Инжекционный элемент

Авторы патента:

ЖАМ Филипп (FR)

КРУЗ Карлос (FR)

F02K9/52 - распылительные головки (вообще B05B)

Владельцы патента RU 2593315:

СНЕКМА (FR)

Изобретение относится к области инжекционных элементов (201) для инжекции двух компонентов (Е1, Е2) топлива в камеру сгорания, в частности, предназначенных для ракетного двигателя с, по меньшей мере, одной камерой сгорания, содержащей инжектор с одним или множеством инжекционных элементов (201). Инжекционный элемент (201) содержит первый кольцевой канал (206) для инжекции первого компонента (Е1) топлива и второй кольцевой канал (207) для инжекции второго компонента (Е2) топлива, причем второй канал (207) расположен коаксиально снаружи первого канала (206) и примыкает к нему, и, потенциально, третий кольцевой коаксиальный канал (208), который расположен снаружи второго канала (207) и примыкает к нему. Первый канал (206) окружает центральное тело (205) инжекционного элемента (201), причем центральное тело (205) содержит полость (209), сообщающуюся с наружной поверхностью (212) центрального тела (205) и выполненную с возможностью демпфирования, по меньшей мере, одной предварительно заданной звуковой частоты f. Изобретение обеспечивает уменьшение влияния акустических колебаний в камере сгорания. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к инжекционному элементу для инжекции двух компонентов топлива в камеру сгорания, в частности, предназначенному для ракетного двигателя с, по меньшей мере, одной камерой сгорания, содержащей инжектор с одним или множеством инжекционных элементов. Более конкретно, изобретение относится к усовершенствованию инжекционного элемента в его нижней по потоку части, где происходит смешивание двух компонентов топлива, с целью снижения акустического шума в камере сгорания.

Уровень техники

В патентном документе FR 2712030 А1 описан инжектор двух компонентов топлива в камеру сгорания ракетного двигателя, содержащий систему подачи, в которой множество инжекционных элементов расположены параллельно друг другу по осесимметричной схеме на поверхности конструкции, называемой круглой «инжекционной плитой» и образующей часть инжектора. Таким образом, эта инжекционная плита может быть связана с достаточно большим числом инжекционных элементов, например, до сотни или больше, суммарный расход которых определяет общий расход двигателя.

В этом инжекторе уровня техники каждый инжекционный элемент содержит первый трубчатый канал для инжекции первого компонента топлива и второй канал для инжекции второго компонента топлива, причем второй канал выполнен кольцевым, расположенным коаксиально снаружи первого канала и смежно, т.е. примыкающим к нему.

В данном контексте под «кольцевым каналом» имеется в виду канал, радиальное сечение которого имеет кольцевое проходное сечение, тогда как под «трубчатым каналом» имеется в виду канал с полным поперечным сечением. Кроме того, термины «верхний по потоку» и «нижний по потоку» определяются в зависимости от направления течения компонентов топлива.

Таким образом, в инжекторе по FR 2712030 А1 компоненты топлива инжектируются в камеру сгорания через коаксиальные каналы инжекционных элементов, и турбулентность, вызываемая в приграничных слоях между двумя концентричными и смежными потоками, может обеспечивать равномерное смешивание двух компонентов топлива посредством пересечения их течений.

Однако, исходя из этой базовой концепции, когда один канал является кольцевым, возникают трудности в изменении геометрических параметров для увеличения индивидуальной производительности (расхода) инжекционного элемента без ухудшения качества инжекции и сгорания.

Кроме того, такая камера сгорания при функционировании может генерировать шум сгорания, который может даже вступать в сильное акустическое взаимодействие с режимами собственных колебаний камеры. При этом акустические (звуковые) колебания могут входить в резонанс и достигать амплитуд, способных вызывать необратимые повреждения камеры сгорания и инжектора.

