Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием
Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием содержит камеру сгорания с газоводом и опорными элементами на корпусе головки камеры, карданный шаровой подвес, содержащий систему рулевых приводов качания двигателя с тягами, силовыми цилиндрами и кронштейнами для тяг. Карданный шаровой подвес снабжен неподвижным опорным конусом и полым подвижным, скрепленным с камерой сгорания. Газовод камеры расположен внутри подвижного опорного конуса, снабженного отверстием для прохода газовода и силовым фланцем, состыкованным с опорными элементами головки камеры. Кронштейны для подсоединения тяг рулевых приводов установлены в плоскостях качания на наружной поверхности подвижного опорного конуса. Изобретение позволяет повысить надежность работы, уменьшить массу двигателя и унифицировать камеру сгорания. 2 ил.
Изобретение относится к области однокамерных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с дожиганием генераторного газа, изменяемого вектора тяги за счет качания камеры сгорания.
Известны однокамерные ЖРД с управлением вектора тяги. Такие двигатели имеют карданный подвес, расположенный над головкой камеры сгорания, на ее днище. Камера имеет возможность поворота во всех направлениях, что обеспечивается наличием двух рулевых приводов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый рулевой привод состоит из силового цилиндра и тяг, закрепленных на двух парах кронштейнов. При этом одна пара кронштейнов установлена на силовом каркасе ракеты, а вторая - на головке камеры сгорания, или на корпусе камеры сгорания в районе критического сечения (см. книгу под редакцией Г.Г. Гахуна "Конструирование и проектирование ЖРД", М, Машиностроение, 1989 г., стр. 61, 62 и 375 и книгу авторов Dieter K.Huzel, David H. Huang "Design of Liquid Propellant Kocket Engines" Вашингтон, НАСА, 1967, глава V, стр. 277, фиг. 7 - 13). Установка силовых кронштейнов на высокотемпературных деталях, подверженных большим внутренним давлениям, может быть причиной больших недопустимых концентраций напряжений. Это требует соответствующих конструктивных мероприятий в виде дополнительных ужесточающих колец, ребер жесткости и т.п., установленных на паяной оболочке камеры сгорания. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в увеличении надежности работы двигателя и унификации камеры сгорания для двигателей с качанием камеры и без качания. Поставленная задача решается тем, что в известном однокамерном ЖРД газовод камеры сгорания расположен внутри подвижного опорного конуса, снабженного отверстием для прохода газовода и силовым фланцем, состыкованным с опорными элементами головки камеры, а кронштейны для подсоединения тяг рулевых приводов установлены в плоскостях качания на наружной поверхности подвижного опорного конуса. Стыковка подвижного опорного конуса по его фланцу с холодными опорными элементами головки камеры сгорания позволяет избежать нагрева опорного конуса и элементов карданного шарового подвеса. Размещение газовода внутри опорного конуса дает уменьшение длинного габарита двигателя, а установка кронштейнов рулевых приводов на опорном конусе приводит к уменьшению длин ходов силовых цилиндров рулевых приводов. Уменьшение упомянутых длин позволяет уменьшить массу двигателя. Наличие отъемного от камеры сгорания опорного подвижного конуса позволяет использовать одну и ту же камеру сгорания в виде модуля, как на однокамерном ЖРД с изменением вектора тяги, так и на многокамерных ЖРД с неподвижными, некачающимися камерами сгорания (т.е. унифицировать камеру). Настоящее изобретение описано более полно при помощи нижеследующих чертежей. На фиг. 1 представлен схематически общий вид однокамерного ЖРД с дожиганием генераторного газа изменяемого вектора, тяги; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. ЖРД с дожиганием генераторного газа содержит камеру сгорания 1, установленную с возможностью качания на карданном шаровом подвесе 2. Карданный подвес расположен между неподвижной опорной частью 3 и полным подвижным опорным конусом 4, причем конус 3 закреплен на силовом каркасе 5 ракеты, конус 4 скреплен с камерой сгорания 1. Камера сгорания снабжена форсуночной головкой 6 с газоводом 7 и конусом 8. Корпус головки выполнен с опорными элементами 9. Газовод 7 расположен внутри полого конуса 4 и пропущен наружу через отверстие 10, выполненное в стенке опорного конуса. Опорные элементы 9 состыкованы, например, с помощью болтов с силовым фланцем 11 конуса 4. К газоводу 7 через фланцевое соединение 12 подвешен турбонасосный агрегат 13 с газогенератором 14. Двигатель снабжен системой рулевых приводов качания двигателя. Система включает два привода 15 и 16, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый привод включает силовой цилиндр 17 и тягу 18, причем привод 15 прикреплен с одного конца к силовому каркасу 5, а с другого через стержневой кронштейн 19 к кронштейнам 20 и 21, установленным на наружной поверхности подвижного конуса 4. Привод 16 с одного конца также прикреплен к силовому каркасу 5, а с другого - к кронштейну 22, расположенному на конусе 4. При необходимости изменения вектора тяги в соответствующий силовой цилиндр 17 подается под давлением рабочая среда. Силы, образуемые силовыми цилиндрами, обеспечивают перемещение тяг и создают крутящие моменты, и камера сгорания 1 вместе с подвижным опорным конусом поворачивается относительно центра карданного шарового подвеса. При этом сила тяги, образуемая камерой сгорания, через опорные элементы 9 передается на подвижный