×
20.06.2013
216.012.4d2c

Результат интеллектуальной деятельности: КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Авторы

№ охранного документа
0002485338
Дата охранного документа
20.06.2013
Аннотация: Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при разработке форсуночных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), содержащих систему воспламенения. Камера содержит смесительную головку, включающую корпус, блок подачи окислителя, блок подачи горючего, огневое днище, канал подачи пускового горючего с выходной частью в виде полой профилированной втулки. Форсунки установлены в указанных блоках смесительной головки по концентрическим окружностям и соединяют полости блоков с полостью камеры сгорания. В выходной части канала подачи пускового горючего коаксиально установлена с возможностью осевого перемещения дополнительная полая подпружиненная втулка, на входной части канала которой выполнена уплотнительная поверхность. В одном положении указанная дополнительная втулка взаимодействует выходной частью с ответной профилированной поверхностью на внутренней поверхности огневого днища, в другом - взаимодействует входной уплотнительной поверхностью с ответным уплотнительным элементом, расположенным в упомянутом канале пускового горючего. Изобретение обеспечивает повышение надежности и эффективности системы воспламенения. 5 ил.
Основные результаты: Камера жидкостного ракетного двигателя, содержащая смесительную головку, включающую корпус, блок подачи окислителя, блок подачи горючего, огневое днище, канал подачи пускового горючего с выходной частью в виде полой профилированной втулки, форсунки, установленные в указанных блоках смесительной головки по концентрическим окружностям и соединяющие полости блоков с полостью камеры сгорания, регенеративно охлаждаемую камеру сгорания, отличающаяся тем, что в выходной части канала подачи пускового горючего коаксиально установлена с возможностью осевого перемещения дополнительная полая подпружиненная втулка, на входной части канала которой выполнена уплотнительная поверхность, при этом в одном положении указанная дополнительная втулка взаимодействует выходной частью с ответной профилированной поверхностью на внутренней поверхности огневого днища, в другом - взаимодействует входной уплотнительной поверхностью с ответным уплотнительным элементом, расположенным в упомянутом канале пускового горючего.

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при разработке форсуночных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), содержащих систему воспламенения при помощи пускового горючего.

Одной из основных проблем при создании ЖРД, работающих на несамовоспламеняющихся компонентах топлива, является обеспечение надежной работы системы воспламенения, в том числе обеспечение пожаровзрывобезопасности за счет принятия специальных мер по предотвращению контакта горючего с окислителем до его поступления в полость камеры сгорания.

Проблема заключается в том, что ЖРД является генератором широкого спектра вибрационных нагрузок, которые могут приводить к разрушению арматуры питания, в том числе трубопроводов подачи горючего к средствам воспламенения.

Известна камера с форсуночной головкой, в которой средства воспламенения выполнены из струйных форсунок, установленных за внутренним огневым днищем в силовом корпусе камеры (патент RU №2158841, МПК: F02K 9/52, заявка №99101161/06 от 21.01.99 г.).

При такой схеме обеспечивается отсутствие контакта элементов системы воспламенения с полостью окислителя камеры. Однако в такой конструкции есть существенный недостаток - в случае разрушения трубопровода, подводящего горючее к форсунке, высокотемпературный газ из камеры сгорания начнет поступать в образовавшуюся негерметичность с последующим разгаром и разрушением камеры.

Известна форсуночная головка камеры сгорания ЖРД, содержащая корпус и огневое днище с установленной в них форсункой пускового горючего, при этом торец форсунки пускового горючего утоплен в огневое днище, а в огневом днище вокруг форсунки пускового горючего выполнен канал переменного сечения с входной частью, сужающейся частью и минимальным проходным сечением, соединяющим полость горючего форсуночной головки с полостью камеры сгорания (патент RU №2429370, МПК: F02K 9/52, заявка №2010104718 от 10.02.2010 - прототип).

Указанная форсуночная головка в случае разрушения подводящего трубопровода горючего системы воспламенения работает следующим образом.

Горючее из полости пускового горючего форсуночной головки поступает как в канал форсунки горючего, так и в отверстие огневого днища, тем самым препятствуя попаданию высокотемпературных продуктов сгорания из огневой полости камеры сгорания в форсунку горючего и соответственно препятствуя лавинообразному разрушению форсуночной головки.

Основным недостатком данной форсуночной головки является то, что струя пускового горючего подается внутрь камеры сгорания, окруженная струей основного несамовоспламеняющегося горючего, что приводит к ее перемешиванию и размытию струей основного горючего, и, в конечном итоге, снижению эффективности работы системы воспламенения, основанной на поджиге несамовоспламеняющихся компонентов топлива струей пускового горючего.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы системы воспламенения.

Указанная задача достигается тем, что, в предложенной камере жидкостного ракетного двигателя, содержащей смесительную головку, включающую корпус, блок подачи окислителя, блок подачи горючего, огневое днище, канал подачи пускового горючего с выходной частью в виде полой профилированной втулки, форсунки, установленные в указанных блоках смесительной головки по концентрическим окружностям и соединяющие полости блоков с полостью камеры сгорания, регенеративно охлаждаемую камеру сгорания, согласно изобретению в выходной части канала подачи пускового горючего коаксиально установлена с возможностью осевого перемещения дополнительная полая подпружиненная втулка, на входной части канала которой выполнена уплотнительная поверхность, при этом в одном положении указанная дополнительная втулка взаимодействует выходной частью с ответной профилированной поверхностью на внутренней поверхности огневого днища, в другом - взаимодействует входной уплотнительной поверхностью с ответным уплотнительным элементом, расположенным в упомянутом канале пускового горючего.

Сущность предложенного изобретения иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 показан осевой разрез предложенной камеры, на фиг.2 показан осевой разрез форсуночной головки с системой воспламенения, на фиг.3 - выносной элемент А - осевой разрез форсунки пускового горючего, на фиг.4 - разрез Б-Б - поперечный разрез выходной части канала форсунки пускового горючего, на фиг.5 - разрез В-В - поперечный разрез входной части канала форсунки пускового горючего.

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит корпус 1, блок подачи окислителя 2, блок подачи горючего 3. Форсунки 4 установлены в указанных блоках 2 и 3 смесительной головки по концентрическим окружностям и соединяют полости блоков с полостью камеры сгорания. Канал 5 подачи пускового горючего выполнен с выходной частью в виде полой профилированной втулки 6. В выходной части втулки 6 канала 5 подачи пускового горючего коаксиально установлена с возможностью осевого перемещения дополнительная полая подпружиненная втулка 7. На входной части канала 8 втулки 7 выполнена уплотнительная поверхность 9. В одном положении втулка 7 взаимодействует выходной частью 10 с ответной профилированной поверхностью 11 на внутренней поверхности огневого днища 12. В другом положении втулка 7 взаимодействует уплотнительной поверхностью 9 с ответным уплотнительным элементом 13, расположенным в упомянутом канале пускового горючего на ребрах 14. В огневом днище 12 выполнен канал 15 подачи пускового горючего на режиме запуска и основного горючего - на основном режиме. Смесительная головка соединена с камерой сгорания 16.

Предложенная камера жидкостного ракетного двигателя работает следующим образом.

Основные компоненты топлива из полости блока подачи окислителя 2 и полости блока подачи горючего 3 через форсунки 4 поступают в камеру сгорания. В момент запуска пусковое горючее подается в канал 5 и из него поступает к профилированной втулке 6. Во втулке 6 поток пускового горючего воздействует на торцевую поверхность полой подпружиненной втулки 7 и перемещает ее к огневому днищу, сжимая при этом пружину (не обозначена). Одновременно с этим, поток пускового горючего поступает в канал 8 дополнительной втулки 7. Втулка 7 перемещается к огневому днищу и садится выходной частью 10 на ответную профилированную поверхность 11 на внутренней поверхности огневого днища 12, образуя, таким образом, замкнутый канал пускового горючего, открывающийся через канал 15 непосредственно в камеру сгорания. Компоненты топлива, подаваемые в камеру сгорания из блока подачи окислителя 2 и блока подачи горючего 3 через форсунки 4, воспламеняются от струи пускового горючего и образуют продукты сгорания. Продукты сгорания компонентов топлива расширяются в камере сгорания 16 и поступают к срезу сопла.

После запуска двигателя подача пускового горючего через канал 5 прекращается. В этом случае, на дополнительную полую подпружиненную втулку 7 уже не действует поток пускового горючего, и упомянутая втулка 7, под действием пружины, начинает отходить от ответной профилированной поверхности 11 на внутренней поверхности огневого днища 12.

В образовавшуюся щель, между выходной частью 10 втулки 7 и ответной профилированной поверхностью 11 на внутренней поверхности огневого днища 12, начинает поступать основное горючее.

