Форсунка с форсуночными элементами, расположенными в окружных рядах, которые чередуются между закручиванием против часовой стрелки и закручиванием по часовой стрелке

Авторы патента:

ХУАН, Алан (US)

F02K9/52 - распылительные головки (вообще B05B)

Владельцы патента RU 2765592:

АЭРОДЖЕТ РОКЕТДАЙН, ИНК. (US)

Изобретение относится к форсунке для жидкостного ракетного двигателя, которая включает в себя массив форсуночных элементов. Каждый форсуночный элемент включает в себя центральный канал и множество периферийных поперечных каналов. Центральные каналы сконфигурированы для обеспечения осевого потока впрыска, а периферийные поперечные каналы сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного вокруг осевого потока впрыска. Часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении по часовой стрелке, а другая часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении против часовой стрелки. Форсуночные элементы расположены с образованием множества окружных рядов. Форсуночные элементы каждого отдельного окружного ряда либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки. По меньшей мере один из окружных рядов имеет направление по часовой стрелке, и по меньшей мере один из окружных рядов имеет направление против часовой стрелки. Изобретение обеспечивает оптимальную эффективность выделения энергии, а также тепловое расширение, которое ускоряет осевое движение частиц текучей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

[0001] Это изобретение было сделано при государственной поддержке в рамках контракта № FA9300-07-C-001, заключенного Военно-воздушными силами Соединенных Штатов. Правительство имеет определенные права на изобретение.

Уровень техники

[0002] Ракетные двигатели на жидком топливе могут приводиться в действие горючим топливом и окислителем. Топливо и окислитель обычно подаются в форсунку, которая имеет множество форсуночных элементов, которые вводят указанные компоненты в камеру сгорания для осуществления сгорания. Затем продукты сгорания выпускаются через сопло, расположенное ниже по потоку от камеры сгорания, для обеспечения тяги.

Раскрытие сущности изобретения

[0003] Форсунка для жидкостного ракетного двигателя согласно одному примеру настоящего раскрытия включает в себя массив форсуночных элементов. Каждый форсуночный элемент имеет центральный канал, который определяет центральную ось, и множество периферийных поперечных каналов. Центральные каналы сконфигурированы для обеспечения осевого потока впрыска, а периферийные поперечные каналы сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного вокруг осевого потока впрыска. Часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении по часовой стрелке, а другая часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении против часовой стрелки. Форсуночные элементы расположены таким образом, чтобы образовывать множество окружных рядов. Форсуночные элементы каждого из окружных рядов либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки, причем предусмотрен по меньшей мере один окружной ряд с направлением по часовой стрелке и по меньшей мере один окружной ряд с направлением против часовой стрелки.

[0004] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления каждый из форсуночных элементов включает в себя первую трубку, которая обеспечивает центральный канал, и вторую, наружную трубку, расположенную на конце первой трубки таким образом, чтобы обеспечить кольцевое пространство между ними. Периферийные поперечные каналы проходят через вторую трубку и выходят в кольцевое пространство.

[0005] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления периферийные поперечные каналы предусмотрены в двух окружных рядах вокруг второй трубки.

[0006] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления вторая трубка выходит за пределы конца первой трубки так, чтобы определить чашеобразную область между концом первой трубки и концом второй трубки.

[0007] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке.

[0008] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

[0009] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки. По меньшей мере два последовательных окружных ряда расположены радиально внутри группы чередующихся окружных рядов.

[0010] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления группа окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, включает в себя по меньшей мере четыре окружных ряда.

[0011] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и группу последовательных окружных рядов, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

[0012] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления один из форсуночных элементов расположен в виде одиночного центрального форсуночного элемента, а окружные ряды расположены концентрически вокруг указанного одиночного центрального форсуночного элемента.

[0013] Жидкостный ракетный двигатель согласно одному примеру настоящего раскрытия включает в себя камеру сгорания, сопло, присоединенное к камере сгорания, и форсунку, присоединенную к камере сгорания. Форсунка включает в себя массив форсуночных элементов. Каждый форсуночный элемент включает в себя центральный канал, который определяет центральную ось, и множество периферийных поперечных каналов. Центральные каналы сконфигурированы для обеспечения осевого потока впрыска, а периферийные поперечные каналы сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного вокруг осевого потока впрыска. Часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении по часовой стрелке, а другая часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении против часовой стрелки. Форсуночные элементы расположены таким образом, чтобы образовывать множество окружных рядов. Форсуночные элементы каждого из окружных рядов либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки, причем предусмотрен по меньшей мере один окружной ряд с направлением по часовой стрелке и по меньшей мере один окружной ряд с направлением против часовой стрелки.

