×
25.08.2017
217.015.9f88

Результат интеллектуальной деятельности: Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области ракетной техники, а именно камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), и может быть использовано при создании высокоэкономичных смесительных головок и камер ЖРД для перспективных средств выведения. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя содержит наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям. Расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки. Каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок. Лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки. Штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы смесительной головки, а также повышение удельного импульса ЖРД. 3 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и входящим в них устройствам и деталям, и может быть использовано при создании высокоэкономичных смесительных головок и камер ЖРД для перспективных средств выведения.

Известна смесительная головка камеры ЖРД, содержащая наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, форсунки горючего и окислителя выполнены однокомпонентными и расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на двух лучах, протяженных от стороны квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок (патент РФ №2205973, МПК F02K 9/52, F02K 9/62 - прототип).

Основными недостатками данной смесительной головки является недостаточно высокая экономичность рабочего процесса, связанная со следующими факторами.

Достаточно большая часть форсунок, используемых для образования антипульсационных перегородок, работает в нерасчетном режиме из-за того, что указанные форсунки имеют длину больше, чем остальные, и их зона смесеобразования и горения отнесена дальше в камеру сгорания. Это приводит к неравномерности распределения компонентов по сечению головки, различной расходонапряженности, и, как следствие, потерям удельного импульса тяги.

Имеют место потери, связанные с неравномерностью, вызванной различием шагов между форсунками при переходе от шахматного расположения форсунок к их расположению по концентрическим окружностям.

Расположение штифтов в смесительной головке, между форсунками и стенкой камеры, ведет к росту диаметральных размеров камеры, ее массы и массы двигателя в целом.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание надежной и устойчиво работающей смесительной головки ЖРД при высоком качестве смесеобразования, которое бы обеспечивало высокий удельный импульс ЖРД.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенной смесительной головке камеры ЖРД, содержащей наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, причем форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок, согласно изобретению указанные лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки, при этом штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показано продольное сечение смесительной головки камеры ЖРД, на фиг. 2 - вид А - вид смесительной головки спереди, на фиг. 3 - продольный разрез форсунки, образующей антипульсационные перегородки.

Предложенная смесительная головка камеры ЖРД содержит наружное 1, среднее 2 и огневое 3 днища, скрепленные между собой форсунками 4 горючего и форсунками 5 окислителя, штифтами 6. Расстояние между днищами и объемы межфорсуночных полостей определяются размерами форсунок 4 и 5.

Форсунки горючего 4 и окислителя 5 выполнены однокомпонентными и расположены в шахматном порядке в огневом днище 3 с переходом в периферийной зоне головки 7 к расположению по окружностям. Штифты 6 расположены на окружности в периферийной зоне 7 смесительной головки. Форсунки 8, расположенные на сторонах квадрата 9 в центральной части 10 смесительной головки, а также форсунки 11, находящиеся для каждой из сторон квадрата 9 на двух лучах 12, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище 3, образуя антипульсационные перегородки 13. Указанные лучи 12 являются продолжением сторон квадрата 9 и соединяют его вершины с периферийной зоной 7 смесительной головки. В каждом штифте 6 выполнено как минимум три канала 14, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним 2 и огневым 3 днищами, причем выходная часть указанных каналов 15 расположена параллельно оси камеры сгорания.

Предложенная смесительная головка работает следующим образом.

Окислитель из полости окислителя по форсункам окислителя 5 поступает в камеру сгорания. Горючее из полости горючего по форсункам горючего 4 поступает в камеру сгорания, где перемешивается с окислителем, воспламеняется и сгорает.

При горении, на режиме запуска, могут возникать высокочастотные колебания, ведущие к неустойчивости процесса горения, связанные с нестационарностью переходных режимов запуска. Для предотвращения возможности появления таких процессов поверхность огневого днища 3 при помощи квадрата 9 и лучей 12, состоящих из выступающих форсунок 8 и 11 и образующих антипульсационные перегородки 13, разделена на несколько изолированных друг от друга зон, что препятствует распространению колебаний из одной зоны в другую. В этом случае, при возникновении колебаний в одной зоне, они не распространяются далее по всему огневому днищу и затухают.

Для обеспечения требуемого качества смесеобразования и защиты огневых стенок камеры от прогаров часть расхода горючего подается через каналы 14 штифтов 6, которые в этом случае играют роль однокомпонентных форсунок.

Выполнение форсунок, образующих антипульсационные перегородки, двухкомпонентными позволит улучшить качество смесеобразования, за счет обеспечения подачи горючего и окислителя в одной плоскости.

Форсунки, образующие антипульсационные перегородки 13, выполнены двухкомпонентными, причем каждая форсунка содержит корпус с наконечником с внутренним каналом, соединяющим полость окислителя с полостью камеры сгорания, втулку, охватывающую с

кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость горючего с полостью камеры сгорания, при этом в выходной части указанного канала и втулки установлены завихрители для придания соответствующему потоку компонента топлива вращательного движения.

Использование предложенного технического решения позволит создать надежную и устойчиво работающую смесительную головку ЖРД при высоком качестве смесеобразования, которое обеспечит высокий удельный импульс ЖРД.