Делались попытки снизить акустический уровень в таких камерах сгорания с помощью демпфирующих устройств на периферии инжекционной плиты. Чаще всего в качестве демпферов используются дефлекторы («отражательные щитки») и акустические полости. Однако эти демпфирующие устройства имеют серьезные недостатки в отношении увеличения массы, загромождения пространства, сложности и высокой стоимости изготовления камеры сгорания. Кроме того, они требуют дополнительных испытаний для оценки, в частности, их термомеханической стойкости в чрезвычайно тяжелых условиях окружающей среды.

Раскрытие изобретения

Соответственно, настоящее изобретение имеет целью предложить инжекционный элемент, который позволяет устранить данные недостатки.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что первый канал выполнен также кольцевым, окружающим центральное тело инжекционного элемента, причем центральное тело содержит, по меньшей мере, одну полость, сообщающуюся с наружной поверхностью центрального тела и выполненную с возможностью демпфирования, по меньшей мере, одной предварительно заданной звуковой частоты f.

Благодаря такому решению можно снижать проходное сечение для первого компонента топлива, циркулирующего в первом канале, за счет подбора диаметра центрального тела. В результате, даже если увеличивают проходные сечения всех каналов для повышения расхода инжекционного элемента, при этом можно обеспечить, чтобы скорость компонента топлива в первом кольцевом канале не уменьшалась при прочих равных условиях. Таким образом, качество инжекции и сгорания может поддерживаться независимо от задания размеров инжекционного элемента. Кроме того, выполнение полости акустического демпфирования в центральном теле обеспечивает возможность ее интегрирования в инжекторе без дополнительно требуемого пространства и расположения средств демпфирования в непосредственной близости к источнику шума.

В некоторых примерах выполнения эта полость акустического демпфирования выполнена в виде резонатора Гельмгольца, имеет объем V и сообщается с наружной поверхностью центрального тела через отверстие с сечением А и длиной I_o. Такой резонатор Гельмгольца имеет собственную звуковую частоту f в соответствии с уравнением:

где с представляет собой скорость распространения звука в текучей среде, содержащейся в полости. Резонатор Гельмгольца, приведенный в соответствии с предварительно заданной частотой f возбуждения, позволяет рассеивать, по меньшей мере, часть энергии звуковых волн на этой частоте.

В частном примере выполнения инжекционного элемента отверстие, соединяющее полость с наружной поверхностью центрального тела, по существу коаксиально первому и второму каналам. При этом отверстие ориентировано в направлении, в котором проходит наибольшая часть шума сгорания.

В альтернативном примере выполнения полость сообщается непосредственно с первым каналом через отверстие, которое выполнено латерально в наружной поверхности. Это обеспечивает демпфирование звуковых волн, распространяющихся в направлении вверх по потоку по первому каналу.

Альтернативно выполнению в виде резонатора Гельмгольца в других примерах выполнения полость выполнена в виде осевого отверстия в центральном теле, имеющего длину I_o, по существу эквивалентную одной четвертой длины λ волны, соответствующей предварительно заданной звуковой частоте f. В настоящем контексте под осевой ориентацией имеется в виду направление течения компонентов топлива. При этом полость образует трубу в одну четверть волны, позволяющую гасить звуковые волны частоты f.

Для дальнейшего улучшения смешивания двух компонентов топлива в нижней части по потоку инжекционный элемент в соответствии с некоторыми примерами выполнения дополнительно содержит третий канал, предназначенный для инжекции первого компонента топлива, причем этот третий канал коаксиален первому и второму каналам и расположен снаружи второго канала смежно ему. При этом двойное пересечение истечения второго компонента топлива между внутренним и наружным потоками первого компонента топлива может способствовать еще лучшей гомогенизации смеси.

Изобретение относится также к инжектору, содержащему, по меньшей мере, один вышеописанный инжекционный элемент, к камере сгорания, содержащей, по меньшей мере, один такой инжектор, и к ракетному двигателю, содержащему, по меньшей мере, одну такую камеру сгорания. В настоящем контексте под «камерой сгорания» имеется в виду не только однокомпонентная основная камера сгорания ракетного двигателя, но также, кроме прочего, один или множество компонентов многокомпонентной камеры сгорания, предкамера ступенчатого двигателя внутреннего сгорания или газогенератор, например, для привода в действие турбонасоса подачи компонентов топлива.

