СПОСОБ РАБОТЫ ДЕТОНАЦИОННОГО ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ МНОГОКРАТНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК F02K7/00 

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к способам работы детонационных ракетных двигателей.

Известен способ работы детонационного ракетного двигателя заключающийся в том, что что твердое горючее и твердый окислитель размещают в отдельных газогенераторах, осуществляют нагрев и газификацию твердого горючего и твердого окислителя при помощи соответствующих дополнительных зарядов твердого топлива с низкой скоростью горения. Затем при помощи соответствующих коллекторных устройств подают горючее и окислитель в газообразном состоянии в кольцевую камеру сгорания и смешивают их с образованием ракетного топлива, которое воспламеняют и сжигают с образованием по меньшей мере одной детонационной волны, а продукты сгорания удаляют. При этом время заполнения кольцевой камеры сгорания ракетным топливом принимают меньшим, чем время задержки самовоспламенения образованного ракетного топлива, и определяют из заданного соотношения, (см., например, патент РФ № 2742319, МПК F02K от 17.07.2020).

Известен также способ формирования и сжигания топливной смеси в камере детонационного горения ракетного двигателя включает подачу окислителя и топлива с распылением их в камере детонационного горения с образованием детонационных волн, перемещающихся навстречу движущимся потокам окислителя, топлива, и выброс продуктов сгорания. Поступающие под давлением топливо и окислитель распыляют таким образом, что в каждом рабочем цикле, преимущественно, в конце детонационной камеры формируется динамический «поршень», путем химического взаимодействия факелов распыления, движущийся к передней стенке камеры, который и обеспечивает повышение температуры и давления рабочего цикла до сверхвысоких значений, (см., например, патент РФ № 2710740, МПК F02K от 10.12.2018).

Известен жидкостный ракетный двигатель многократного включения, в составе которого содержатся источник электропитания, баки с жидкими горючим и окислителем, системы подачи жидких горючего и окислителя с насосами, ресивер окислителя с электронагревателем, теплообменник-газификатор окислителя, ресивер горючего с компрессором и камеру двигателя, в качестве источника электропитания используют электрохимическую аккумуляторную батарею с зарядно-разрядным устройством и электрохимический генератор на базе батареи топливных элементов, работающих на основных компонентах топлива, причем входы горючего и окислителя в электрохимический генератор соединены соответственно с ресиверами горючего и окислителя через регуляторы давления и расхода, а электрохимическая аккумуляторная батарея через зарядно-разрядное устройство соединена с электрическим выходом электрохимического генератора, (см., например, патент РФ № 2364742, МПК F02K от 17.04.2008), выбранный в качестве прототипа.

Общим существенным недостатком известных технических решений является сложная конструкция.

Технический результат изобретения заключается в создании способа работы детонационного ракетного двигателя многократного включения, характеристики которого обеспечивают повышение скорости отброса масс.

Технический результат достигается за счет применения способа работы детонационного жидкостного ракетного двигателя многократного включения, заключается в том, что для запуска жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) используется:

Энергия газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, с возможностью кратковременной подачи газов для постановки деталей в положение готовности и перекрытию канала механизма газораспределения окислителя. При этом происходит вытеснение газов из камеры высокого давления и камеры пониженного давления. При достижении деталей в положение готовности осуществляется продувка двигателя со сбросом газов в окружающую среду. При этом происходит открытие канала механизма газораспределения окислителя. При нахождении деталей в положение готовности энергия газов используется для продувки двигателя со сбросом газов в окружающую среду. При этом открыт канал механизма газораспределения окислителя.

Горючее под давлением, находящегося в жидком агрегатном состоянии, с возможностью поступления из резервуара с горючим в механизм подачи топлива. При этом давление в резервуаре с горючим поддерживается давлением газов находящихся в камере повышения давления горючего.