[0014] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления сопло представляет собой сужающееся-расширяющееся сопло.

[0015] Следующий вариант осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления включает в себя источник топлива и источник окислителя.

[0016] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления каждый из форсуночных элементов включает в себя первую трубку, которая обеспечивает центральный канал, и вторую, наружную трубку, расположенную на конце первой трубки таким образом, чтобы обеспечить кольцевое пространство между ними. Периферийные поперечные каналы проходят через вторую трубку и выходят в кольцевое пространство.

[0017] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке.

[0018] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

[0019] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки. По меньшей мере два последовательных окружных ряда расположены радиально внутри группы чередующихся окружных рядов.

[0020] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления группа окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, включает в себя по меньшей мере четыре окружных ряда.

[0021] В следующем варианте осуществления из любых из вышеупомянутых вариантов осуществления окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и группу последовательных окружных рядов, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

[0022] Форсунка согласно одному примеру настоящего раскрытия включает в себя массив форсуночных элементов. Каждый форсуночный элемент включает в себя центральный канал, который определяет центральную ось, и множество периферийных поперечных каналов. Центральные каналы сконфигурированы для обеспечения осевого потока впрыска, а периферийные поперечные каналы сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного вокруг осевого потока впрыска. Часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении по часовой стрелке, а другая часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении против часовой стрелки. Форсуночные элементы расположены таким образом, чтобы образовывать множество рядов. Форсуночные элементы каждого из рядов либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки, причем предусмотрен по меньшей мере один ряд с направлением по часовой стрелке и по меньшей мере один ряд с направлением против часовой стрелки.

Краткое описание чертежей

[0023] Различные особенности и преимущества настоящего раскрытия станут очевидными для специалистов в данной области из следующего подробного описания. Чертежи, сопровождающие нижеследующее подробное описание, могут быть кратко описаны следующим образом.

[0024] На фиг. 1 показан пример жидкостного ракетного двигателя.

[0025] На фиг. 2 показан типичный пример форсуночного элемента форсунки жидкостного ракетного двигателя.

[0026] На фиг. 3А показан вид в разрезе форсунки с фиг. 2 для закручивания против часовой стрелки.

[0027] На фиг. 3В показан вид в разрезе форсунки для закручивания по часовой стрелке.

[0028] На фиг. 4 показан другой вид в разрезе форсуночного элемента с фиг. 2.

[0029] На фиг. 5 показан типичный разрез форсунки на осевом виде.

[0030] На фиг. 6 показан еще один пример типичного разреза форсунки на осевом виде.

Осуществление изобретения

[0031] На фиг. 1 схематически показана камера сгорания ракетного двигателя 20 на жидком топливе. Как будет понятно, существует множество различных типов двигателей на жидком топливе, к которым может применяться настоящее раскрытие. В связи с этим, хотя и не показано, двигатель 20, как правило, будет иметь трубопровод для подачи топлива и окислителя, а также насосы и клапаны для управления подачей этими компонентами.

[0032] В этом примере двигатель 20 может работать для перекачки топлива (например, жидкого водорода или жидкого углеводорода) из источника 22 топлива и окислителя (например, обогащенного окислителем горячего отработавшего газа турбины) из источника 24 окислителя в форсунку 26. Форсунка 26, как правило, может включать в себя корпус 28 форсунки и форсуночные элементы 30, которые могут эксплуатироваться для подачи топлива и окислителя в расположенную ниже по потоку камеру 32 сгорания для осуществления сгорания. Например, камера 32 сгорания имеет цилиндрическую форму и выполнена из металлического сплава. Затем продукты сгорания выпускаются через сопло 34 для создания тяги. В показанном примере сопло 34 представляет собой сужающееся-расширяющееся сопло, которое включает в себя сужающуюся секцию 34а, горловину 34b и расширяющуюся секцию 34с. Сопло 34 прикреплено к камере 32 сгорания, а камера 32 сгорания прикреплена к форсунке 30.