Изобретение относится также к способу демпфирования шума сгорания в камере сгорания, в котором предварительно заданную звуковую частоту f демпфируют в полости центрального тела инжекционного элемента для инжекции смеси двух компонентов топлива в камеру сгорания, причем инжекционный элемент содержит, по меньшей мере, один первый кольцевой канал для инжекции первого компонента топлива, расположенный снаружи центрального тела и примыкающий к нему, и второй кольцевой канал для инжекции второго компонента топлива, расположенный коаксиально снаружи первого канала и примыкающий к нему. В частности, но не обязательно этот инжекционный элемент может дополнительно содержать третий канал, предназначенный для инжекции также первого компонента топлива, причем этот третий канал коаксиален первому и второму каналам, расположен снаружи второго канала и примыкает к нему.

Краткий перечень чертежей

Изобретение будет пояснено, а его преимущества будут лучше понятны из последующего подробного описания трех примеров осуществления, представленных в качестве иллюстраций и не имеющих ограничительного характера. В описании сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 схематично изображает ракетный двигатель на жидких компонентах топлива;

фиг. 2а, 2b и 2с изображают в продольном разрезе инжекционные элементы в первом, втором и третьем примерах выполнения;

фиг. 3а, 3b и 3c изображают в продольном разрезе инжекционные элементы в четвертом, пятом и шестом примерах выполнения.

Осуществление изобретения

Ракетный двигатель 1 на жидких компонентах топлива, в частности, на криогенных жидких компонентах топлива, схематично показан на фиг. 1. Ракетный двигатель 1 содержит резервуар 2 для первого компонента топлива, резервуар 3 для второго компонента топлива, газогенератор 4, питаемый первым и вторым компонентами топлива, турбонасос 5, приводимый газами сгорания от газогенератора 4, основную камеру 6 сгорания, питаемую компонентами топлива с помощью турбонасоса 5, и сужающееся-расширяющееся сопло 7 для получения тяги посредством выброса газов сгорания, генерируемых в основной камере 6 сгорания.

Для обеспечения эффективного сгорания как в газогенераторе 4, так и в основной камере 6 сгорания эти конструктивные составляющие содержат элементы для инжекции компонентов топлива, позволяющие получать однородную смесь и равномерное распределение компонентов топлива. В типичном случае инжекционные элементы установлены на инжекционной плите, к которой подаются инжектируемые компоненты топлива.

На фиг. 2а показана оконечная часть инжекционного элемента 201 тройной коаксиальной конструкции для инжекции и смешивания двух компонентов Е1, Е2 топлива. Инжекционный элемент 201 имеет ось X симметрии, которая является также основной осью истечения компонентов Е1, Е2 топлива. На чертеже не показано, каким образом различные конструктивные части инжекционного элемента установлены по отношению друг к другу и удерживаются в своих относительных положениях, будучи присоединенными к двум контурам подачи компонентов Е1, Е2 топлива.

Инжекционный элемент 201 содержит в своей оконечной части три трубчатые стенки 202, 203, 204, расположенные концентрично вокруг центрального тела 205 с образованием первого, второго и третьего коаксиальных кольцевых каналов 206, 207, 208. Отступ RE определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточными стенками 202, 203. Наружная стенка 204 может быть частью самой инжекционной плиты, а промежуточные стенки 202, 203 могут быть встроены в единое тело сверху по потоку.

