×
20.05.2014
216.012.c6e7

Результат интеллектуальной деятельности: ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области ракетной техники. Тракт регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока. Полки двутавровых проставок выполнены переменной ширины за счет выполнения на них чередующихся выборок, при этом турбулизаторы потока образованы указанными чередующимися выборками, выборки на каждой полке двутавровой проставки выполнены в шахматном порядке, выборки на верхней и нижней полках двутавровой проставки выполнены в шахматном порядке, выборки смежных проставок расположены таким образом, что выборки на полках одной проставки располагаются напротив выступов смежной с ним проставки, глубина выборки составляет 25-75% ширины полки, в вертикальных стенках двутавровых проставок выполнены сквозные каналы. Изобретение обеспечивает повышение эффективности теплообмена в каналах. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Одним из основных направлений в совершенствовании ЖРД является увеличение давления в камере. В свою очередь, увеличение давления ограничивается прочностью камеры ЖРД, и, в первую очередь, прочностью тракта охлаждения.

В настоящее время в основном применяется регенеративное охлаждение огневой стенки камеры ЖРД, заключающее в подаче охладителя по специальным пазам, выполненным между внутренней огневой, и наружной силовой оболочками, скрепленными между собой по вершинам пазов тракта охлаждения при помощи пайки специальным припоем.

Прочность тракта охлаждения определяется прочностью паяных швов между внутренней и наружной оболочками, из-за того, что прочность припоя ниже прочности материала оболочек. Для увеличения прочности паяного соединения необходимо увеличение площади соприкосновения контактируемых поверхностей. Увеличение толщины ребра нецелесообразно из-за того, что это ведет к уменьшению числа ребер и увеличению перепада давлений в тракте охлаждения камеры. Как правило, при увеличении давления внутри тракта охлаждения, оболочка теряет устойчивость и вспучивается в цилиндрической части, т.к в сужающейся части камеры происходит уменьшение внутреннего диаметра оболочки, что ведет к уменьшению внутренних напряжений.

Известна конструкция КС, состоящая из внутренней и наружной оболочек, связанных гофрированной проставкой, на вертикальных ребрах которой выполнены турбулизирующие выступы (Калинин Э. К., Дрейцер Г. А., Ярхо С. А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1981, с. 145-146).

Введение в конструкцию турбулизаторов позволяет многократно повысить эффективность теплообмена в охлаждающих каналах. Но известное конструктивное оформление не является оптимальным с точки зрения применения турбулизаторов, т.к. выполнение выступов на вертикальных ребрах гофров технологически затруднительно, и при этом в одних каналах получаются выступы, а в смежных - вмятины.

Известна также КС ЖРД с трактом регенеративного охлаждения, содержащая наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, в которых размещены турбулизирующие выступы (Патент США № 4781019, кл. F02К 9/64, опублик. 1988).

Такое конструктивное оформление турбулизирующих выступов не является технологичным, т.к. связано со сложностью и высокой трудоемкостью изготовления.

Известна камера сгорания жидкостного реактивного двигателя с трактом регенеративного охлаждения, содержащая наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, в которых размещены турбулизирующие выступы, при этом каналы охлаждения образованы двутавровыми проставками, а турбулизирующие выступы выполнены на вертикальной стенке и полках каждой проставки симметрично вертикальной оси двутавра с равномерным шагом по его длине (патент РФ№ 2061890, МПК: Р02К 19/62 - прототип).

Указанная камера сгорания состоит из огневой оболочки, двутавровых проставок и наружной оболочки.

На огневой оболочке с равномерным шагом образованы турбулизирующие выступы. На полках и вертикальной стенке двутавровых проставок симметрично вертикальной оси двутавра выполнены турбулизирующие выступы. Выступы получаются при прокатке двутавровых проставок за счет выполнения соответствующих лунок на рабочих поверхностях прокатных роликов. Выступы расположены группами по 6 штук с расчетным равномерным шагом по длине проставок. Оси турбулизирующих выступов в смежных проставках расположены на одном уровне. Это позволяет обеспечивать за счет выбора высоты турбулизирующих выступов требуемое локальное сужение охлаждающих каналов с заданным шагом по длине образующей КС.