Часть основного горючего через канал 15, который, в этом случае, выполняет роль однокомпонентной струйной форсунки горючего, поступает в камеру сгорания, а другая часть основного горючего перемещает втулку 7 по направлению от огневого днища до тех пор, пока втулка 7 не начнет взаимодействовать уплотнительной поверхностью 9 с ответным уплотнительным элементом 13, расположенным в упомянутом канале пускового горючего на ребрах 14. Под действием давления основного горючего втулка 7 садится уплотнительной поверхностью 9 канала 8 на ответный уплотнительный элемент 13 и полностью перекрывает канал подачи пускового горючего. В этом случае, через канал 15, который играет роль однокомпонентной струйной форсунки горючего, расход основного горючего поступает в камеру сгорания и защищает огневое днище от прогара.

Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность и эффективность работы системы воспламенения жидкостного ракетного двигателя.

Экспериментальные работы, проведенные авторами и заявителем с системой воспламенения, содержащей предложенные решения, показали ее высокую надежность, в том числе, и при разрушении подводящего трубопровода горючего системы воспламенения.

Камера жидкостного ракетного двигателя, содержащая смесительную головку, включающую корпус, блок подачи окислителя, блок подачи горючего, огневое днище, канал подачи пускового горючего с выходной частью в виде полой профилированной втулки, форсунки, установленные в указанных блоках смесительной головки по концентрическим окружностям и соединяющие полости блоков с полостью камеры сгорания, регенеративно охлаждаемую камеру сгорания, отличающаяся тем, что в выходной части канала подачи пускового горючего коаксиально установлена с возможностью осевого перемещения дополнительная полая подпружиненная втулка, на входной части канала которой выполнена уплотнительная поверхность, при этом в одном положении указанная дополнительная втулка взаимодействует выходной частью с ответной профилированной поверхностью на внутренней поверхности огневого днища, в другом - взаимодействует входной уплотнительной поверхностью с ответным уплотнительным элементом, расположенным в упомянутом канале пускового горючего.
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 381-390 of 569 items.
25.08.2017
№217.015.ad53

Клапан-отсекатель гидравлический

Изобретение относится к машиностроению, в частности к запорной трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды, и может быть использовано при разработке запорной арматуры, в частности клапанов-отсекателей и приводов для задвижек. Клапан-отсекатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612665
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.add3

Клапан обратный картриджного монтажа

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования при разработке устройств для систем перекрытия и сброса давления в коммуникациях. Клапан обратный картриджного монтажа содержит корпус из двух взаимодействующих между собой частей - наружной и внутренней, герметично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612520
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.b29e

Кусок мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан кусок мыла, в котором выполнена выемка с возможностью фиксации в ней остатка другого куска мыла, при этом выемка выполнена в форме кольца с наклонными стенками, при этом глубина выемки составляет величину, равную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613930
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b2a9

Кусок мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан кусок мыла, в котором выполнены ответные места с возможностью фиксации в них остатков другого куска мыла, при этом указанные ответные места на одной поверхности куска мыла выполнены в виде выемок в виде колец, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613945
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b2bf

Способ безотходного употребления куска мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан способ безотходного употребления куска мыла, который включает выполнение в куске мыла при его изготовлении ответных мест для фиксации в них остатка другого использованного куска мыла, при этом ответные места...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613942
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b316

Кусок мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан кусок мыла, в котором выполнена выемка с возможностью фиксации в ней остатка другого куска мыла, при этом выемка выполнена в форме спирали Архимеда с наклонными стенками, где глубина выемки составляет величину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613950
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b372

Способ безотходного употребления куска мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан способ безотходного употребления куска мыла, включающий выполнение в куске мыла при его изготовлении ответных мест для фиксации в них остатка другого использованного куска мыла, при этом ответные места выполняют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613956
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b39b

Способ безотходного употребления куска мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан способ безотходного употребления куска мыла, включающий выполнение в куске мыла при его изготовлении ответных мест для фиксации в них остатка другого использованного куска мыла, при этом ответные места выполняют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613953
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b3b0

Способ безотходного употребления куска мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан способ безотходного употребления куска мыла, который включает выполнение в куске мыла при его изготовлении ответных мест для фиксации в них остатка другого использованного куска мыла, при этом указанные ответные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613948
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b3b5

Кусок мыла

Изобретение относится к области производства и применения кускового мыла. Описан кусок мыла, в котором выполнены ответные места с возможностью фиксации в них остатков другого куска мыла, при этом ответные места выполнены в виде выемок в форме колец разного диаметра, при этом упомянутые кольца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613933
Дата охранного документа: 22.03.2017
+ добавить свой РИД