Первый и третий каналы 206, 208 предназначены для инжекции первого компонента Е1 топлива, а второй канал 207, расположенный радиально снаружи первому каналу 206 и смежно ему и изнутри третьего канала 208 и смежно ему, предназначен для инжекции второго компонента Е2 топлива. Во время функционирования инжекционного элемента 201 первый и второй компоненты Е1, Е2 топлива инжектируются с различными скоростями, и пересечение кольцевого потока второго компонента Е2 топлива на протяжении отступа RE изнутри и снаружи создает турбулентность в потоках двух компонентов Е1, Е2 топлива, обеспечивая однородное смешивание двух компонентов Е1, Е2 топлива. Кроме того, поскольку три канала 206, 207 и 208 являются кольцевыми, получение требуемого общего расхода компонентов топлива может быть легко достигнуто заданием размеров инжекционного элемента 201.

В этом первом примере выполнения центральное тело 205 содержит полость 209 объемом V, закрытую пластиной 210 со сквозным отверстием 211, выровненном по центральной оси X инжекционного элемента. Отверстие 211 имеет проходное сечение А и длину l0 и сообщается с полостью 209, имеющей наружную поверхность 212 центрального тела 205, на стороне, обращенной к камере 213 сгорания. Таким образом, полость 209 с отверстием 211 образуют резонатор Гельмгольца с собственной частотой f в соответствии с уравнением:

Благодаря резонатору Гельмгольца можно рассеивать, по меньшей мере, часть акустической энергии, выделяемой при сгорании с этой частотой f. При задании соответствующих размеров полости 209 и отверстия 211 может быть эффективно демпфирован шум сгорания предварительно определенной частоты f, например, частоты, которая может вызывать явления резонанса конструкции камеры сгорания.

Во втором примере выполнения, показанном на фиг. 2b, инжекционный элемент 201 также является элементом тройного коаксиального типа с тремя трубчатыми стенками 202, 203, 204, образующими первый, второй и третий кольцевые коаксиальные каналы 206, 207, 208, расположенные концентрично вокруг центрального тела 205. Как и в первом примере выполнения, отступ RE определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточными стенками 202 и 203. Первый и третий каналы 206, 208 также предназначены для инжекции первого компонента Е1 топлива, а второй канал 207, расположенный радиально снаружи первого канала 206 и смежно ему и изнутри третьего канала 208 и смежно ему, предназначен для инжекции второго компонента Е2 топлива.

Однако во втором примере выполнения отверстие 211 выполнено не в пластине 210, закрывающей полость 209 центрального тела 205, а латерально в наружной поверхности 212 центрального тела 205, таким образом, что полость 209 сообщается непосредственно с первым каналом 206 для демпфирования звуковых волн, распространяющихся в отступе RE и в первом канале 206.

В третьем примере выполнения, показанном на фиг. 2с, инжекционный элемент 201 также является элементом тройного коаксиального типа с тремя трубчатыми стенками 202, 203, 204, образующими первый, второй и третий кольцевые коаксиальные каналы 206, 207, 208, расположенными концентрично вокруг центрального тела 205. Как и в первом и во втором примерах выполнения, отступ RE определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточными стенками 202 и 203. Первый и третий каналы 206, 208 также предназначены для инжекции первого компонента Е1 топлива, а второй канал 207, расположенный радиально снаружи первого канала 206 и смежно ему и изнутри третьего канала 208 и смежно ему, предназначен для инжекции второго компонента Е2 топлива.

В этом третьем примере выполнения полость 208 не закрыта пластиной, а выполнена в виде глухого осевого отверстия диаметром d в центральном теле 205, открытого в направлении к камере 213 сгорания, и имеет глубину I_p, по существу равную одной четвертой длины λ волны, соответствующей предварительно заданной звуковой частоте f, которую намерены демпфировать. Таким образом, полость 209 функционирует в качестве четвертьволновой трубы для демпфирования шумов сгорания во время работы камеры 213 сгорания.

Хотя первый, второй и третий примеры выполнения касаются тройного коаксиального инжекционного элемента, та же самая концепция может быть применена к простым коаксиальным инжекционным элементам. Так, в четвертом примере выполнения, показанном на фиг. 3а, инжекционный элемент 201 содержит в своей оконечной части две концентричные трубчатые стенки 202, 204 вокруг центрального тела 205 с образованием первого и второго кольцевых и коаксиальных каналов 206, 207. Отступ RE определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточной стенкой 202. Стенка 204 может быть частью самой инжекционной плиты.