Основным недостатком является то, что выступы образуются при прокатке и имеют достаточно обтекаемую форму, что не позволяет получить требуемую степень турбулизации потока, и, соответственно, интенсифицировать теплопередачу. Кроме этого, в местах прилегания полки двутавровой проставки к стенкам тракта также ухудшаются условия теплопередачи, так как образуется толщина, равная толщине стенки и толщине полки, что ведет к ухудшению условий теплообмена и росту массы камеры сгорания.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, применение которого позволит интенсифицировать процесс теплопередачи между поверхностью огневой стенки и охладителем.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что в предложенном тракте регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащем наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока, согласно изобретению, полки двутавровых проставок выполнены переменной ширины за счет выполнения на них чередующихся выборок, при этом турбулизаторы потока образованы указанными чередующимися выборками.

В варианте исполнения, выборки на каждой полке двутавровой проставки выполнены в шахматном порядке.

В варианте исполнения, выборки на верхней и нижней полках двутавровой проставки выполнены в шахматном порядке.

В варианте исполнения, выборки смежных проставок расположены таким образом, что выборки на полках одной проставки располагаются напротив выступов смежной с ним проставки.

В варианте исполнения, глубина выборки составляет 25-75% ширины полки.

Нижнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит ухудшение условий турбулизации и наличие выборки практически не сказывается на интенсификации теплообмена.

Верхнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит ухудшение прочностных характеристик соединения проставки и оболочки.

В варианте исполнения, в вертикальных стенках двутавровых проставок выполнены сквозные каналы.

Положительными техническими результатами предлагаемого технического решения являются в области конструкции обеспечение высокой эффективности теплообмена в каналах за счет применения заданной величины локальных сужений охлаждающих каналов с расчетным шагом и каналов перетока охладителя из одного канала в другой, что значительно позволяет улучшить условия теплообмена.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан поперечный разрез тракта регенеративного охлаждения камеры при выполнении выборок на каждой полке, на фиг. 2 - вид сверху в варианте выполнения выборок на каждой полке, на фиг. 3 - поперечный разрез тракта регенеративного охлаждения камеры при выполнении выборок на полках тавровой проставки в шахматном порядке, на фиг. 4 - вид сверху в варианте выполнения выборок на полках тавровой проставки в шахматном порядке, на фиг. 5 - поперечный разрез тракта регенеративного охлаждения камеры в варианте выполнения выборок смежных проставок таким образом, что выборки одной проставки располагаются напротив выступов смежной с ним проставки, на фиг. 6 - вид сверху в варианте выполнения выборок смежных проставок таким образом, что выборки одной проставки располагаются напротив выступов смежной с ним проставки.

Предложенный тракт регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную 1 и огневую 2 оболочки с каналами охлаждения 3 между ними, образованными двутавровыми проставками 4. Полки двутавровых проставок 4 выполнены переменной ширины за счет выполнения на них чередующихся выборок 5, при этом турбулизаторы потока образованы указанными чередующимися выборками 5. В вертикальных стенках двутавровых проставок 4 выполнены сквозные каналы 6.

Предложенный тракт регенеративного охлаждения камеры работает следующим образом.

Охладитель подается по каналам охлаждения 3 и нагревается за счет теплообмена с огневой оболочкой 2. При обтекании горизонтальных полок двутавровых проставок 4, на которых выполнены выборки 5, происходит турбулизация потока за счет его попеременного расширения-сжатия. Выполнение сквозных каналов 6 в вертикальных стенках двутавровых проставок 4 позволяет обеспечить перетекание охладителя из одного канала охлаждения 3 в другой, что дополнительно турбулизирует поток и улучшает условия теплообмена.

Использование предложенного технического решения позволит создать тракт регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, применение которого позволит интенсифицировать процесс теплопередачи между поверхностью огневой стенки и охладителем.


ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ТРАКТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 111-120 of 541 items.
20.04.2014
№216.012.b8e3

Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к двигателестроению и может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513059
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be8e

Способ подачи топлива в газотурбинный двигатель

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам подачи топлива в газотурбинный двигатель (ГТД), а также к топливным системам ГТД. Способ подачи топлива в газотурбинный двигатель при запуске после длительного пребывания при низких температурах заключается в подогреве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514522
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.beaf

Двухкомпонентная газожидкостная форсунка

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива жидкостного ракетного двигателя. Двухкомпонентная газожидкостная форсунка, преимущественно для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержит корпус с наконечником для подачи горючего, при этом наконечник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514555
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bf9d

Испаритель криогенной жидкости

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде двух двухслойных оболочек, образующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514802
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c2a3

Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники. Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока. Полки двутавровых проставок выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515576
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c714

Способ изготовления тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двитателя

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно - к созданию камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ изготовления тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя заключается в изготовлении наружной и огневой оболочек с последующим их скреплением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516723
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbd2

Камера жидкосного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники. Камера жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока. Полки двутавровых проставок выполнены переменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517949
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cbdb

Способ повышения среднетраекторного удельного импульса тяги жидкостного ракетного двигателя и жидкостный ракетный двигатель для реализации указанного способа

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к ракетным двигателям с регулированием степени расширения сопла в полете. При работе двигателя в режиме первой ступени степень расширения продуктов сгорания компонентов топлива ограничивают диаметром подвижной внутренней цилиндрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517958
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cff0

Способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке и изготовлении сопел камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ изготовления сопла камеры сгорания ЖРД, включающий изготовление наружной и внутренней оболочек, сборку оболочек, пайку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519003
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc15

Смесительная головка камеры жрд

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), применяемых в ракетной технике, и также может быть использовано в агрегатах промышленной энергетики. Смесительная головка камеры ЖРД содержит корпус, блок подачи окислителя, блок подачи горючего, форсунки, установленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522119
Дата охранного документа: 10.07.2014
Showing 111-120 of 285 items.
10.01.2015
№216.013.19f0

Способ определения силы резания

Изобретение относится к измерительной технике и касается, в частности, определения силы, необходимой для обработки резанием металлов и сплавов. Сущность: стандартную экспериментальную кривую упрочнения перестраивают в координаты «напряжение (σ) - истинная относительная деформация (ε)»,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538068
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1b74

Устройство для прошивки глубоких отверстий в металлических заготовках и способ с его применением

Изобретение относится к электроэрозионной, электрохимической и эрозионно-химической прошивке глубоких отверстий в металлических заготовках. Устройство содержит подключенные к источнику тока электрод-инструмент и съемную втулку из эрозионностойкого материала, размещенную внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538456
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1cb0

Индукторная машина

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым, например, в генераторных установках автотракторной техники. Индукторная машина содержит переднюю, заднюю крышки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538772
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.02.2015
№216.013.29d0

Ветроколесо

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542161
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a02

Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь, установленный внутри печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542211
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a07

Устройство для электрохимического маркирования поверхности металлической детали под упругим диэлектрическим покрытием и способ с его применением

Изобретение предназначено для нанесения информационных знаков на металлические детали, имеющие упругие диэлектрические покрытия. Устройство содержит инъектор для электролита с изолированными друг от друга металлическими соплами, которые индивидуальными проводами подключены к коммутатору,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542216
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a64

Способ очистки воздуха

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542309
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2be7

Устройство ориентации гелиоустановки

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещаемым источником тепловой радиации. В устройстве ориентации гелиоустановки, содержащем основание с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542707
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2daa

Способ электрохимической обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрохимической размерной обработке металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью. Вначале межэлектродный зазор заполняют рабочей средой и на электрод-инструмент и деталь подают импульсы тока до достижения рабочей средой температуры порога...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543158
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2f48

Способ электрохимической обработки отверстий форсунки

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей. Способ включает подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543572
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД