УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ЖРД Российский патент 1999 года по МПК F02K9/56 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании устройств для регулирования режима работы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок.

В настоящее время для регулирования режима работы ЖРД применяются устройства, содержащие корпус, в который установлен поршень с чекой в виде штока, штуцер для пиропатрона. При размещении штока устройства в проточной полости клапана ЖРД и перемещении его после срабатывания пиропатрона гидросопротивление клапана уменьшается, что позволяет изменять режим работы ЖРД при переводе его с режима предварительной ступени на режим главной ступени (Эдельман А.И. Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1970, стр. 79-83; Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. М.: Машиностроение, 1968, стр. 238). Кроме того, на некоторые изделия с целью уменьшения импульса последействия предъявляются требования обеспечения режима конечной ступени (≈ 60% номинала) дросселированием тяги основного блока. Для реализации этих требований расход компонента "Г" в камеру сгорания должен быть задросселирован. Недостатком вышеперечисленных устройств является невозможность перевода ЖРД на режим конечной ступени (≈ 60% номинального режима) путем повышения сопротивления клапана за счет, например, возвращения штока в проточную полость клапана.

Известно устройство (Эдельман А.И. Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1970, стр. 80, рис. 2.21 - прототип), содержащее корпус топливного клапана, перпендикулярно расположенный относительно его продольной оси корпус пирочеки с гнездом под пиропатрон, в который установлена чека в виде штока с поршнем. При срабатывании пирочеки поршень перемещается вместе со штоком, снижая гидросопротивление клапана, выполняющего роль дросселя, что позволяет перевести ЖРД с режима предварительной ступени на режим главной ступени.

Недостатком устройства является то, что при работе ЖРД на главной ступени невозможно повысить гидросопротивление дросселя и тем самым перевести ЖРД с режима главной ступени на режим конечной ступени.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанного недостатка, обеспечение перевода ЖРД на режим конечной ступени.

Поставленная задача решается тем, что на одной оси со штоком предварительной ступени противоположно ему к корпусу прикреплен цилиндр с бобышкой, в полость которого установлен штока конечной ступени с поршнем, в бобышку цилиндра установлена пирочека, фиксирующая запорный шток конечной ступени в начальном положении, а подпоршневая полость штока конечной ступени сообщена управляющей трубкой с магистралью давления.

Устройство для регулирования режима работы ЖРД представлено на чертежах, при этом на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция дросселя, где:
1 - туpбонасосный агрегат (ТНА);
2 - магистраль горючего;
3 - дроссель;
4 - отсечнoй клапан;
5 - дроссельное устройство;
6 - камера сгорания;
7 - корпус с дроссельным сечением;
8 - запорный шток предварительной ступени;
9 - поршень;
10 - цилиндр;
11 - соединительная гайка;
12 - пиропатрон;
13 - заглушка;
14 - цилиндр с бобышкой;
15 - штока конечной ступени;
16 - пирочека.

Устройство состоит из ТНА 1, магистрали горючего 2, дросселя 3, отсечного клапана 4, дроссельного устройства 5, камеры сгорания 6.

В дроссельное сечение корпуса 7 установлен запорный шток предварительной ступени 8, взаимодействующий с поршнем 9, расположенным в цилиндре 10, который крепится к корпусу резьбосварным соединением. В бобышку цилиндра установлен пиропатрон 12. Противоположно запорному штоку 8 установлен шток конечной ступени с поршнем 15, расположенным в цилиндре с бобышкой 14. Шток с поршнем удерживается в начальном положении пирочекой 16 от сил управляющего давления горючего, действующего на поршень штока 15.

При подаче команды на перевод ЖРД с режима предварительной ступени на режим главной ступени срабатывает пиропатрон и шток предварительной ступени под воздействием пороховых газов, действующих на поршень, "мгновенно" выдерживается, раскрывая проходное сечение дроссельного устройства, что обеспечивает надежную работу дроссельного устройства даже при больших перепадах (≥ 150 кгс/см²) на нем.

При подаче команды на перевод двигателя с режима главной ступени на режим конечной ступени подается команда на пирочеку 16. После ее срабатывания шток пирочеки освобождает шток конечной ступени и он под действием усилия от давления компонента от ТНА, действующего на поршень, перемещается, перекрывая проходное сочетание дроссельного устройства. Перемещение штока конечной ступени управляющим давлением компонента от ТНА обеспечивает надежную работу дроссельного устройства, так как перепад в проточной полости дросселя при работе на режиме главной ступени составляет не более 40 кгс/см². Расход горючего в камеру сгорания уменьшается, что приводит к уменьшению тяги основного блока. При выключении двигателя, задросселированного по тяге, импульс последействия уменьшается.

Применение предложенного устройства для регулирования режимов работы ЖРД позволяет уменьшать тягу основного блока при переводе на конечную ступень и при выключении его снижает импульс последействия.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании устройств для регулирования режима работы жидкостных ракетных двигателей и других энергетических установок. Устройство для регулирования режима работы ЖРД включает в себя магистраль горючего, дроссель, отсечной клапан, корпус с дроссельным сечением, расположенным в дроссельном сечении перпендикулярно его продольной оси запорным штоком предварительной ступени с поршнем, размещенным в полости прикрепленного к корпусу цилиндра, пиропатрон, соединительную гайку. Противоположно запорному штоку установлен шток конечной ступени с поршнем, расположенным в цилиндре с бобышкой. Шток с поршнем удерживается в начальном положении пирочекой от сил управляющего давления горючего, действующего на поршень штока. Применение предложенного устройства для регулирования режима работы ЖРД позволяет уменьшить тягу основного блока при переводе на конечную ступень и при выключении его снижать импульс последствия. 2 ил.

Устройство для регулирования режима работы жидкостного ракетного двигателя, содержащее магистраль высокого давления с дросселем, отсечным клапаном, корпус с патрубками входа и выхода и дроссельным сечением, расположенным в дроссельном сечении перпендикулярно его продольной оси запорным штоком предварительной ступени с поршнем, помещенным в полость прикрепленного к корпусу цилиндра, пиропатрон и соединительную гайку, отличающееся тем, что на одной оси с запорным штоком предварительной ступени противоположно ему к корпусу прикреплен цилиндр с бобышкой, в полость которого установлен шток конечной ступени с поршнем, в бобышку цилиндра установлена пирочека, фиксирующая запорный шток конечной ступени в начальном положении, а надпоршневая полость штока конечной ступени сообщена управляющей трубкой с магистралью высокого давления.