Газогенератор

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит две охлаждаемые горючим камеры сгорания, две смесительные головки, состоящие из корпуса, на торце которого закреплено огневое днище, при этом огневые днища смесительных головок расположены симметрично относительно коллектора окислителя, расположенного между корпусами смесительных головок, однокомпонентные центробежные форсунки окислителя и однокомпонентные струйно-центробежные форсунки горючего, соединяющие полости компонентов топлива смесительных головок с внутренней полостью камеры сгорания, причем вокруг каждой форсунки окислителя расположено шесть форсунок горючего, а тракт охлаждения камеры сгорания сообщается с полостью горючего смесительной головки. Изобретение обеспечивает повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования. 6 ил.

 

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата.

В настоящее время рассматривается вопрос о замене в ЖРД 14Д21(22) однокомпонентного каталитического газогенератора на двухкомпонентный газогенератор, работающий на штатных компонентах топлива. При этом ставится задача создание газогенератора, конструкция которого не нарушала компоновку двигателя.

Известен газогенератор, содержащий корпус и крышку, скрепленных друг с другом посредством фланцевого соединения, два симметрично расположенных внутри корпуса пакета катализатора, отделенных друг от друга разделителем, при этом на торце корпуса и крышки расположены трубы, заканчивающиеся фланцами и предназначенными для крепления газогенератора к турбине турбонасосного агрегата ЖРД (см. Альбом конструкций ЖРД, часть 3, составленный под руководством В.П. Глушко, Военное издательство Минобороны СССР, М., 1969, стр. 48, фиг. 90 - прототип).

Указанный газогенератор работает следующим образом.

Перекись водорода подается специальным насосом в полость между двумя пакетами катализатора. Проходя через них, перекись водорода разлагается, образуя газообразную смесь, состоящую из водяного пара и газообразного водорода. Полученная смесь поступает на турбину турбонасосного агрегата ЖРД по трубам, расположенным на торце корпуса и крышки газогенератора.

Основным недостатком известного газогенератора является наличие на борту ракеты-носителя третьего компонента, предназначенного к использованию в газогенераторе, с соответствующими баками и системой подачи, что значительно усложняет конструкцию двигателя и эксплуатацию ракеты-носителя.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, и повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования и оптимизации конструкции газогенератора при сохранении компоновки двигателя.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный газогенератор, содержит две охлаждаемые горючим камеры сгорания, две смесительные головки, состоящие из корпуса, на торце которого закреплено огневое днище, при этом огневые днища смесительных головок расположены симметрично относительно коллектора окислителя, расположенного между корпусами смесительных головок, однокомпонентные центробежные форсунки окислителя и однокомпонентные струйно-центробежные форсунки горючего, соединяющие полости компонентов топлива смесительных головок с внутренней полостью камеры сгорания, причем вокруг каждой форсунки окислителя расположено шесть форсунок горючего, а тракт охлаждения камеры сгорания сообщается с полостью горючего смесительной головки.

Предлагаемая конструкция газогенератора, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - использование для работы газогенератора компонентов топлива, на которых работает двигатель, а также повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования и оптимизации конструкции газогенератора при сохранении компоновки двигателя.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез газогенератора, на фиг. 2 - вид А - вид на смесительную головку со стороны огневого днища, на фиг. 3 - выносной элемент Б - продольный разрез форсунки окислителя, на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки окислителя, на фиг. 5 - выносной элемент Г - продольный разрез форсунки горючего, на фиг. 6 - разрез Д-Д - поперечный разрез форсунки горючего.

Предложенный газогенератор содержит две камеры сгорания 1, две смесительные головки 2 и установленный между ними коллектор окислителя 3.

Охлаждение камер сгорания 1 осуществляется протоком горючего по тракту охлаждения 4.

Смесительная головка 2 состоит из корпуса 5, на торце которого закреплено огневое днище 6, однокомпонентных центробежных форсунок окислителя 7 и однокомпонентных струйно-центробежных форсунок горючего 8, соединяющих полости окислителя 9 и горючего 10 смесительной головки 2 с внутренней полостью камеры сгорания 11. При этом вокруг каждой форсунки окислителя 7 расположено шесть форсунок горючего 8.

Тракт охлаждения 4 камеры сгорания 1 сообщается с полостью горючего 10 смесительной головки 2, образованной корпусом 5 и огневым днищем 6.

Предложенный газогенератор работает следующим образом.

Окислитель поступает в коллектор окислителя 3 и далее в полость окислителя 10 каждой смесительной головки 2, где он равномерно распределяется по однокомпонентным центробежным форсункам окислителя 7. Через однокомпонентные центробежные форсункам окислителя 7 окислитель поступает во внутреннюю полость камеры сгорания 11.

Горючее поступает в тракты охлаждения 4 камер сгорания 1 и далее в полость горючего 10 смесительной головки 2, где оно равномерно распределяется по однокомпонентным струйно-центробежным форсункам горючего 8. Через однокомпонентные струйно-центробежные форсунки горючего 8 горючее поступает во внутреннюю полость камеры сгорания 11.

Во внутренней полости камеры сгорания 11 компоненты топлива смешиваются и сгорают.