Окислитель под давлением, находящегося в жидком агрегатном состоянии, с возможностью поступления из резервуара с окислителем в теплообменник-газификатор окислителя, с последующим переходом окислителя из жидкого агрегатного состояния в газообразное. При этом давление в резервуаре с окислителем поддерживается давлением газов находящихся в камере повышения давления окислителя. При этом энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, используется для:

- повышения давления в механизме подачи топлива,

- разгона деталей в сторону второго сопла, при этом происходит вытеснения газов из камеры высокого давления, образование области пониженного давления в камере низкого давления с возможностью увеличения скорости истечения горючего, в область пониженного давления, с нарушением сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления,

- выравнивания давления в камере высокого давления и автоматического прекращения подачи окислителя механизмом газораспределения окислителя, при этом осуществляется первоначальная подача горючего в камеру высокого давления, воспламенение обедненной смеси горючего и окислителя и повышение давления в камере высокого давления,

- открытия камеры пониженного давления. При этом осуществляется подача окислителя и продуктов горения обедненной смеси, из камеры высокого давления в камеру низкого давления, с последующей детонации парогазовой смеси. Повышение давления в камере высокого давления, в камере пониженного давления, в механизме подачи топлива, в каналах механизма газораспределения окислителя. При этом происходит кратковременная подача газов в камеру повышения давления окислителя и запирание продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя.

Для работы ЖРД используется:

- давление газов образованных при детонации парогазовой смеси. При этом газы, перемещаясь по первому и второму соплу, расширяются, температура и давление их падает, а скорость отброса масс возрастает. При этом внутренняя энергия газов преобразуется в кинетическую энергию направленного движения,

- окислитель для охлаждения двигателя,

- давление газов на закритическом участке первого сопла и давление продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя используется для осуществления постановки деталей в положение готовности.

При этом газы из камеры высокого давления и камеры пониженного давления, через первое и второе сопла, вытесняются в окружающую среду.

При этом происходит кратковременная подача газов в камеру повышения давления горючего.

При этом происходит закрытие камеры 10 низкого давления и повышение давления в камере низкого давления с возможностью истечения газов из этой камеры. При этом происходит снижение скорости движения деталей. Увеличение скорости истечения газов, через докритический участок первого сопла из камеры низкого давления, приводит к понижению давления в докритическом участке первого сопла и возможности осуществления подачи горючего.

При этом происходит сброс давления в камере высокого давления. При этом автоматически возобновляется подача окислителя.

- энергия газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, для повышения и поддержания определенного давления окислителя,

- энергия газов, находящихся в камере повышения давления горючего, для повышения и поддержания определенного давления горючего,

- энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, для продолжения работы ЖРД.

работа двигателя будет осуществляться до момента прекращения подачи окислителя и или горючего.

Для возобновления работы двигателя осуществляется кратковременная подача газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, энергия которых используется для постановки деталей в положение готовности. С последующей подачей горючего и подачей окислителя для запуска и работы ЖРД.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемые решения от прототипов, не известны и явным образом из уровня техники не следует.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает «новизной» и «изобретательским уровнем».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 схематично показана общая компоновка устройства установленного в изделии;

на фиг. 2 схематично показано устройство перед кратковременной подачей газов для запуска двигателя;

на фиг. 3 схематично показано устройство в момент кратковременной подачи газов для постановки деталей в положение готовности;

на фиг. 4 схематично показано устройство в момент подачи горючего;

на фиг. 5 схематично показано устройство в момент подачи окислителя в теплообменник-газификатор;

на фиг. 6 схематично показано устройство в момент подачи окислителя в камеру высокого давления;

на фиг. 7 схематично показано устройство в момент закрытия камеры высокого давления;

на фиг. 8 схематично показано устройство в момент начала автоматического прекращения подачи окислителя;

на фиг. 9 схематично показано устройство в момент автоматического прекращения подачи окислителя;

на фиг. 10 схематично показано устройство в момент минимального давления в камере низкого давления;

на фиг. 11 схематично показано устройство в момент детонации;

на фиг. 12 схематично показано устройство в момент начала закрытия камеры низкого давления;

на фиг. 13 схематично показано устройство в момент вытеснения газов из камер высокого и низкого давления;

на фиг. 14 схематично показано устройство в момент остановки золотника затвора;

на фиг. 15 схематично показано устройство в момент вытеснения газов из камеры высокого давления;

на фиг. 16 схематично показано устройство в момент начала понижения давления в камере низкого давления.