[0033] На фиг. 2 показан один типичный форсуночный элемент из форсуночных элементов 30 форсунки 26. Каждый форсуночный элемент 30 расположен вокруг центральной оси А и включает в себя трубку 36, которая обеспечивает центральный канал 38. Центральный канал 38 выполнен с возможностью обеспечения осевого потока впрыска, как показано позицией 40, газа-окислителя. В связи с этим трубка 36 имеет впуск 36а на своем одном конце и выпуск 36b на противоположном конце. Впуск 36а соединен с источником 24 окислителя.

[0034] На втором конце первой трубки 36 предусмотрена соосная с ней вторая трубка 42, которая обычно выполнена заодно с первой трубкой 36. Вторая трубка 42 в диаметре больше первой трубки 36 и, таким образом, обеспечивает кольцевое пространство 44 между поверхностью наружного диаметра на втором конце первой трубки 36 и поверхностью внутреннего диаметра второй трубки 42. Поскольку трубки являются выполненными заодно или по меньшей мере соединенными, кольцевое пространство 44 заканчивается в месте 43. Вторая трубка 42 выходит за пределы второго конца первой трубки 36 и, таким образом, определяет чашеобразную область R между концами трубок 36 и 42.

[0035] Как показано на видах в разрезе на фиг. 3А и 4, вторая трубка 42 включает в себя множество периферийных поперечных каналов 46. В этом примере каждый канал 46 является линейным и проходит тангенциально к кольцевому пространству 44 между первой трубкой 36 и второй трубкой 42. Каждый канал 46 имеет впуск 46а на поверхности наружного диаметра второй трубки 42 или вблизи нее и выпуск 46b, который выходит на поверхности внутреннего диаметра второй трубки 42 в кольцевое пространство 44. Впуски 46а могут быть соединены с каналами или коллектором для подачи в них топлива из источника 22 топлива.

[0036] Как показано на видах в поперечном разрезе на фиг. 3А и 4, форсуночный элемент 30 включает в себя два окружных ряда каналов 46. В этом примере тангенциальная ориентация каналов 46 сконфигурирована для ввода потока топлива в кольцевое пространство 44 в тангенциальном направлении, тем самым создавая вихревой поток впрыска топлива, закрученный вокруг кольцевого пространства 44 и, в конечном счете, вокруг осевого потока 40 впрыска окислителя, в чашеобразной области R из первой трубки 36. Таким образом, в зависимости от наклонной ориентации каналов 46 вихревой поток впрыска, представленный позицией 45, может быть закручен либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, если смотреть на форсуночный элемент 30 в осевом направлении со стороны камеры 32 сгорания. Как показано на фиг. 3А и 4, каналы 46 ориентированы таким образом, чтобы обеспечить вихревой поток впрыска, закрученный (исключительно) в направлении против часовой стрелки, и, таким образом, представляют форсуночный элемент 30, который имеет направление против часовой стрелки.

[0037] Форсуночный элемент 30 для направления по часовой стрелке имеет ту же конструкцию, что и описанная выше, за исключением того, что каналы 46 ориентированы в противоположном направлении. На фиг. 3В показан пример, в котором каналы 46 ориентированы в противоположном направлении, чтобы обеспечить вихревой поток впрыска, закрученный (исключительно) в направлении по часовой стрелке.

[0038] Как будет описано более подробно ниже, часть форсуночных элементов 30 форсунки 26 может быть сконфигурирована с каналами 46 для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного исключительно в направлении против часовой стрелки, в то время как другие форсуночные элементы 30 могут быть сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного исключительно в направлении по часовой стрелке.

[0039] На фиг. 5 показан типичный разрез форсунки 26, если смотреть в осевом направлении с верхней части камеры 32 сгорания. В этом примере часть форсуночных элементов 30 сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении против часовой стрелки (см., например, фиг. 3А), а другая часть форсуночных элементов 30 сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного в направлении по часовой стрелке (см., например, фиг. 3В). Например, форсуночные элементы 30 в каждом отдельном ряду 48 либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки. В показанном примере ряды 48, расположенные по часовой стрелке, представлены кольцевой стрелкой, обозначенной "CW", а ряды 48, расположенные против часовой стрелки, представлены кольцевой стрелкой, обозначенной "CCW".

