×
12.04.2023
223.018.49fc

СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА ЖРД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002793876
Дата охранного документа
07.04.2023
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей. Смесительная головка газогенератора ЖРД, содержащая патрубки подвода жидких компонентов топлива, корпус и огневое днище с закрепленными между ними с помощью пайки и гаек двухкомпонентными форсунками, в стенках которых выполнены отверстия для поступления жидких компонентов топлива, при этом по линии малого расхода первого компонента топлива на форсунке выполнены упоры и центральное отверстие, на форсунку установлен поршень с плунжером с кромкой, поршень взаимодействует с центральным отверстием форсунки и контактирует с упорами форсунки, плунжер взаимодействует с наружной поверхностью форсунки и кромкой контактирует с боковыми отверстиями форсунки для протекания первого компонента, по линии расхода второго компонента топлива на форсунке выполнена гильза со ступенчатыми поверхностями и с упорами, на которую установлен подпружиненный плунжер с кромкой, плунжер взаимодействует со ступенчатыми поверхностями гильзы и контактирует с упорами гильзы и кромкой с боковыми отверстиями для протока второго компонента, по дополнительной линии расхода второго компонента в форсунке по периферии в стенке вокруг центрального отверстия форсунки выполнена проточка с упором, в которую до упора установлена гильза, взаимодействующая по наружной поверхности с поверхностью проточки огневого днища, в гильзе выполнены ступенчатые отверстия, в которые установлены подпружиненные плунжеры с головками, имеющими конические поверхности, взаимодействующие со ступенчатыми поверхностями гильзы, и два упора, один из которых взаимодействует с упорами форсунки, в проточку огневого днища герметично установлена втулка с отверстиями, кромки которых контактируют с коническими поверхностями головок плунжеров, и тонкостенным усиком, и торцами, взаимодействующим с торцом огневого днища, торцом с торцом гайки и другим торцом с торцом гильзы. Изобретение обеспечивает глубокое дросселирование по обоим компонентам топлива, сохраняя высокий перепад на форсунке по обеим линиям и обеспечивая высокую полноту сгорания компонентов топлива. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей.

Одной из основных проблем при создании ЖРД с изменяемой тягой является получение высокой экономичности на различных режимах работы двигателя. Регулирование тяги в таких двигателях производится регулированием компонентов топлива через форсунки смесительной головки.

Особую проблему представляет регулирование расходов компонентов топлива в газогенераторе, куда поступают оба компонента в жидком виде.

Известно много конструкций штифтовых форсунок (например, патент США №US 7.703.274.В2 от 27.04.2010 г.), наконечник штифтовой форсунки с активным охлаждением (патент США №US 7.503.511.В2 от 27.04.2009 г.), подвижная смесительная головка для ракетного двигателя (патент США [19] №60/39:74А от 26.04.1971 г.), которые позволяют реализовать дросселирование с высокой экономичностью.

Но основной недостаток этих конструкций - большая сложность, а главное, невозможность их реализации в смесительных головках газогенераторов ЖРД больших тяг, в головках которых выполняется до 100÷150 смесительных элементов.

Известна конструкция смесительной головки камеры ЖРД, работающей по схеме с дожиганием генераторного газа, описанная в патенте RU 2742216 С1 (принятая за прототип), в которой для регулирования расхода жидкого компонента топлива, в полости жидкого компонента между корпусом и огневым днищем на наружной поверхности форсунок 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.

Недостатком данной конструкции является невозможность выполнения глубокого регулирования из-за ограниченного количества регулирующих элементов, и регулирование осуществляется только по одному компоненту топлива.