Устройство производства выстрела из автоматического безгильзового оружия состоит из следующих элементов:

- двигатель 1,

- резервуар 2 с горючим,

- камера 3 повышения давления горючего,

- резервуар 4 с окислителем,

- камера 5 повышения давления окислителя,

- затвор 6,

- золотник 7 затвора 6,

- форсунка 8,

- камера 9 высокого давления,

- камера 10 низкого давления,

- канал 11 подачи горючего,

- канал 12 подачи давления в камеру 3,

- канал 13 подачи давления в камеру 5,

- канал 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор окислителя,

- полезная нагрузка 15,

- электроклапан 16 подачи окислителя,

- электроклапан 17 подачи горючего,

- электроклапан 18 канала 13,

- клапан 19 канала 12,

- золотник 20 механизма газораспределения окислителя,

- камера 21 золотника 20,

- пружина 22 золотника 20,

- канал 23 подачи давления к камере 21,

- канал 24 механизма газораспределения окислителя,

- теплообменник-газификатор 25 окислителя,

- канал 26 механизма подачи топлива,

- диафрагма 27,

- клапан 28 механизма подачи топлива,

- камера 29 механизма подачи топлива,

- второе сопло 30,

- докритический участок 31 сопла 30,

- критическое сечение 32 сопла 30,

- закритический участок 33 сопла 30,

- первое сопло 34,

- докритический участок 35 сопла 34,

- критическое сечение 36 сопла 34,

- закритический участок 37 сопла 34,

- каналы 38 закритический участок 37 сопла 34

- каналы 39 золотника 7,

- каналы 40 затвора 6,

- поршень 41 затвора 6,

- поршень 42 канала 23,

- окно 43 канала 23,

- окно 44 канала 12.

Детонационный жидкостный ракетный двигатель многократного включения (двигатель 1) (см. фиг. 1), размещенный в резервуаре 2 с горючим, который находится в камере 3 повышения давления горючего. Двигатель 1 имеет канал 11 подачи горючего и канал 12 подачи давления в камеру 3. Через резервуар 2 с горючим, который находится в камере 3 повышения давления горючего, проходит канал 13 подачи давления в камеру 5 соединяющий двигатель 1 и камеру 5 повышения давления окислителя. Через резервуар 2 с горючим, который находится в камере 3 повышения давления горючего, проходит канал 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор окислителя соединяющий резервуар 4 с окислителем, который находится в камере 5 повышения давления окислителя, с теплообменником-газификатором 25 окислителя. На камере 5 повышения давления окислителя закреплена полезная нагрузка 15.

В двигателе 1 (см. фиг. 2) выполнены:

- канал 11 подачи горючего с электроклапаном 17 подачи горючего,

- канал 12 подачи давления в камеру 3 с клапаном 19 канала 12,

- канал 13 подачи давления в камеру 5 с электроклапаном 18 канала 13,

- канал 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор 25 окислителя, с электроклапаном 16 подачи окислителя.

Теплообменник-газификатор 25 окислителя сообщен с каналом 14 подачи окислителя и каналом 24 механизма газораспределения окислителя. Второе сопло 30 имеет общую поверхность с теплообменником-газификатором 25 окислителя.

Второе сопло 30 состоит из докритического участка 31 сопла 30, с возможностью перемещения первого сопла 34 в докритическом участке 31 сопла 30, критического сечения 32 сопла 30 и закритического участка 33 сопла 30,

Затвора 6 совмещенного с первым соплом 34 и поршнем 41 затвора 6.