опорный конус 4 и затем через карданный подвес 2 и неподвижную опорную часть 3 на силовой каркас 5 ракеты. Стыковка подвижного опорного конуса с камерой сгорания по холодным охлаждаемым одним из рабочих компонентов топлива опорным элементам позволяет обеспечить надежность работы конструкции без разрушения места закрепления опорного конуса. Размещение высоконагретого газовода 7 внутри опорного конуса 4 приводит к уменьшению длинного габарита камеры сгорания. Размещение кронштейнов крепления 20, 21, 22 на холодном опорном конусе 4 позволяет избежать местные нагружения на паяные высокотемпературные оболочки камеры сгорания и тем самым, повысить надежность работы камеры. Кроме того, более высокое расположение нижних кронштейнов рулевых приводов приводит к уменьшению длин рулевых приводов и общих габаритов двигателя. Наличие съемного с камеры сгорания подвижного опорного конуса позволяет также использовать камеру сгорания, как отдельный модуль для однокамерного ЖРД изменяемого вектора тяги, так и в многокамерных ЖРД с неподвижными камерами сгорания, т. е. унифицировать камеры сгорания для ЖРД различных типов.Формула изобретения
Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием, содержащий камеру сгорания с газоводом и опорными элементами на корпусе головки камеры, карданный шаровой подвес, отличающийся тем, что содержит систему рулевых приводов качания двигателя с тягами, силовыми цилиндрами и кронштейнами для тяг, карданный шаровой подвес снабжен неподвижным опорным конусом и полым подвижным, скрепленным с камерой сгорания, причем газовод камеры расположен внутри подвижного опорного конуса, снабженного отверстием для прохода газовода и силовым фланцем, состыкованным с опорными элементами головки камеры, а кронштейны для подсоединения тяг рулевых приводов установлены в плоскостях качания на наружной поверхности подвижного опорного конуса.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к области ракетостроения, в частности к узлу качания камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с дожиганием, и может быть использовано в системах трубопроводов, работающих в условиях высоких температур и высоких давлениях
Двигательная установка летательного аппарата // 2089743
Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием // 2173785
Жидкостный ракетный двигатель с управляемым вектором тяги и узел подвески камеры сгорания жрд // 2409754
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в жидкостных ракетных двигателях для управления вектором тяги
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в жидкостных ракетных двигателях дя управления вектором тяги
Изобретение относится к ракетной технике
Изобретение относится к области ракетостроения, в частности к узлу качания камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с дожиганием генераторного газа после турбины турбонасосного агрегата в камере сгорания, и может быть использовано в системах трубопроводов с рабочим телом высокого давления и высокой температуры. Узел качания в одной плоскости камеры, включающий камеру, установленную цапфами в подшипниках качения в траверсах, закрепленных на его силовой раме, и блок гибких трубопроводов, в котором согласно изобретению сильфоны и гибкие трубопроводы объединены в два блока гибких трубопроводов (БГТ), прикрепленных своими неподвижными кронштейнами к траверсам, расположенным по обе стороны камеры вдоль оси качания и взаимодействующих с помощью гибких трубопроводов с подвижными кронштейнами, при этом подвижный кронштейн БГТ газового тракта своей серьгой, контактирующей с одной стороны с цилиндрической поверхностью резьбовой втулки, ввернутой в цапфу камеры, а с другой стороны снабжен вилкой, контактирующей через сферический шарнир с серьгой неподвижного фланца этого БГТ, при этом в отверстия подвижного и неподвижного кронштейнов установлены втулки, к которым закреплены наконечники сильфона, а подвижный кронштейн БГТ, расположенный по другую сторону камеры, своей вилкой взаимодействует с консольно расположенным валиком цапфы камеры, выполненным с двумя боковыми плоскими поверхностями, при этом между вилкой подвижного кронштейна БГТ и валиком в их отверстиях установлен палец. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы, равномерное изгибание гибких элементов, повышению точности установки геометрической оси камеры, уменьшение габаритных размеров узла качания. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Способ управления запуском жидкостных реактивных двигателей ракеты космического назначения // 2540898
Изобретение относится к способам управления запуском жидкостных реактивных двигателей ракеты космического назначения на стартовой позиции. Способ включает зажигание топлива в камерах сгорания двигателей, выход на режим предварительной ступени, проверку работоспособности на этом режиме и выдачу команды на перевод тяги всех двигателей на главную ступень. Одновременно с проверкой работоспособности на режиме предварительной ступени измеряют угловые отклонения качающихся частей всех двигателей от их средних положений. Если измеренное угловое отклонение качающейся части хотя бы одного двигателя превышает заданное значение, то выдают команду на выключение всех двигателей. В противном случае переводят все двигатели, в случае их работоспособности, на режим главной ступени. Одновременно формируют команды управления качающимися частями двигателей с учетом измеренных их угловых отклонений. Техническим результатом изобретения является повышение вероятности безаварийного старта ракеты. 1 ил.
Изобретение относится к ракетной технике и, в частности, к устройствам, воспринимающим тягу жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и позволяющим обеспечить проток компонентов топлива из баков ракеты в магистрали двигателя и качание двигателя. В устройстве для восприятия тяги и протока двух компонентов топлива, включающем двухстепенной подвес и сильфонный узел для протока двух компонентов топлива, при этом в качестве указанного подвеса применен карданный подвес, имеющий раму карданного механизма, две пары осей с подшипниками, размещенными в раме в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и две пары вилок, соединенных с осями, при этом одна пара вилок жестко соединена с рамой двигателя, другая - с головкой камеры сгорания двигателя, при этом указанный сильфонный узел размещен внутри рамы карданного механизма и выполнен в виде двух сильфонов - внутреннего, установленного по оси двигателя и оси карданного подвеса, и наружного сильфона, концентрично размещенного относительно внутреннего, образующих между собой кольцевой канал, полость внутреннего сильфона с одной стороны соединена с полостью бака ракеты одного из компонентов топлива, с другой стороны через коллектор соединена с входной магистралью двигателя, полость кольцевого канала через изогнутый трубопровод соединена с полостью бака ракеты другого компонента, с другой стороны эта полость через коллектор соединена с входной магистралью двигателя. Изобретение обеспечивает повышение надежности, уменьшение массово-габаритных характеристик. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к узлам качания камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и может быть использовано для установки геометрической оси камеры, качающейся в одной плоскости, в заданном положении, с высокой точностью. В узле качания между внутренней обоймой подшипника и цапфой установлена дополнительная резьбовая втулка с буртом для упора подшипника, контактирующая с ответной резьбой цапфы, в траверсах, в местах установки болтов, выполнены отверстия в виде овальных пазов, между основаниями рамы и траверсами установлены регулировочные прокладки из стального листа, между траверсами и головками болтов установлены двойные опорные стальные шайбы увеличенной толщины с отверстиями под болты, между резьбовой втулкой и цапфой установлен штифт. Изобретение обеспечивает высокую точность установки геометрической оси и оси качания камеры на двигателе относительно общей оси двигателя и его привалочной плоскости, повышение надежности крепления траверс к основаниям рамы и исключение проворота резьбовой втулки относительно цапфы. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании карданных подвесов однокамерных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с дожиганием генераторного газа. В карданном подвесе жидкостного ракетного двигателя, содержащем опорный и подвижный усеченные конусы, скрепленные через карданный узел, включающий полую шаровую пяту, пронизанную подвижной и неподвижной осями качания, подпятник, установленный внутри глухой гайки, соосно ввернутой в нижний торцовый участок опорного конуса, две рулевые машины с верхними и нижними рамами крепления, шаровая пята, снабженная фланцем крепления к верхнему торцовому участку подвижного конуса, включает сквозной канал, например, прямоугольного поперечного сечения с пропущенными через него коаксиальными наружной подвижной и внутренней неподвижной осями качания, причем верхняя стенка канала выполнена с центральной вогнутой цилиндрической поверхностью с осью качания, перпендикулярной к неподвижной оси, а подвижная ось качания содержит прилив с выпуклой цилиндрической поверхностью, входящей в контакт с вогнутой цилиндрической поверхностью сквозного канала и позволяющей обеспечить скольжение по ней цилиндрической поверхности прилива подвижной оси в ограниченном диапазоне, и верхний неподвижный опорный конус снабжен вилкообразным захватом, закрепленным по обоим концам неподвижной оси, выполненной в виде призонного болта с головкой и крепежной гайкой. Каждая шарнирная точка крепления двух рулевых машин закреплена на раме, состоящей из подкоса, шарнирно закрепленного к одной из стенок соответствующего конуса, и горизонтально расположенного кронштейна треугольной формы с парой проушин, закрепленных в вилках, установленных на верхнем или нижнем посадочном фланце конусов. Изобретение обеспечивает повышение надежности конструкции и автономную работу системы качания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