Поставленная задача решается тем, что в смесительной головке газогенератора ЖРД, содержащей патрубки подвода жидких компонентов топлива, корпус и огневое днище с закрепленными между ними с помощью пайки и гаек двухкомпонентных форсунок, в стенках которых выполнены отверстия для поступления жидких компонентов топлива, согласно изложению:

- по линии малого расхода первого компонента топлива на форсунке выполнены упоры и центральное отверстие, на форсунку установлен поршень с плунжером с кромкой, поршень взаимодействует с центральным отверстием форсунки и контактирует с упорами форсунки, плунжер взаимодействует с наружной поверхностью форсунки и кромкой контактирует с боковыми отверстиями форсунки для протекания первого компонента, по линии расхода второго компонента топлива на форсунке выполнена гильза со ступенчатыми поверхностями и с упорами, на которую установлен подпружиненный плунжер с кромкой, плунжер взаимодействует со ступенчатыми поверхностями гильзы и контактирует с упорами гильзы и кромкой с боковыми отверстиями для протока второго компонента, по дополнительной линии расхода второго компонента в форсунке по периферии в стенке вокруг центрального отверстия форсунки выполнена проточка с упором, в которую до упора установлена гильза, взаимодействующая по наружной поверхности с поверхностью проточки огневого днища, в гильзе выполнены ступенчатые отверстия, в которые установлены подпружиненные плунжера с головками, имеющими конические поверхности, взаимодействующие со ступенчатыми поверхностями гильзы, и два упора, один из которых взаимодействует с упором форсунки, в проточку огневого днища герметично установлена втулка с отверстиями, кромки которых контактируют с коническими поверхностями головок плунжеров, и тонкостенным усиком и торцами, взаимодействующим с торцем огневого днища, торцем с торцем гайки и другим торцем с торцем гильзы;

- в гильзах второго компонента топлива выполнены отверстия между ступенями гильз, сообщающиеся с центральным отверстием форсунки;

- в форсунке со стороны малого расхода первого компонента топлива упор для поршня в центральном отверстии выполнен коническим;

- трущиеся поверхности поршня с плунжером, плунжеры расхода второго компонента топлива и дополнительного расхода второго компонента топлива покрыты износостойким покрытием, например, серебром.

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

На фиг. 1 показано положение регулирующих элементов форсунки газогенератора в исходном положении (на номинальном режиме), где двухкомпонентная форсунка 1 соединена с корпусом 2 пайкой и огневым днищем 3 гайкой 4;

5 - упор по линии расхода первого компонента;

6 - центральное отверстие;

7 - второй упор по линии расхода первого компонента;

8 - поршень;

9 - плунжер с кромкой 10;

11 - наружная поверхность форсунки;

12 - боковые отверстия в форсунке для протока первого компонента;

13 - гильза со ступенчатыми поверхностями 14 форсунки 1;

15 - упор;

16 - подпружиненный плунжер с кромкой 17;

18 - второй упор;

19 - боковые отверстия для протока второго компонента;

20 - стенка форсунки;

21 - центральное отверстие;

22 - проточка;

23 - упор форсунки;

24 - гильза;

25 - проточка огневого днища;

26 - ступенчатые отверстия;

27 - плунжер с головкой 28;

29 - коническая поверхность головки плунжера;

30 - упор гильзы 24;

31 - втулка;

32 - отверстия втулки;

33 - кромка отверстия;

34 - тонкостенный усик с торцем 35;

36 - торец втулки 31;

37 - торец огневого днища;

38 - торец головки плунжера 27;

39 - торец гильзы 24 для головки плунжера 27;

40 - торец гильзы 24 для втулки 31;

41 - отверстия;

42 - отверстия.

На фиг. 2 показано расположение регулирующих элементов форсунки на режиме дросселирования, плунжеры 9, 16 и 27 перемещаются до упоров 7, 18, 33 и перекрывают ряд отверстий 12, 19 кромками 10 и 17 и все отверстия 32 коническими поверхностями 29 головок плунжеров 27.

Смесительная головка газогенератора работает следующим образом.