[0040] В этом примере показан 60°-ный сектор форсунки 26. Указанный сектор представляет собой повторяющийся элемент форсунки 26 такой, чтобы шесть одинаковых секторов могли быть собраны вместе, образуя полную кольцевую конфигурацию форсунки 26. Как показано, форсуночные элементы 30 видны на задней поверхности форсунки 26. Форсуночные элементы 30 расположены в массиве с одним единственным форсуночным элементом 30а в центре, а затем окружными рядами 48 форсуночных элементов 30, представленными в виде рядов 48-1, 48-2, 48-3, 48-4, 48-5, 48-6, и 48-7 (в совокупности "ряды 48"). Форсуночные элементы 30, как правило, равномерно расположены на расстоянии друг от друга в рядах 48, и ряды 48 концентричны вокруг центрального форсуночного элемента 30а.

[0041] На фиг. 5 показан пример с чередующимся реверсируемым закручиванием (ARS, от англ. alternatively reversed swirl) между соседними окружными рядами форсунки 26. В этом примере все окружные ряды 48-1, 48-2, 48-3, 48-4, 48-5, 48-6, и 48-7 имеют чередующуюся конфигурацию, а именно направление по часовой стрелке и направление против часовой стрелки, чередующиеся между соседними рядами. Другие предполагаемые конфигурации включают в себя чередование только двух самых внешних окружных рядов, за которыми следуют последовательные ряды, которые все имеют направление по часовой стрелке или против часовой стрелки. Как будет понятно, в любом из приведенных здесь примеров также подразумеваются инверсные схемы направления по часовой стрелке или направления против часовой стрелки.

[0042] На фиг. 6 показан другой пример с частичным ARS (PARS, от англ. partial ARS). В этом примере центральный форсуночный элемент 30а имеет направление по часовой стрелке, и за ним следуют, перемещаясь радиально наружу, по меньшей мере два, но в этом примере три последовательных окружных ряда 148-1, 148-2 и 148-3, которые имеют направление по часовой стрелке. Соседние ряды последних внешних четырех окружных рядов 148-4, 148-5, 148-6 и 148-7 чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке.

[0043] Следующий пример сравнения между базовой форсункой, в которой все форсуночные элементы закручены в одном направлении, и структурой ARS основан на решениях вычислительной динамики текучих сред (CFD, от англ. computational fluid dynamics) реактивного потока в стационарном режиме для внутреннего потока внутри блока камеры сгорания (комбинация форсунки 26, камеры 32 и сопла 34) в условиях высокого давления (обычно около 3000 фунтов на квадратный дюйм), в который подают жидкое топливо и обогащенный окислителем горячий отработавший газ турбины, который находится в условиях сверхкритического давления как для топлива, так и для окислителя. Потоки топлива, впрыскиваемые из каждого форсуночного элемента, имеют тенденцию закручиваться вокруг центрального осевого потока окислителя. Между соседними кольцевыми рядами форсуночных элементов базовая форсунка обеспечивает сдвигающее взаимодействие, в то время как структура ARS обеспечивает разрывающее взаимодействие. При сдвигающем взаимодействии в поперечном сечении окислитель сохраняет относительно круглую форму, когда он выходит из форсунки в камеру сгорания и проходит вдоль нее. Однако при разрывающем взаимодействии поперечное сечение потока окислителя имеет тенденцию удлиняться в направлениях, поперечных центральным осям А форсуночных элементов 30, тем самым увеличивая площадь поверхности для более быстрого перемешивания и сжигания, следовательно, сокращая осевую длину потока окислителя. Следовательно, в самых внешних рядах, по сравнению с базовой форсункой, более короткие потоки окислителя структуры ARS не будут проникать и разрушать охлаждающий слой топливной пленки на стенке камеры в такой степени, так что появление огневых дорожек на стенках камеры сгорания может быть значительно уменьшено.

