СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F02K9/52 

Описание патента на изобретение RU2649173C1

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к жидкостному ракетному двигателю (ЖРД), работающему на двухкомпонентном топливе.

Известна конструкция смесительной головки камеры ЖРД, содержащая корпус, огневое днище и смесительные элементы, расположенные по концентрическим окружностям (патент РФ №2127820 от 13.08.1997 г.).

Известна конструкция смесительной головки камеры сгорания ЖРД (патент РФ №2170841 С1 от 15.11.1999 г.), принятая за прототип. В данной конструкции смесительные элементы выполнены в виде концентрических колец.

Недостатком данной конструкции является:

- сложность изготовления (около 160 сборочных единиц и деталей);

- высокая трудоемкость и оснащаемость;

- выполнение пайки и сварки;

- проведение большого количества испытаний;

- увеличенное сопротивление из-за больших гидравлических потерь на входе и выходе по проточной части головки.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки прототипа за счет применения технологии лазерного спекания гранул, которая позволяет изготовить цельную конструкцию смесительной головки.

Поставленная техническая задача решается с помощью смесительной головки камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержащей подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, согласно изобретению корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива.

Такое исполнение конструкции позволяет уйти от сложных и трудоемких операций, существенно снижает сроки изготовления и повышает надежность работы смесительной головки камеры ЖРД. Кроме того, с постоянной площадью (из-за исключения входных и выходных потерь) позволяет понизить гидравлическое сопротивление на головке и повысить ее эффективность.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1, 2, 3, 4.

На фиг. 1 показана смесительная головка камеры, выполненная методом послойного порошкового лазерного спекания гранул. Смесительная головка включает в себя внутреннюю корпус 1, смесительные элементы 2, отверстия для подачи генераторного газа 3 в кольцевую полость 4, каналы для подачи жидкого компонента 5 в кольцевую полость 6, отверстие 7 для установки запального устройства. Вся конструкция представляет собой единую твердотельную деталь без пайки и сварки.

На фиг. 2 показан вид со стороны смесительных элементов 2. На виде представлена конструкция расположения отверстий подвода генераторного газа 3 относительно каналов подачи жидкого компонента 5.

На фиг. 3 представлен вид, на котором показана форма подводных каналов жидкого компонента 5.

На фиг.4 показан фрагмент смесительного элемента 2 с расположенными в нем наклонными отверстиями 8, через которые из полости 6 жидкий компонент попадает в полость 4 генераторного газа.

Смесительная головка работает следующим образом.

Генераторный газ после турбины поступает в газовод (не показан) и через отверстия 3 в корпусе 1 подается в кольцевые полости 4.

Жидкий компонент поступает в смесительную головку из входного коллектора (не показан) и через подводные каналы 5, соединенные со смесительными элементами 2 поступает в кольцевую полость 6. После этого жидкий компонент через наклонные отверстия 8 поступает на выходе в кольцевую полость 4 генераторного газа, где происходит их смешение и воспламенение от запального устройства (не показан), установленного в отверстие 7.

Таким образом, изготовление смесительной головки методом послойного порошкового лазерного спекания гранул позволяет снизить трудоемкость и оснащаемость, исключить операции пайки, сварки и фрезеровки, а также существенно снизить гидравлическое сопротивление и сроки изготовления и повысить надежность работы смесительной головки камеры ЖРД.

Похожие патенты RU2649173C1

название год авторы номер документа
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД 2021
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2760603C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД 2022
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2787433C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД 2022
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2791357C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД 2021
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2760602C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖРД, РАБОТАЮЩЕГО ПО СХЕМЕ С ДОЖИГАНИЕМ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА 2020
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Гончарик Николай Иванович
  • Хрисанфов Сергей Петрович
RU2742216C1
КАМЕРА СГОРАНИЯ ЖРД С ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫМ ЗАЖИГАНИЕМ 2016
  • Хрисанфов Сергей Петрович
  • Космачева Валентина Петровна
  • Кафарена Павел Викторович
RU2638418C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА 2018
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2680282C1
Двухзонный газогенератор с лазерным зажиганием компонентов топлива 2016
  • Чванов Владимир Константинович
  • Левочкин Петр Сергеевич
  • Белов Евгений Алексеевич
  • Семенов Вадим Ильич
  • Ромасенко Евгений Николаевич
  • Иванов Николай Геннадьевич
  • Дубовик Дина Ивановна
RU2672986C2
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖРД, РАБОТАЮЩЕГО ПО СХЕМЕ С ДОЖИГАНИЕМ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА 2020
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Гончарик Николай Иванович
  • Хрисанфов Сергей Петрович
RU2744223C1
КАМЕРА СГОРАНИЯ ЖРД С ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫМ ЗАЖИГАНИЕМ 2014
  • Кафарена Павел Викторович
  • Рубинский Виталий Романович
  • Федоров Сергей Анатольевич
  • Хрисанфов Сергей Петрович
RU2553583C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 649 173 C1

Реферат патента 2018 года СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к жидкостному ракетному двигателю, работающему на двухкомпонентном топливе. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержит подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, при этом корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости и оснащаемости, исключение операции пайки сварки и фрезеровки и повышение надежности смесительной головки. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 649 173 C1

Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, содержащая подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, отличающаяся тем, что корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2649173C1

СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1999
  • Соколов Б.А.
  • Весноватов А.Г.
RU2170841C1
УСТРОЙСТВО для ЗАЩИТЫ и ВСКРЫТИЯ ВАКУУМИРОВАННОГО ДАТЧИКА ПРИБОРА 0
  • О. Е. Лебедев, Г. Н. Левина, В. Лепехина, М. Л. Либман,
  • Г. М. Мартынкевич Л. Н. Озеров
  • Г. М. Мартынкевич Л. Н. Озеров
SU175398A1
ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАССОСМЕСИТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ 0
SU256011A1
US 4650416 A, 17.03.1987
DE 3424225 A1, 23.01.1986.

RU 2 649 173 C1

Авторы

Братухин Николай Александрович

Кафарена Павел Викторович

Космачева Валентина Петровна

Хрисанфов Сергей Петрович

Даты

2018-03-30Публикация

2017-05-11Подача