На номинальном режиме в двухкомпонентной форсунке 1, соединенной с корпусом 2 пайкой и огневым днищем 3 с помощью гайки 4 элементы регулирования находятся в следующем состоянии:

- поршень 8 с плунжером 9 и кромкой 10 находятся во взаимодействии с центральным отверстием 6 и наружной поверхностью форсунки 11. При этом под действием перепада давления первого компонента, действующего на поршень 8, плунжер 9 поджат до упора 5, открывая полный расход первого компонента через боковые отверстия 12;

- под действием перепада второго компонента плунжер 16 с кромкой 17 взаимодействует со ступенчатой поверхностью 14 гильзы 13, выполненной на форсунке 1, поджат до упора 15, открывая отверстия 19 для поступления полного расхода второго компонента;

- в стенке 20 форсунки 1 в проточке 22 с упором 23 находится гильза 24, взаимодействующая наружной поверхностью проточки 25 огневого днища 3 и торцем 30 с упором форсунки 23. В гильзе 24 в ступенчатых отверстиях 26 под действием перепада дополнительного второго компонента находятся поджатые плунжеры 27 торцем 38 к торцу гильзы 39, при этом гильза своим упором 30 находится в контакте с упором 23 форсунки 1;

- в проточке 25 огневого днища 3 находится втулка 31 с отверстиями 32, которая тонкостенным усиком 34 взаимодействует с торцем 37 огневого днища 3, торцем 35 - с торцем гайки 4, торцем 36 - с торцем 40 гильзы 24, при этом обеспечивается полный проток дополнительного второго компонента через отверстия 21;

- лабиринтные уплотнения, выполненные на поршне 8, в плунжере 16 и гильзе 24, уменьшают утечки компонентов топлива в центральные отверстия 6 и 21 форсунки 1.

По команде двигателя на выполнение дросселированного режима регулирующие элементы форсунки под действием пониженного перепада давления устанавливаются в положение, указанное на фиг. 2.

При этом работа регулирующих элементов происходит следующим образом:

- при пониженном перепаде давления плунжеры 9,16 и 27 перемещаются до упоров 7, 18 и 33, перекрывая при этом ряд боковых отверстий 12, 19 и все отверстия 32, что приводит к уменьшению расходов компонентов топлива по обеим линиям, при повышенном перепаде давления (в исходном положении) плунжеры 9, 16 и 27 перемещаются до упоров 5, 15 и 39, открывая при этом все боковые отверстия 12, 19 и все отверстия 32, что приводит к полному расходу компонентов топлива по обеим линиям;

- утечки второго компонента по ступенчатым поверхностям гильз 16 и 27 сбрасываются в отверстие 21 форсунки через отверстия 41 и 42. Утечки по поршню 8 сбрасываются в отверстие 21.

Предложенная конструкция смесительной головки позволяет получить глубокое дросселирование по обоим компонентам топлива, сохраняя высокий перепад на форсунке по обеим линиям и обеспечивая высокую полноту сгорания компонентов топлива.

Использование предложенного технического решения позволяет повысить удельный импульс тяги на режимах дросселирования и обеспечить устойчивую работу смесительной головки газогенератора.


СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА ЖРД
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА ЖРД
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА ЖРД
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 68.
10.04.2016
№216.015.2ba4

Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла

Изобретение относится к управлению вектором тяги жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). ЖРД содержит камеру с охлаждаемой сверхзвуковой частью сопла, неохлаждаемый насадок из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), рулевые агрегаты и раму, наружная поверхность неохлаждаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579294
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e7f

Способ воспламенения компонентов топлива в жидкостном ракетном двигателе и устройство лазерного воспламенения для реализации этого способа

Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) на несамовоспламеняющихся компонентах топлива, например для ЖРД с многократным включением в полете. В способе воспламенения компонентов топлива в жидкостном ракетном двигателе, основанном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580232
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.05.2016
№216.015.3cfb

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела в широком диапазоне давлений, в том числе и в условиях низких температур. Клапан содержит корпус с входным и выходным каналами и проточкой. В корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583479
Дата охранного документа: 10.05.2016
20.05.2016
№216.015.3ffb

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела в широком диапазоне давлений, в том числе и в условиях низких температур. Клапан содержит корпус с входным, выходным патрубками и седло, большой затвор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584044
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.08.2016
№216.015.4e2e

Жидкостный ракетный двигатель с выдвижным соплом

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно к устройству жидкостного ракетного двигателя с выдвижным соплом. В жидкостном ракетном двигателе исполнительный механизм выполнен в виде двух соосных, с неподвижным соплом и между собой одной неподвижной и другой, выполненной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595006
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.6712