Золотник 7 затвора 6 с возможностью движения по затвору 6,

Камера 9 высокого давления соединенная с докритическим участком 31 сопла 30 и камерой 10 низкого давления. В камере 10 низкого давления установлена форсунка 8 имеющая выход с камерой 29 механизма подачи топлива. В камере 29 механизма подачи топлива (см. фиг. 2 и фиг. 4) выполнена диафрагма 27 и клапан 28 механизма подачи топлива с возможностью перекрытия канала 11 подачи горючего.

Канал 24 механизма газораспределения окислителя соединяет теплообменник-газификатор 25 окислителя с камерой 9 высокого давления и проходит через камеру 21 золотника 20.

Канал 26 механизма подачи топлива соединяет камеру 9 высокого давления с камерой 29 механизма подачи топлива. Диафрагма 27 расположенная в камере 29 механизма подачи топлива изолирует горючее от окислителя.

Механизм газораспределения (см. фиг. 3 и фиг. 5 и фиг. 12) состоит из:

- камеры 21 золотника 20, золотника 20 механизма газораспределения окислителя и пружины 22 золотника 20,

- канала 23 подачи давления к камере 21 с поршнем 42 канала 23 с возможностью перекрытия окна 43 канала 23. Канал 23 подачи давления к камере 21 имеет выход между камерой 9 высокого давления и докритическим участком 31 сопла 30,

- канала 13 подачи давления в камеру 5 имеет, с электроклапаном 18 канала 13, выход между камерой 9 высокого давления и докритическим участком 31 сопла 30,

- канала 12 подачи давления в камеру 3 имеет, с клапаном 19 канала 12, выход в камеру 9 высокого давления через окно 44 канала 12,

- затвора 6, в котором выполнены каналы 40 затвора 6, с поршнем 41 затвора 6 и первого сопла 34,

- золотника 7 затвора 6, в котором выполнены каналы 39 золотника 7,

- первого сопла 34 с докритическим участком 35 сопла 34, критического сечения 36 сопла 34, закритического участка 37 сопла 34 и каналов 38 закритический участок 37 сопла 34,

- камеры 9 высокого давления,

- камеры 10 низкого давления.

Способ работы детонационного жидкостного ракетного двигателя многократного включения реализуется следующим образом, для запуска ЖРД используется:

- энергия газов (см. фиг. 1), находящихся в камере 5 повышения давления окислителя, с возможностью кратковременной подачи газов, открытием канала 13 подачи давления в камеру 5 (см. фиг. 3) электроклапаном 18 канала 13. В камере 9 высокого давления, между докритическим участком 31 сопла 30 и золотником 7 затвора 6, в канале 23 подачи давления к камере 21 и в камере 21 золотника 20, возрастает давление. Под воздействием давления газов золотник 7 затвора 6 входит в зацепление с поршнем 41 затвора 6 и начинают движение в сторону камеры 10 низкого давления. Каналы 39 золотника 7 и каналы 40 затвора 6 совмещены. Давление газов так же воздействует на золотник 20 механизма газораспределения окислителя. Золотник 20 механизма газораспределения окислителя начинает движение в камере 21 золотника 20, сжимая пружину 22 золотника 20. Дальнейшее движение золотника 20 механизма газораспределения окислителя приводит к перекрытию канала 24 механизма газораспределения окислителя. При движении (см. фиг. 4) золотника 7 затвора и поршня 41 затвора 6, в сторону камеры 10 низкого давления, происходит вытеснение газов из камеры 9 высокого давления, через совмещенные каналы 39 золотника 7 и каналы 40 затвора 6, в докритический участок 35 сопла 34. Из камеры 10 низкого давления вытеснение газов происходит в докритический участок 35 сопла 34 через зазор между стенками форсунки 8 и стенками докритического участка 35 сопла 34.

При достижении деталей в положение готовности (см. фиг. 5) осуществляется продувка двигателя со сбросом газов в окружающую среду. Газы из камеры 9 высокого давления, через каналы 38 закритического участка 37 сопла 34, попадают докритический участок 31 сопла 30. Через критическое сечение 32 сопла 30 и закритический участок 33 сопла 30 в окружающую среду. В результате падения давления (см. фиг. 6), под действием пружины 22 золотника 20, золотник 20 механизма газораспределения окислителя открывает канал 24 механизма газораспределения окислителя.