Сочетание указанных типов форсунок горючего и окислителя позволяет создать эшелонированный (двухъярусный) впрыск и смешение компонентов топлива. Первый ярус образуется за счет взаимодействия конусов распыла окислителя и горючего, второй ярус создается струйным впрыском горючего через осевой канал однокомпонентной струйно-центробежной форсунки горючего 8.

При данной схеме организации впрыска горючего соотношение компонентов топлива и температура продуктов сгорания в первом ярусе несколько выше, чем на выходе из газогенератора, что благоприятно для обеспечения устойчивости рабочего процесса и условий термического разложения горючего.

Использование предложенного технического решения позволит использовать для работы газогенератора компоненты топлива, на которых работает двигатель, а также повысить однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования и оптимизации конструкции газогенератора при сохранении компоновки двигателя.

Газогенератор содержит две охлаждаемые горючим камеры сгорания, две смесительные головки, состоящие из корпуса, на торце которого закреплено огневое днище, при этом огневые днища смесительных головок расположены симметрично относительно коллектора окислителя, расположенного между корпусами смесительных головок, однокомпонентные центробежные форсунки окислителя и однокомпонентные струйно-центробежные форсунки горючего, соединяющие полости компонентов топлива смесительных головок с внутренней полостью камеры сгорания, причем вокруг каждой форсунки окислителя расположено шесть форсунок горючего, а тракт охлаждения камеры сгорания сообщается с полостью горючего смесительной головки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и, в частности, к двухзонным газогенераторам с лазерным зажиганием компонентов топлива. Двухзонный газогенератор с лазерным зажиганием компонентов топлива содержит силовую оболочку с патрубками подвода окислителя и горючего и патрубок для вывода генераторного газа, внутри которой и коаксиально с ней установлена камера сгорания.

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из электропневмоклапанов горючего и окислителя, смесительной головки, включающей воспламенительное устройство со свечой зажигания, дозвуковую газовую завесу для обеспечения допустимого теплового состояния конструкции двигателя, камеры сгорания и сопла, согласно изобретению на камере сгорания установлены друг над другом два кольцевых цилиндра из жаростойкой и жаропрочной стали с коллекторами водорода и кислорода соответственно, на торцевых поверхностях которых установлены прямоугольные каналы так, чтобы каждый канал водорода пересекался с каналом кислорода.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к камерам сгорания прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Камера сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя из композиционных материалов состоит из наружной силовой и внутренней стенки, оформляющей газовый канал, оболочек для конструктивных форм камер, приближенных к телам вращения, или комплекта наружных и внутренних стенок, оформляющих наружный облик камеры и внутренний газовый канал, при других, например, призматических конструктивных формах камер.

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из свечи зажигания топлива, смесительной головки, обеспечивающей смешение топлива и внутреннее охлаждение стенки камеры сгорания, камеры сгорания и сопла, в смесительной головке двигателя выполнены струйные форсунки типа струя в сносящем потоке кислорода, суммарные векторы потоков которых направлены в плоскости, перпендикулярной оси двигателя, навстречу друг другу.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим с дожиганием генераторного газа. Камера сгорания ЖРД, работающего с дожиганием генераторного газа, содержащая газовод, смесительную головку со смесительными элементами, корпус камеры и магистрали подвода компонентов топлива, согласно изобретению в районе минимального сечения камеры выполнен газовод тороидальной формы, полость которого с помощью оребренного тракта, выполненного на наружной стенке корпуса камеры и наружного днища головки, соединена со смесительными элементами головки.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, работающим по безгенераторной схеме. Камера сгорания ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, содержащая магистрали подвода горючего и окислителя, блок камеры со сверхзвуковым соплом, при этом камера сгорания выполнена кольцевой формы, параллельно блоку камеры жестко соединена наружным выпуклым и внутренним изогнутым корпусами поворотного устройства с блоком камеры и сверхзвуковым соплом, и тракт охлаждения кольцевой камеры сгорания соединяется трактом охлаждения в изогнутом внутреннем корпусе поворотного устройства с трактом охлаждения блока камеры со сверхзвуковым соплом, а трактом охлаждения в наружном выпуклом днище и магистралью тракт охлаждения кольцевой камеры соединяется с магистралью на выходе из сверхзвукового сопла.

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.

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 относится к области ракетных двигателей малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в камеру сгорания и внутреннего охлаждения камеры сгорания, при этом для подачи окислителя в камеру сгорания применена щелевая форсунка, установленная с возможностью направления окислителя к оси двигателя.

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 относится к области жидкостных ракетных двигателей, а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит две охлаждаемые горючим камеры сгорания, две смесительные головки, состоящие из корпуса, на торце которого закреплено огневое днище, при этом огневые днища смесительных головок расположены симметрично относительно коллектора окислителя, расположенного между корпусами смесительных головок, однокомпонентные центробежные форсунки окислителя и однокомпонентные струйно-центробежные форсунки горючего, соединяющие полости компонентов топлива смесительных головок с внутренней полостью камеры сгорания, причем вокруг каждой форсунки окислителя расположено шесть форсунок горючего, а тракт охлаждения камеры сгорания сообщается с полостью горючего смесительной головки. Изобретение обеспечивает повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования. 6 ил.

Наверх