеру с охлаждающим трактом, состоящим из двух участков охлаждения окислителем и горючим, турбонасосные агрегаты, на турбины которых из участков охлаждения подаются газифицированные и подогретые компоненты топлива, агрегаты автоматики, запальные устройства для поджига компонентов топлива в «горячих агрегатах», при этом выход из каждого участка охлаждающего тракта сообщен с запальными устройствами.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержащая запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, соединенный с запальным устройством с помощью фланца, расположенного на наружной поверхности с выполненными в нем каналами тракта охлаждения, который одним концом закреплен с фланцем, а другим устанавливается в центральную втулку корпуса смесительной головки, при этом фланец для установки запального устройства расположен на боковой поверхности газовода смесительной головки и имеет кольцевой коллектор, каналы тракта охлаждения которого соединены с каналами охлаждения втулки изогнутой формы с помощью кольцевой накладки, а каналы тракта охлаждения запального устройства соединены с коллектором фланца с помощью трубки.

Изобретение относится к акустической теплотехнике. Газодинамический воспламенитель содержит форкамеру с выходным отверстием, ускоритель с соплом, акустический резонатор и магистрали с регулирующими клапанами подвода окислителя и горючего к ускорителю.

Изобретение относится к области ракетостроения и, в частности, к камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) или газогенератора с лазерным зажиганием компонентов топлива.

Изобретения относятся к области ракетных двигателей на твердом топливе. Твердотопливный ракетный двигатель в первом варианте содержит корпус с размещенным в нем твердым топливом, сопловой блок, установленный на заднем днище корпуса, и запальник, включающий воспламенитель твердого топлива, вмонтированный в переднее и/или в заднее днище корпуса. В переднее днище корпуса запальник вмонтирован вдоль оси центрального канала. Запальник включает лазер, соединенный кабелем с источником электропитания и направленный фокусом пучка лазерного излучения заданной формы импульса на слой легковоспламеняющегося вещества, нанесенного на торец воспламенителя, а воспламенитель помещен в перфорированную оболочку и с радиальным просветом установлен в кожухе. В запальнике, установленном в переднем днище корпуса, кожух одним торцом герметически соединен с лазером, а на другом его торце выполнен раструб, на котором установлен дефлектор радиально направленного выброса пламени от воспламенителя на поверхность сквозного центрального канала твердого топлива. В запальнике, установленном в заднем днище корпуса, кожух одним торцом герметически соединен с лазером, а на другом его торце выполнен патрубок, которым запальник эксцентрично центральному каналу вмонтирован в заднее днище корпуса с возможностью концентрированного выброса пламени от воспламенителя через форкамеру на торец твердого топлива. Во втором варианте твердотопливный ракетный двигатель содержит бронирующие покрытия на торцах твердого топлива, а запальник, вмонтирован в переднее днище корпуса и представляет собой лазер. Лазер возбуждает воспламенение твердого топлива фокусом направленного пучка лазерного излучения заданной формы импульса через форкамеру на торец твердого топлива, для чего в бронирующем покрытии торца твердого топлива образована локальная зона воспламенения с возможностью перехода горения в центральный канал твердого топлива. В третьем варианте ракетного двигателя в качестве запальника в заднее днище корпуса эксцентрично соплу вмонтирован лазер, возбуждающий воспламенение твердого топлива фокусом направленного пучка лазерного излучения заданной формы импульса через форкамеру в одну из сотовых ячеек пирамидальной формы, выполненных на торце твердого топлива, с последующим переходом горения по всей сотовой пирамидально-ячеистой поверхности торца твердого топлива. Группа изобретений позволяет повысить надежность и сократить время воспламенения твердого топлива. 3 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к ракетным двигателям активно-реактивных снарядов, запускаемых из ствола артиллерийского орудия, и заключается в способе повышения дальности полета активно-реактивного снаряда. На траектории полета снаряда зажигают заряд твердого топлива продуктами сгорания воспламенителя, расположенного в предсопловом объеме и инициируемого продуктами сгорания замедлителя. Зажигание зарядов замедлителя осуществляют продуктами сгорания пиропатронов, срабатывающих при вылете снаряда из ствола орудия и размещенных в замкнутой полости, образуемой перфорированной диафрагмой, разделяющей предсопловой объем и диффузор сопла, и срезаемой крышкой сопла, расположенной в его выходном сечении. Заряды замедлителя выполнены в форме усеченных конусов, основания которых направлены в сторону выходного сечения сопла, и герметично размещены через термоизолирующие прокладки в перфорациях диафрагмы. Высоту зарядов замедлителя определяют по алгебраической формуле, включающей оптимальное значение времени задержки зажигания заряда твердого топлива, которое предварительно определяют из серии внешнебаллистических расчетов дальности полета конкретного активно-реактивного снаряда. Изобретение позволяет обеспечить увеличение дальности полета активно-реактивного снаряда и надежное зажигание его заряда твердого топлива. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям многократного включения. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержит запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, согласно изобретению подвод генераторного газа через газовод смесительной головки осуществляется по оси камеры сгорания, а запальные устройства, закрепленные на фасонном газоводе между магистралями подводов генераторного газа и горючего, устанавливаются во втулки, расположенные между рядами смесительных элементов от периферии огневого днища на местах смесительных элементов. Изобретение обеспечивает повышение надежности поджига компонентов топлива в камерах сгорания ЖРД больших тяг, а также сокращает трудоемкость и время на проведение технического обслуживания камеры сгорания и запальных устройств. 2 ил.

Наверх