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела в широком диапазоне давлений. Клапан содержит корпус с входным, выходным патрубками и основное седло, затвор со штоком, привод. В выходной полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591375
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.885a

Электроракетный двигатель (варианты)

Изобретение относится к области электроракетных двигателей (ЭРД). В ЭРД, содержащем разрядную камеру с соплом-анодом, трубопровод подачи рабочего тела, катод, обмотку электромагнитов, согласно изобретению на всей внутренней поверхности разрядной камеры в качестве зашиты от воздействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602468
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.a6ff

Способ изготовления элементов и сборки ионно-оптической системы (варианты), ионно-оптическая система

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к ионным системам, и может быть использовано в области ракетно-космической техники, при разработке, изготовлении и сборке ионно-оптической системы (ИОС) ионных двигателей (ИД). Технический результат - упрощение обеспечения соосности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608188
Дата охранного документа: 17.01.2017
25.08.2017
№217.015.a97c

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетной технике, в которой создание жидкостных ракетных двигателей с донной тепловой защитой, предназначенной для уменьшения теплового и газодинамического воздействия продуктов сгорания работающих двигателей, является актуальной задачей. Многокамерный жидкостный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611707
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ad10

Жидкостный ракетный двигатель с выдвижным соплом

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к устройству жидкостного ракетного двигателя с выдвижным многосекционным соплом. Жидкостный ракетный двигатель с выдвижным соплом, содержащий камеру с соплом из двух частей, одна из которых, смонтированная неподвижно с камерой сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612691
Дата охранного документа: 13.03.2017
Показаны записи 1-10 из 81.
20.06.2013
№216.012.4d30

Силовой блок двигательной установки ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в силовых блоках ракет-носителей (РН) для управления вектором тяги. Силовой блок РН с управляемым вектором тяги содержит хвостовой отсек для установки маршевого жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и силовое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485342
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5142

Шаровой клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя. Шаровой клапан содержит корпус с переходниками входа, выхода и дренажа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486395
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dc5

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела. Клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, элемент с втулкой на ребрах и седлом, установленный в корпус, подпружиненный затвор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489626
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.612c

Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием генераторного газа

Изобретение относится к ракетной технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем неподвижные опорную раму, газогенератор, работающий с избытком одного из компонентов, и турбонасосный агрегат с корпусом турбины и насосами, и с возможностью качания камеры сгорания с цапфами в районе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490508
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.11.2013
№216.012.7efe

Теплообменный аппарат

Изобретение относится к энергетике. Теплообменный аппарат содержит теплообменник с корпусом и цилиндрической оболочкой, образующими каналы, входной и выходной коллекторы, дополнительный теплообменник, расположенный последовательно с первым, содержащий входной и выходной коллекторы. Кроме того,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498183
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.03.2014
№216.012.aca3

Устройство для химического зажигания компонентов топлива в жрд

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям и может быть использовано для установки на входе в смесительную головку агрегата ЖРД для химического зажигания компонентов топлива. Устройство для химического зажигания компонентов топлива в ЖРД содержит тубус, выполненный цилиндрическим, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509910
Дата охранного документа: 20.03.2014
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
27.07.2014
№216.012.e545

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при изготовлении ракетных установок с четырехкамерным жидкостным ракетным двигателем. Жидкостный ракетный двигатель, включающий четыре камеры, закрепленные на раме, прикрепленный к раме турбонасосный агрегат, имеющий турбину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524483
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.08.2014
№216.012.eefb

Способ установки геометрической оси камеры жрд и компенсирующее замыкающее устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в газогидравлических магистралях жидкостных ракетных двигателей. В способе установки геометрической оси камер жидкостного ракетного двигателя в номинальном положении, основанном на исключении влияния технологических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526998
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.11.2014
№216.013.0420

Способ форсирования по тяге жидкостного ракетного двигателя и жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, ориентированного на космические транспортные системы. Способ форсирования тяги ЖРД, основанный на изменении энергетических параметров функционирования, согласно изобретению форсирование осуществляют путем подачи части газа из газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532454
Дата охранного документа: 10.11.2014
+ добавить свой РИД