Первый канал 206 предназначен для инжекции первого компонента Е1 топлива, а второй канал 207, расположенный радиально снаружи и смежно первому каналу 206, предназначен для инжекции второго компонента Е2 топлива. Во время функционирования инжекционного элемента 201 первый и второй компоненты Е1, Е2 топлива инжектируются с различными скоростями, и пересечение двух кольцевых потоков Е1, Е2 в отступе RE создает турбулентность, обеспечивая однородную смесь двух компонентов Е1, Е2 топлива. Кроме того, поскольку два канала 206, 207 являются кольцевыми, получение требуемого общего расхода компонентов топлива может быть легко достигнуто заданием размеров инжекционного элемента 201.

Как и в первом примере выполнения, центральное тело 205 содержит полость 209 объемом V, закрытую пластиной 210 со сквозным отверстием 211, выровненном по центральной оси X инжекционного элемента. Отверстие 211 имеет проходное сечение А и длину I_o и сообщается с полостью 209, имеющей наружную поверхность 212 центрального тела 205, на стороне, обращенной к камере 213 сгорания. Таким образом, полость 209 с отверстием 211 образуют резонатор Гельмгольца с собственной частотой f.

В пятом примере выполнения, показанном на фиг. 3b, инжекционный элемент 201 также содержит в своей оконечной части две концентричные трубчатые стенки 202, 204 вокруг центрального тела 205 с образованием первого и второго кольцевых и коаксиальных каналов 206, 207. Отступ RE определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточной стенкой 202.

Как и в предыдущих примерах выполнения, первый канал 206 предназначен для инжекции первого компонента Е1 топлива, а второй канал 207, расположенный радиально снаружи смежно первому каналу 206, предназначен для инжекции второго компонента Е2 топлива.

Как и во втором примере выполнения, полость 209, образованная осевым отверстием в центральном теле 205, непосредственно сообщается с первым каналом 206 через отверстие 211, выполненное латерально в наружной поверхности 212 центрального тела 205 таким образом, что полость 209 сообщается непосредственно с первым каналом 206 и образует резонатор Гельмгольца для демпфирования звуковых волн, распространяющихся в отступе RE и в первом канале 206.

И наконец, в шестом примере выполнения, показанном на фиг. 3с, инжекционный элемент 201 также содержит в своей оконечной части две концентричные трубчатые стенки 202, 204 вокруг центрального тела 205 с образованием первого и второго кольцевых и коаксиальных каналов 206, 207, предназначенных для инжекции первого и второго компонентов Е1, Е2 топлива. Отступ RE также определен между концом наружной оболочки, то есть наружной трубчатой стенки 204, и промежуточной стенкой 202.

Как и в третьем примере выполнения, полость 209 не закрыта пластиной, а выполнена в виде глухого осевого отверстия диаметром d в центральном теле 205, открытого в направлении к камере 213 сгорания, и имеет глубину I_p, по существу равную одной четвертой длины λ волны, соответствующей предварительно определенной звуковой частоте f, которую намерены демпфировать.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на конкретные примеры выполнения, очевидно, что в пределах объема защиты изобретения, определенного пунктами формулы, возможны различные модификации и изменения этих примеров выполнения. Так например, хотя в каждом показанном примере выполнения центральное тело содержит только одну полость акустического демпфирования, согласно другим примерам выполнения в инжекционных элементах в центральном теле может быть выполнено несколько полостей акустического демпфирования одного и того же типа и/или различных типов. Кроме того, индивидуальные характеристики показанных и/или описанных различных примеров выполнения могут быть скомбинированы в дополнительных примерах выполнения. Соответственно, описание и чертежи должны рассматриваться в качестве иллюстрации и не имеют ограничительного характера.