[0044] Следующий сравнительный пример между конфигурациями ARS и PARS основан на решениях CFD реактивного потока в стационарном режиме для внутреннего потока внутри блока камеры сгорания при тех же условиях. Конфигурации частичного ARS имеют реверсное закручивание в трех, двух или одном четном ряду. Было обнаружено, что реверсирование в двух рядах имеет наилучшую эффективность выделения энергии (ERE, от англ. energy release efficiency) и очень близко сравнимое тепловое состояние стенок. Следует учесть, что каждый форсуночный элемент создает трубку тока, в которой поток топлива и поток окислителя первоначально находятся в расслоенном состоянии, но в конечном итоге смешиваются и сжигаются, и подлежат смешиванию с жидкостью за пределами этих трубок тока. Эффективность выделения энергии (ERE) становится оптимальной из-за конкурирующего действия трубного смешивания в потоке (ISTM, от англ. in-stream tube mixing) и трубного смешивания между потоками (BSTM, от англ. between-stream tube mixing). Структура ARS способствует ISTM и, следовательно, тепловому расширению, которое ускоряет осевое движение частиц текучей среды, что приводит к уменьшению времени пребывания для BSTM.

[0045] Хотя комбинация признаков показана в иллюстрированных примерах, не все из них необходимо комбинировать для реализации преимуществ различных вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другими словами, система, разработанная в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия, не обязательно будет включать все признаки, показанные на любой из фигур, или все части, схематически показанные на фигурах. Кроме того, выбранные признаки одного примерного варианта осуществления могут быть объединены с выбранными признаками других примерных вариантов осуществления.

[0046] Предыдущее описание носит иллюстративный, но не ограничивающий характер. Вариации и модификации раскрытых примеров могут стать очевидными для специалистов в данной области, которые не обязательно отступают от настоящего раскрытия. Объем правовой охраны, предоставляемой этому раскрытию, может быть определен только путем изучения нижеследующей формулы изобретения.

1. Форсунка для жидкостного ракетного двигателя, содержащая:

массив форсуночных элементов, причем каждый форсуночный элемент включает в себя центральный канал, определяющий центральную ось, и множество периферийных поперечных каналов, причем центральные каналы сконфигурированы для обеспечения осевого потока впрыска, а периферийные поперечные каналы сконфигурированы для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного вокруг осевого потока впрыска, при этом часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного по часовой стрелке, а другая часть форсуночных элементов сконфигурирована для обеспечения вихревого потока впрыска, закрученного против часовой стрелки,

причем форсуночные элементы расположены с образованием множества окружных рядов, причем форсуночные элементы каждого из окружных рядов либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки, причем предусмотрен по меньшей мере один окружной ряд с направлением по часовой стрелке и по меньшей мере один окружной ряд с направлением против часовой стрелки.

2. Форсунка по п. 1, в которой каждый из форсуночных элементов включает в себя первую трубку, которая обеспечивает центральный канал, и вторую, наружную трубку, расположенную на конце первой трубки таким образом, что обеспечено кольцевое пространство между ними, при этом периферийные поперечные каналы проходят через вторую трубку и выходят в кольцевое пространство.

3. Форсунка по п. 2, в которой периферийные поперечные каналы выполнены в двух окружных рядах вокруг второй трубки.

4. Форсунка по п. 2, в которой вторая трубка выходит за пределы конца первой трубки, образуя чашеобразную область между концом первой трубки и концом второй трубки.

5. Форсунка по п. 1, в которой окружные ряды чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке.

6. Форсунка по п. 1, в которой окружные ряды включают в себя по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

7. Форсунка по п. 6, в которой окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки, причем по меньшей мере два последовательных окружных ряда расположены радиально внутри группы чередующихся окружных рядов.

8. Форсунка по п. 7, в которой группа окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, включает в себя по меньшей мере четыре окружных ряда.

9. Форсунка по п. 1, в которой окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и группу последовательных окружных рядов, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

10. Форсунка по п. 1, в которой один из форсуночных элементов расположен в виде одиночного центрального форсуночного элемента, а окружные ряды расположены концентрически вокруг указанного одиночного центрального форсуночного элемента.

11. Жидкостный ракетный двигатель, содержащий:

камеру сгорания;

сопло, соединенное с камерой сгорания; и

форсунку, соединенную с камерой сгорания, причем форсунка включает в себя:

12. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, в котором сопло представляет собой сужающееся-расширяющееся сопло.

13. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, дополнительно содержащий источник топлива и источник окислителя.

14. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, в котором каждый из форсуночных элементов включает в себя первую трубку, которая обеспечивает центральный канал, и вторую, наружную трубку, расположенную на конце первой трубки таким образом, что обеспечено кольцевое пространство между ними, при этом периферийные поперечные каналы проходят через вторую трубку и выходят в кольцевое пространство.

15. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, в котором окружные ряды чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке.

16. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, в котором окружные ряды включают в себя по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

17. Жидкостный ракетный двигатель по п. 16, в котором окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и по меньшей мере два последовательных окружных ряда, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки, причем указанные по меньшей мере два последовательных окружных ряда расположены радиально внутри группы чередующихся окружных рядов.

18. Жидкостный ракетный двигатель по п. 17, в котором группа окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, включает в себя по меньшей мере четыре окружных ряда.

19. Жидкостный ракетный двигатель по п. 11, в котором окружные ряды включают в себя группу окружных рядов, которые чередуются по направлению между направлением против часовой стрелки и направлением по часовой стрелке, и группу последовательных окружных рядов, которые имеют либо направление по часовой стрелке, либо направление против часовой стрелки.

20. Форсунка, содержащая:

причем форсуночные элементы расположены с образованием множества рядов, причем форсуночные элементы каждого из рядов либо все имеют направление по часовой стрелке, либо все имеют направление против часовой стрелки, причем предусмотрен по меньшей мере один ряд с направлением по часовой стрелке и по меньшей мере один ряд с направлением против часовой стрелки.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус, в котором выполнены продольные каналы, соединяющие через тангенциальные отверстия полость горючего, образованную корпусом и закрепленным на его торце днищем, с внутренней полостью смесительной головки, причем между рядами тангенциальных отверстий расположены радиальные отверстия, соединяющие полость окислителя, образованную корпусом и коллектором окислителя, с внутренней полостью смесительной головки.

Смесительная головка камеры сгорания жрд // 2760602

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Смесительная головка камеры сгорания ЖРД, содержащая корпус, в котором выполнены кольцевые каналы, соединенные между собой продольными каналами, сообщающимися с полостью горючего, образованной корпусом и закрепленным на его торце днищем, причем внутренняя полость смесительной головки соединена с кольцевыми каналами с помощью наклонных отверстий, при этом между кольцевыми каналами расположены ряды радиальных отверстий, соединяющих внутреннюю полость смесительной головки с полостью окислителя, образованную корпусом и коллектором окислителя, а наклонные и радиальные отверстия образуют триплетные смесительные элементы.

Агрегат реактивной тяги и способ эксплуатации агрегата реактивной тяги // 2757376

Для улучшения агрегата реактивной тяги, включающего в себя камеру сгорания реактивной тяги, имеющую полость реактивной тяги, которая имеет первую секцию, примыкающую к ней вторую секцию и примыкающую ко второй секции третью секцию, причем полость реактивной тяги во всех трех секциях ограничена внешней стенкой сопла с внешней поверхностью полости реактивной тяги, причем внешняя поверхность полости реактивной тяги в первой и второй секции сужается к третьей секции, в третьей секции расширяется от второй секции, и на переходе от второй секции к третьей секции выполнен самый узкий участок, причем первая секция ограничена внутренней стенкой сопла с внутренней поверхностью полости реактивной тяги, которая сужается ко второй секции, причем между внутренней поверхностью полости реактивной тяги и внешней поверхностью полости реактивной тяги выполнена кольцевая камера сгорания, которая простирается по первой секции, причем агрегат реактивной тяги включает в себя также несколько первых топливных впускных отверстий для первого топливного компонента и несколько вторых топливных впускных отверстий для второго топливного компонента, при этом, чтобы была повышена эффективность агрегата реактивной тяги, внешняя стенка сопла включает в себя, по меньшей мере, часть из нескольких первых топливных впускных отверстий.

Жидкостный ракетный двигатель малой тяги // 2755862

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям малой тяги. Жидкостный ракетный двигатель малой тяги содержит камеру со смесительной головкой, струйные форсунки горючего и окислителя с пересекающимися осями, смесительные экраны с обращенным в предкамеру ребром, предкамеру и камеру сгорания.

Смесительная головка камеры жрд, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа // 2744223

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей. Смесительная головка камеры ЖРД, работающая по схеме с дожиганием генераторного газа, содержит патрубки подвода генераторного газа и жидкого компонента, корпус и огневое днище с закрепленными между ними двухкомпонентными форсунками, согласно изобретению полость генераторного газа форсунки выполнена в виде сопла Лаваля с кольцевой с ребрами входной частью, внутри которой установлен подпружиненный профилированный штырь с торцом, наружная поверхность которого взаимодействует с внутренней поверхностью кольцевой с ребрами входной частью, в торце штыря выполнены отверстия, со стороны входа форсунки в кольцевую с ребрами входную часть установлена герметично задняя стенка, а в центральной части штыря выполнено отверстие, на наружной поверхности торца штыря выполнены лабиринтные канавки, наружная поверхность торца штыря покрыта серебром.

