Камера жрд, работающая с дожиганием генераторного газа

Изобретение относится к охлаждению жидкостных ракетных двигателей. Предлагается камера ЖРД, работающая с дожиганием генераторного газа, содержащая смесительную головку со смесительными элементами, корпус камеры с расположенным на нем коллектором подвода горючего, газовода тороидальной формы в районе минимального сечения и неохлаждаемый металлический насадок, согласно изложению между каналами охлаждения в корпусе камеры перед коллектором подвода охладителя выполнены отверстия, соединяющие полость газовода с внутренней полостью корпуса камеры. Изобретение обеспечивает повышение энергетических характеристик, ресурс работы и улучшение массовых характеристик. 2 ил.

 

При создании камер ЖРД предъявляются предельно высокие требования по экономичности и массовым характеристикам.

Для обеспечения работоспособности камеры при высоких температурах сгорания компонентов топлива практически все камеры выполняются с регенеративным охлаждением. Кроме того используется внутреннее охлаждение с помощью колец завесы реальных конструкций.

Известны конструкции камер с регенеративным и внутренним охлаждением изложенные в книге Гухан Г.Г. и др. «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей» М., Машиностроение, 1989, 422 с, рис 6.30а стр. 118 и Двигатель РД 119, рис 5.2а стр 82-8 - аналоги.

Недостатком данных конструкций является использование в качестве завесного горючего, которое не подается в газогенератор, что снижает экономические характеристики двигателя.

Для снижения массовых характеристик в камерах используются неохлаждаемые металлические насадки.

Известна конструкция двигателя 11Д58М с тонкостенным неохлаждаемым насадком, изложенная в книге «Двигатели 1944-2000: Авиационные, ракетные, морские, промышленные.» (М: ООО «АКС - Конверслан», 2000, стр. 81.

Недостатком данной конструкции является неработоспособность ее при высоких температурах продуктов сгорания в камере, что приводит к уменьшению его геометрических размеров неохлаждаемого насадка и повышению массовых характеристик камеры.

Известна конструкция камеры с регенеративным охлаждением сопловой части, в которой для снижения габаритно-массовых характеристик газовод расположен в районе минимального сечения (патент RU №2640893 С1) - прототип.

Недостатком данной конструкции является пониженное значение энергетических характеристик и недостаточная надежность.

Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки прототипа и решает техническую задачу повышения энергетических характеристик, ресурса работы и улучшения массовых характеристик.

Поставленная задача решается тем, что камера ЖРД, работающая с дожиганием генераторного газа, содержащая смесительную головку со смесительными элементами, корпус камеры с расположенным на нем коллектором подвода горючего, газовода тороидальной формы в районе минимального сечения и неохлаждаемого металлического насадка, согласно изложению, между каналами охлаждения в корпусе камеры перед коллектором подвода охладителя выполнены отверстия, соединяющие полость газовода с внутренней полостью корпуса камеры.

Такое исполнение камеры ЖРД позволяет реализовать следующие процессы. При истечении высокотемпературных продуктов сгорания в сверхзуковой части (≈3000°-3500°С) из коллектора генераторного газа, расположенного в минимальном сечении, через отверстия в корпусе, поступает генераторный газ с температурой ≈450°-500°К, который создает у стенки насадка защитный слой от продуктов сгорания.

Создание генераторного пристеночного слоя обеспечивает работоспособность неохлаждаемого металлического насадка до его температуры ~900÷1200К, что обеспечивает повышение энергетических характеристик, повышение надежности и снижение массовых характеристик за счет уменьшения охлаждаемой поверхности и увеличения неохлаждаемой.

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

На фиг. 1 показан общий вид камеры, содержащий смесительную головку 1, корпус камеры 2 с расположенными на нем коллекторе подвода горючего 3 и газовода тороидальной формы в районе минимального сечения 4, неохлаждаемый неохлаждаемый металлический насадок 5.

6 - внутренняя газовая полость корпуса камеры и 7 - отверстия соединяющие полость газовода 4 с внутренней полостью корпуса камеры 6.

На фиг. 2 показан фрагмент тракта охлаждения камеры, где 8 каналы охлаждения и 7 - отверстия соединяющие полость газовода 4 с внутренней полостью корпуса камеры 6.

Камера ЖРД с дожиганием генераторного газа работает следующим образом. В соответствии с циклограммой работы двигателя в коллектор на сопле камеры подается охладитель на охлаждение камеры и компоненты топлива в головку камеры. Происходит сгорание компонентов топлива, которые проступают в сверхзвуковую часть корпуса камеры 6.

Через отверстие 7 в корпус камеры поступает генераторный газ из газовода 4, который создает защитный газовый слой от высокотемпературных сверхзвуковых продуктов сгорания.

Таким образом, создание пристеночного слоя из генераторного газа позволяет использовать неохлаждаемый металлический насадок увеличенного размера при более высокой температуре продуктов сгорания, что повышает экономичность, надежность и снижает массовые характеристики.