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащая наружное, среднее и огневое днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, причем форсунки горючего и окислителя расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне головки к расположению по окружностям, при этом расположенные на сторонах квадрата в центральной части смесительной головки форсунки, а также форсунки, находящиеся для каждой из сторон квадрата на лучах, протяженных от квадрата к периферии, выполнены выступающими в огневую полость камеры за огневое днище, образуя антипульсационные перегородки, при этом каждая периферийная выступающая относительно огневого днища форсунка является форсункой горючего и расположена в местах пересечения окружности расположения штифтов с указанными лучами расположения выступающих форсунок, отличающаяся тем, что указанные лучи являются продолжением сторон квадрата и соединяют его вершины с периферийной зоной смесительной головки, при этом штифты расположены на окружности в периферийной зоне смесительной головки, причем в каждом штифте выполнено как минимум три канала, соединяющих полость камеры сгорания с полостью, образованной средним и огневым днищами, при этом выходная часть указанных каналов расположена параллельно оси камеры сгорания.
Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя
Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя
Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя
Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 161-170 of 707 items.
20.12.2014
№216.013.1261

Способ комбинированного разделения металлов

Изобретение относится к комбинированным методам разделения металлов. Способ включает струйную обработку с использованием свободного абразива и анодное растворение припуска, при этом в качестве абразива используют нетокопроводящие абразивные гранулы, на которые наращивают слой льда из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536128
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.12.2014
№216.013.162e

Способ дозирования энергии при импульсном брикетировании металлической стружки

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям, связанным с дозированием энергии при импульсном брикетировании металлической стружки. Сущность: объему пластически деформируемой стружки предварительно к моменту брикетирующего удара придают жесткое боковое ограничение,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537102
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.1631

Способ измерения деформаций

Изобретение относится к области экспериментальных методов исследования механических напряжений и деформаций в деталях машин и элементах конструкций и может быть использовано для определения пластических деформаций изделия в машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537105
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.1719

Способ определения свойств деформирования

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к определению технологических параметров процессов, и может быть использовано при определении механических свойств листовых материалов. Плоский образец круглой формы нагружают эластичным пуансоном в круглой жесткой матрице в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537341
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.171d

Способ изготовления электрода-проволоки

Изобретение относится к изготовлению пластичного проволочного электрода-инструмента, используемого при электроэрозионной, электрохимической, комбинированной прошивке глубоких отверстий малого диаметра в металлических материалах. Сначала с одного конца проволоки снижают ее диаметр на величину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537345
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.175b

Способ изготовления диффузионной сваркой стоистой тонкостенной конструкции из титановых листовых материалов

Изобретение может быть использовано при изготовлении слоистых тонкостенных титановых конструкций из листового материала, в частности, выпускных окон энергетических установок для вывода пучка электронов. Между технологическими листами размещают пакет, содержащий плоские решетки с мелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537407
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.175c

Способ объемной штамповки на механическом прессе

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при объемной штамповке на механических прессах. Устанавливают величину закрытой высоты пресса менее закрытой высоты штампа. Заготовку, расположенную на нижней половине штампа, деформируют верхней половиной штампа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537408
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.175d

Инструмент и способ калибровки отверстий малого сечения в форсунках

Изобретение относится к калибровке отверстий малого сечения в форсунках. Предложен инструмент в виде токопроводящей проволоки с нанесенными нетокопроводящими износостойкими твердыми узкими поясками, наружный диаметр которых уменьшается по длине проволоки пропорционально толщине наносимого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537409
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.175e

Электрод-инструмент для прошивки отверстий

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при прошивке отверстий преимущественно малого диаметра в металлических заготовках. Электрод-инструмент содержит металлическую рабочую часть с рабочим и технологическим торцами, выполненную с возможностью подачи в зону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537410
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.175f

Способ упрочнения каналов детали

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки внутренних поверхностей каналов детали. Обеспечивают вибрацию с частотой 20-30 Гц корпуса контейнера, содержащего токопроводящие стальные шарики для возвратно-поступательного движения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537411
Дата охранного документа: 10.01.2015
Showing 161-170 of 878 items.
27.04.2014
№216.012.bdff

Статор ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение направлено на увеличение степени использования стоек U-образных магнитопроводов. Статор ветроэлектрогенератора содержит источник магнитного поля, U-образные магнитопроводы, катушки и крепежные элементы, источники возбуждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514379
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.be8c

Ветроэлектроагрегат

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектроагрегат, содержащий поворотное основание, с неподвижной и подвижной частями, башню с противовесом, траверсу, поворотные стойки с магнитопроводами и ветроколесами со втулками и с роторными элементами, направляющий элемент. Неподвижная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514520
Дата охранного документа: 27.04.2014
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
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.c018

Мехатронно-модульный робот

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике. Технический результат - повешенная эффективная ориентация мехатронно-модульного робота в окружающей среде. Мехатронно-модульный робот состоит, как минимум, из двух сопряженных между собой модулей, сопряжение каждого нового модуля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514925
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c16c

Индукторный синхронный генератор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном оборудовании. В предлагаемом синхронном генераторе, содержащем источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515265
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c177

Автотракторный бесконтактный электрогенератор

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым в генераторных установках автотракторной техники. Технический результат, заключающийся в минимальном вмешательстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515276
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c191

Ротор

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор содержит вертикальный вал, башню, основные и дополнительные лопасти. Вертикальный вал снабжен основанием, вертикальными стойками и перемычкой, расположенной между вертикальными стойками. Стойки снабжены горизонтальными валами, вращающимися...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515302
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c19b

Оптический датчик для автомобиля

Изобретение относится к электронно-оптическим устройствам и может быть использовано для установки на транспортном средстве в качестве дополнительного устройства для обнаружения объектов в зоне, недоступной для визуального контроля водителем. Оптический датчик для автомобиля содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515312
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c296

Статор электрической машины

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к генераторам ветроэнергетических установок. Техническим результатом является упрощение технологии, уменьшение стоимости. Статор электрической машины содержит обмотку, активные и пассивные электромагнитные элементы, крепежные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515563
Дата охранного документа: 10.05.2014
+ добавить свой РИД