1. Инжекционный элемент (201) для инжекции двух компонентов (E1, E2) топлива в камеру (4, 6) сгорания, содержащий, по меньшей мере, первый канал (206) для инжекции первого компонента (E1) топлива и второй канал (207) для инжекции второго компонента (E2) топлива, причем второй канал (207) выполнен кольцевым, расположен коаксиально снаружи первого канала (206) и примыкает к нему, отличающийся тем, что первый канал (206) выполнен также кольцевым, окружающим центральное тело (205) инжекционного элемента (201), причем центральное тело (205) содержит, по меньшей мере, одну полость (209), сообщающуюся с наружной поверхностью (212) центрального тела (205) и выполненную с возможностью демпфирования, по меньшей мере, одной предварительно заданной звуковой частоты f.

2. Инжекционный элемент (201) по п. 1, отличающийся тем, что полость (209) выполнена в виде резонатора Гельмгольца, имеет объем V и сообщается с наружной поверхностью (212) центрального тела (205) через отверстие (211), имеющее сечение A и длину l_o.

3. Инжекционный элемент (201) по п. 2, отличающийся тем, что отверстие (211) по существу коаксиально первому и второму каналам (206, 207).

4. Инжекционный элемент (201) по п. 2, отличающийся тем, что полость (209) сообщается непосредственно с первым каналом (206) через отверстие (211), которое выполнено латерально в наружной поверхности (212).

5. Инжекционный элемент (201) по п. 1, отличающийся тем, что полость (209) выполнена в виде осевого отверстия в центральном теле (205), имеющего длину l_p, по существу эквивалентную одной четвертой длины λ волны, соответствующей предварительно заданной звуковой частоте f.

6. Инжекционный элемент (201) по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что дополнительно содержит третий канал (208), предназначенный для инжекции первого компонента (E1) топлива, причем этот третий канал (208) коаксиален первому и второму каналам (206, 207), расположен снаружи второго канала (207) и примыкает к нему.

7. Инжектор, содержащий, по меньшей мере, один инжекционный элемент (201), заявленный по любому из пп. 1-6.

8. Камера (4, 6) сгорания, содержащая, по меньшей мере, один инжектор, заявленный по п. 7.

9. Ракетный двигатель (1), содержащий, по меньшей мере, одну камеру (4, 6) сгорания, заявленную по п. 8.

10. Способ демпфирования шума сгорания в камере (4, 6) сгорания, согласно которому предварительно заданную звуковую частоту f демпфируют в полости (209) центрального тела (205) инжекционного элемента (201) для инжекции смеси двух компонентов (E1, E2) топлива в камеру (4, 6) сгорания, причем инжекционный элемент (201) содержит, по меньшей мере, первый кольцевой канал (206) для инжекции первого компонента (E1) топлива, который расположен снаружи центрального тела (205) и примыкает к нему, и второй кольцевой канал (207) для инжекции второго компонента (E2) топлива, который расположен коаксиально снаружи первого канала (206) и примыкает к нему.

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно - к организации смесеобразования в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги, содержащая камеру и смесительную головку с размещенной по оси двухкомпонентой центробежной форсункой, наружная и внутренняя камеры закручивания которой сообщены с коллекторами соответствующих компонентов топлива, в соответствии с изобретением между смесительной головкой и камерой выполнена предкамера с цилиндрической частью, примыкающей к смесительной головке, и конической, сопряженной с одной стороны с указанной цилиндрической частью, а с другой стороны - с камерой, причем линия смыкания конических пелен компонентов топлива работающей камеры расположена в непосредственной близости от конической стенки предкамеры.

Газогенератор // 2587510

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.

Жидкостный ракетный двигатель // 2581310

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.

Камера жидкостного ракетного двигателя // 2581308

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.

Жидкостный ракетный двигатель малой тяги // 2577908

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.

Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги // 2572261

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно к организации смесеобразования и горения в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой и особо малой тяги.

Способ подачи компонентов топлива в камеру жидкостного ракетного двигателя // 2571997

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.