Смесительная головка камеры жрд, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа // 2742216

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей. Cмесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержащая магистрали подвода генераторного газа и жидкого компонента, корпус и огневое днище с закрепленными между ними с помощью пайки и гаек двухкомпонентными форсунками, в стенках которых выполнены отверстия для подачи жидкого компонента, согласно изобретению в полости жидкого компонента между корпусом и огневым днищем на наружной поверхности форсунка выполнен уступ, в который упирается подпружиненный плунжер, на наружной поверхности которого расположена гильза, соединенная с кольцом, установленным на наружной поверхности гайки, а в форсунке выполнены дополнительные тангенциальные отверстия, соединяющие внутреннюю полость гильзы с полостью форсунки, плунжер выполнен с козырьком с одного конца и двумя уступами под пружину с другого конца, на внутренних поверхностях плунжера и гильзы выполнены лабиринтные канавки, кольцо установлено в гильзу герметично, внутренние и наружные поверхности плунжера покрыты серебром.

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя // 2741530

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружное днище, двухкомпонентные форсунки, закрепленные в корпусе и огневом днище, запальное устройство и подводные магистрали горючего и окислителя, при этом периферийная часть состоит из двух колец, соединенных между собой в торцевой части стенкой с отверстиями, образующих кольцевую газовую полость, в стенках которых выполнены маленькие отверстия 0,5÷1,2 мм на расстоянии между собой от 2 до 5 калибров, соединяющие ее через полость коллектора с автономной магистралью подвода горючего, а центральная часть содержит двухкомпонентные форсунки, закрепленные в корпусе и огневом днище, полости которых соединены через полости коллекторов с основными магистралями подвода окислителя и горючего, и в центре их расположена магистраль запального устройства.

Форсуночный элемент ракетного двигателя // 2739851

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Форсуночный элемент жидкостного ракетного двигателя включает в себя канал для окислителя, центральную полость, соединенную по текучей среде с каналом для окислителя ниже по потоку от канала для окислителя, первое кольцевое пространство, по меньшей мере частично охватывающее канал для окислителя и соединенное по текучей среде с источником воспламеняющей жидкости ниже по потоку от источника воспламеняющей жидкости, и второе кольцевое пространство, по меньшей мере частично охватывающее канал для окислителя и соединенное по текучей среде с источником горючего ниже по потоку от источника горючего.

Камера сгорания // 2738391

Изобретение относится к ракетной технике. Камера сгорания с сечением, близким к прямоугольному, состоящая из смесительной головки с антипульсационной перегородкой и корпуса камеры с участком у головки, имеющим угол расширения, согласно изобретению антипульсационная перегородка состоит из частей, выполненных под углами к стенкам камеры.

Способ изготовления смесительной головки камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (жрд) // 2731688

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для изготовления смесительных головок форсуночного типа камер сгорания (КС) жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Осуществляют сборку блока форсунок смесительной головки под пайку, высокотемпературную пайку в вакууме, контроль качества, испытания на прочность и герметичность, и при выявлении негерметичности (непропаях) некоторых форсунок с днищами смесительной головки осуществляют их локальную пайку.

Способ организации рабочего процесса в камере жидкостного ракетного двигателя малой тяги // 2766957

Изобретение относится к камерам сгорания ракетных двигателей малой тяги, работающих на двухкомпонентном самовоспламеняющемся жидком ракетном топливе. Способ заключается в подаче самовоспламеняющихся компонентов топлива через форсуночные элементы смесительной головки, их течении в камере сгорания, жидкофазном смешении в зоне форсуночных элементов, получении жидкофазных и газофазных промежуточных продуктов горения, воспламенении, горении и истечении продуктов горения через сопло камеры, согласно изобретению течение компонентов топлива в камере сгорания и процесс жидкофазного перемешивания выполняются при давлении, меньшем или равном давлению насыщенных паров хотя бы одного из компонентов топлива. 5 ил.