Камера ЖРД, работающая с дожиганием генераторного газа, содержащая смесительную головку со смесительными элементами, корпус камеры с расположенным на нем коллектором подвода горючего и газовода тороидальной формы в районе минимального сечения и неохлаждаемый металлический насадок, отличающаяся тем, что между каналами охлаждения в корпусе камеры перед коллектором подвода охладителя выполнены отверстия, соединяющие полость газовода с внутренней газовой полостью корпуса камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при проектировании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Жидкостный ракетный двигатель содержит камеру сгорания с трактом охлаждения и форсуночной головкой, генератор синтез-газа, турбонасосный агрегат, включающий в себя насос окислителя, насос горючего, насос воды и турбину, вход которой сообщается с выходом генератора синтез-газа, а выход с форсуночной головкой, при этом охлаждение камеры сгорания осуществляется горючим, в варианте исполнения охлаждение камеры сгорания осуществляется водой.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме, содержащая корпус камеры, смесительную головку, состоящую из периферийной и центральной частей, наружное днище, магистрали подвода горючего и окислителя и расположенный в полости камеры теплообменник, согласно изложению, каналы охлаждения в теплообменнике выполнены с двухсторонним расположением, на наружной и (или) внутренней поверхности теплообменника выполнены интенсификаторы теплообмена, теплообменник хотя бы в одной плоскости сечения состоит из двух или более сегментов, коллектор входа и (или) выхода теплообменника, закрепленного на наружном днище и пилонах корпуса головки, расположены вне полости камеры.

Изобретение относится к ракетным двигателям. Камера жидкостного ракетного двигателя, состоящая из непроницаемой внешней стенки и непроницаемой внутренней стенки, камеры сгорания и сопла, согласно изобретению между внешней стенкой и внутренней стенкой расположена пористая вставка, а камера представляет собой монолитную конструкцию, изготовленную аддитивным методом.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера жидкостного ракетного двигателя, работающего по безгазогенераторной схеме, состоящая из последовательно соединенных смесительной головки, камеры сгорания и сопла, согласно изложению, смесительная головка совместно с камерой сгорания выполнена из двух или более конструктивно обособленных параллельно функционирующих блоков, объединенных единым соплом по трактам продуктов сгорания.

Изобретение относится к ракетной технике. Камера сгорания (КС) жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) содержит корпус 10 в форме тела вращения с вертикальной образующей и сопряженный профилем 11 с выходным отверстием 12 в нижней части КС, а также средства направленного распыления топлива и окислителя для предварительного охлаждения стенки корпуса.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для охлаждения сверхзвуковой части сопла жидкостных ракетных двигателей. Устройство содержит бак теплоносителя, снабженный клапаном и заправочной магистралью, выхлопной патрубок с клапаном или ресивер и контур циркуляции теплоносителя, состоящий из тракта охлаждения сверхзвуковой части сопла, обратного клапана, турбины, основного теплообменника, насоса, общего вала турбины и насоса и соединяющих магистралей.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). Камера сгорания двухрежимного ЖРД, работающего по безгенераторной схеме, содержащая кольцевую камеру сгорания с трактом охлаждения, магистрали подвода горючего и окислителя, блок камеры с двухсекционным сверхзвуковым соплом с трактом охлаждения, в кольцевой камере сгорания смесительная головка с двухполостным коллектором подвода окислителя выполнена из двух блоков, каждый из которых работает на свою секцию сопла, а подводная магистраль горючего через тракты охлаждения двухсекционного сопла и тракт охлаждения блока камеры соединена через смеситель и коллектор турбины с коллекторами горючего на блоках головки.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит камеру и смесительную головку, включающую в себя корпус с коллектором, пояса подачи избыточного компонента топлива, установленные в смесительной головке коаксиально и состоящие из двух концентрически соединенных между собой втулок, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы, при этом пояса, соединенные между собой и корпусом с помощью кольцевых смесительных элементов, в которых выполнены отверстия подачи компонентов топлива, оси которых пересекаются, образуют кольцевые каналы, причем полость коллектора соединена с полостями поясов с помощью каналов, выполненных в кольцевых смесительных элементах, днище, закрепленное на торце корпуса.

Двигатель // 2669220
Изобретение относится к двигателю, используемому в аэрокосмической области. Двигатель имеет два режима работы: воздушно-реактивный и ракетный, которые могут быть использованы, например, в воздушном летательном аппарате, летательном аппарате или воздушно-космическом самолете.

Изобретение относится к средствам защиты жидкостных ракетных двигателей от тепловых воздействий. Способ защиты огневых стенок камеры сгорания и сопла жидкостного ракетного двигателя основан на создании защитной завесы в потоке продуктов сгорания двигателя из дисперсных частиц интеркалированного графита, обладающих свойством значительного объемного терморасширения.
Наверх