Ракетный двигатель малой тяги // 2570295

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.

Способ изготовления смесительной головки камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (жрд) // 2560117

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.

Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги // 2558489

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно - к организации смесеобразования самовоспламеняющихся компонентов топлива в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ).

Инжектор для смешивания двух компонентов топлива, содержащий по меньшей мере инжекционный элемент с тремя коаксиальными каналами // 2598920

Изобретение относится к камерам сгорания ракетного двигателя. Инжектор для смешивания двух компонентов топлива, расположенный по направлению потока перед камерой сгорания, содержащий по меньшей мере один инжекционный элемент (14) тройной коаксиальной конструкции, установленный между двумя панелями (12, 13), ограничивающими между собой пространство (65); из числа коаксиальных каналов внутренний коаксиальный канал (23) и наружный коаксиальный канал (24) снабжаются параллельно одним и тем же компонентом топлива, например, через пространство (65). Изобретение обеспечивает повышение качества смешения компонентов топлива. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Смесительная головка жидкостного ракетного двигателя малой тяги // 2602028

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно - к организации смесеобразования двигателей особо малой тяги (1-2 Н). Смесительная головка жидкостного ракетного двигателя малой тяги состоит из каналов подвода окислителя и горючего, смесительной камеры со струйными форсунками окислителя и горючего, площадь поперечного сечения которой больше суммарной площади форсунок окислителя и горючего, а длина равна длине совместного пробега струй до окончания периода жидкофазной индукции, при этом форсунка одного из компонентов топлива соосна смесительной головке, а форсунки второго компонента выполнены в боковой стенке смесительной головки и размещены осесимметрично относительно оси центральной форсунки. Смесительная головка может иметь форсунки второго компонента, размещенные строго в радиальном направлении. Площадь поперечного сечения смесительной камеры предпочтительно равна 1,0-1,2 суммарной площади форсунок окислителя и горючего. Изобретение обеспечивает более полное перемешивание окислителя и горючего в смесительной камере. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Двухкомпонентная центробежная форсунка с интенсивным смесеобразованием // 2604974

Изобретение предназначено для организации смесеобразования и горения самовоспламеняющегося топлива в жидкостных ракетных двигателях малой тяги (ЖРДМТ), работающих в вакууме. Устройство состоит из предкамеры 1 и камеры сгорания 2. В предкамере 1 выполнены каналы 3 для подачи компонентов топлива, а также выполнена профилированная поверхность 4 с острой кромкой 5. Каналы подачи топлива расположены в плоскости, перпендикулярной оси предкамеры, конец каждого канала сопряжен по касательной с профилированной поверхностью, форма которой представляет собой дугу окружности, причем поверхность заканчивается острой кромкой в полости предкамеры. Изобретение обеспечивает преобразование жидких струй горючего и окислителя в мелкодисперсное, туманообразное состояние, в котором горючее и окислитель взаимодействуют предельно активно. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя // 2606202

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), и может быть использовано при создании высокоэкономичных смесительных головок и камер ЖРД для перспективных средств выведения. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит 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. Расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на 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. Штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы смесительной головки, а также повышение удельного импульса ЖРД. 3 ил.

Соосно-струйная форсунка // 2607918

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива жидкостного ракетного двигателя. Соосно-струйная форсунка, преимущественно для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержит, наконечник с профилированным осевым каналом, соединяющим полость одного компонента топлива с полостью камеры сгорания, и втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость другого компонента топлива с полостью камеры сгорания, при этом в выходной части наконечника выполнены пилоны, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки и центрирующие наконечник относительно втулки, причем на цилиндрической поверхности наконечника выполнены радиальные отверстия, равномерно расположенные по окружности и соединяющие осевой канал наконечника с внутренней полостью втулки. Изобретение обеспечивает повышение полноты сгорания компонентов топлива за счет улучшения смесеобразования. 3 ил.

Камера жидкостного ракетного двигателя // 2610624

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при создании безгазогенераторных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), работающих на криогенных компонентах топлива. Камера ЖРД содержит регенеративно охлаждаемую камеру сгорания с критическим сечением и соплом, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок огневого днища, при этом в указанных блоках по концентрическим окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем во внутренней полости камеры сгорания расположены теплообменные элементы, выполненные в виде трубок Фильда, у которых вход наружной трубки и выход внутренней трубки соединены с полостями блока огневого днища, при этом одна из его полостей сообщается с трактом охлаждения камеры сгорания, в варианте исполнения на внешней поверхности трубок Фильда выполнены ребра. Изобретение обеспечивает повышение давления в камере ЖРД за счет улучшения условий теплообмена между продуктами сгорания топлива и компонентом топлива, используемого для привода турбин турбонасосных агрегатов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ракетный двигатель малой тяги (рдмт) с многокаскадной камерой сгорания на газообразных водороде и кислороде // 2615883

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Двигатель содержит свечу зажигания поверхностного разряда 1, разрядную полость 2 свечи зажигания, диафрагму 3, каналы 4, соединяющие разрядную полость 2 свечи зажигания и ступень воспламенения устройства 5 (вторую ступень), первую ступень 6 двигателя с каналами 7 подачи водорода, вторую ступень 5 с каналами 8 подачи кислорода, третью ступень 9 с каналами 10 подачи водорода, четвертую ступень 11 с каналами 12 подачи кислорода и с каналами 13 для подачи кислорода в четвертую ступень 11 с целью охлаждения стенок камеры сгорания, образованной ступенями двигателя, и дозвуковой части сопла 14. Изобретение обеспечивает повышение надежности и стабильности воспламенения, смешения и горения газообразных водорода и кислорода в ракетных двигателях малой тяги. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги // 2623610

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н2) и кислороде (О2) в космическом пространстве в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Двигатель содержит свечу зажигания поверхностного разряда 1, разрядную полость 2 свечи зажигания, диафрагму 3, каналы 4, соединяющие разрядную полость 2 свечи зажигания и первую камеру 5, в которую поступают водород и продукты сгорания, истекающие из диафрагмы 3, вторую камера 6, в которую поступают закрученный кислород и газовая смесь из первой камеры 5, центробежную форсунку водорода 8; центробежную форсунку кислорода 10. Форсунки 8 и 10 образуют двухкомпонентную центробежную газовую форсунку. Центробежная форсунка горючего 11 для внутреннего охлаждения камеры сгорания и сопла, камера сгорания 12, докритическая часть сопла 13. Все оси двухкомпонентных центробежных газовых форсунок расположены под углом к оси двигателя, этот угол может составлять 35-45°. Изобретение обеспечивает увеличение полноты сгорания газообразных водорода и кислорода путем приготовления смеси водорода и кислорода, способной сгорать наиболее полным образом. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежной и струйными форсунками // 2626189

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ). Ракетный двигатель малой тяги, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в зону электроискрового разряда и в камеру сгорания с внутренним охлаждением, при этом в камере сгорания установлены центробежная форсунка водорода и не менее шести периферийных струйных форсунок кислорода с возможностью активного взаимодействия потока водорода и струй кислорода, при этом форсунки расположены равномерно по окружности на поверхности головки, и оси которых направлены под углом 35°-45° к оси двигателя. Изобретение обеспечивает увеличение полноты сгорания газообразных водорода и кислорода и надежности работы двигателя. 1 ил.

Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежными форсунками // 2628143

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н2) и кислороде (О2) в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Смесительная головка имеет две центробежные форсунки подачи горючего и окислителя в камеру сгорания и каналы горючего для охлаждения стенки камеры сгорания и сопла. Для подачи горючего в камеру сгорания установлена центробежная форсунка с большим углом вектора скорости потока и соосная с ней центробежная форсунка окислителя с меньшим углом вектора скорости, чем у горючего. Изобретение обеспечивает увеличение полноты сгорания газообразных водорода и кислорода в двигателе. 1 ил.