А при нахождении деталей в положение готовности (см. фиг. 6) энергия газов используется для продувки двигателя со сбросом газов из камеры 9 высокого давления, через каналы 38 закритического участка 37 сопла 34, попадают докритический участок 31 сопла 30. Через критическое сечение 32 сопла 30 и закритический участок 33 сопла 30 в окружающую среду. При этом открыт канал 24 механизма газораспределения окислителя:

- горючее под давлением, находящееся в жидком агрегатном состоянии, поступает (см. фиг. 1) из резервуара 2 с горючим по каналу 11 подачи горючего (см. фиг. 4) через открытый электроклапан 17 подачи горючего и открытый клапан 28 механизма подачи топлива в камеру 29 механизма подачи топлива. По каналам (нумерация не присвоена) форсунки 8 в докритический участок 35 сопла 34. При этом (см. фиг. 1) давление в резервуаре 2 с горючим поддерживается давлением газов находящихся в камере 3 повышения давления горючего.

- окислитель под давлением, находящийся в жидком агрегатном состоянии, поступает (см. фиг. 1) из резервуара 4 с окислителем по каналу 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор окислителя (см. фиг. 5) через открытый электроклапан 16 подачи окислителя в теплообменник-газификатор 25 окислителя. В теплообменнике-газификаторе 25 окислителя окислитель из жидкого агрегатного состояния переходит в газообразное в результате нагрева окислителя. При этом (см. фиг. 1) давление в резервуаре 4 с окислителем поддерживается давлением газов находящихся в камере 5 повышения давления окислителя. При этом энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, используется для:

- повышения давления в механизме подачи топлива, Реализована следующим образом. Из теплообменника-газификатора 25 окислителя (см. фиг. 6) окислитель по каналу 24 механизма газораспределения окислителя через камеру 21 золотника 20 подается в камеру 9 высокого давления и по каналу 26 механизма подачи топлива к диафрагме 27. Диафрагма 27 (см. фиг. 7) под воздействием давления вытесняет горючее из камеры 29 механизма подачи топлива. При этом происходит закрытие канала 11 подачи горючего клапаном 28 механизма подачи топлива. Горючее по каналам (нумерация не присвоена) форсунки 8 поступает в докритический участок 35 сопла 34,

- разгона деталей в сторону второго сопла, при этом происходит вытеснения газов из камеры высокого давления, образование области пониженного давления в камере низкого давления с возможностью увеличения скорости истечения горючего, в область пониженного давления, с нарушением сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления. Это реализовано следующим образом.

Окислитель (см. фиг. 6) по каналу 24 механизма газораспределения окислителя через камеру 21 золотника 20 и золотник 20 механизма газораспределения окислителя подается в камеру 9 высокого давления. При этом возрастает давление в камере 9 высокого давления. Золотник 7 затвора 6, под воздействием давления окислителя, перемещается в сторону докритического участка 31 сопла 30. Входит в зацепление с первым соплом 34. При этом газы (см. фиг. 7) из камеры 9 высокого давления вытесняются золотником 7 затвора 6 через каналы 38 закритического участка 37 сопла 34 в докритический участок 31 сопла 30. Поршень 41 затвора 6 (см. фиг. 9) перемещается в камере 10 низкого давления в сторону камеры 9 высокого давления. При этом происходит образование области пониженного давления в камере 10 низкого давления. При этом увеличивается скорости истечения горючего через зазор между докритическим участком 35 сопла 34 и форсункой 8 и из каналов форсунки 8 в область пониженного давления в камере 10 низкого давления, с нарушением сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления,

- выравнивания давления в камере высокого давления и автоматического прекращения подачи окислителя механизмом газораспределения окислителя, при этом осуществляется первоначальная подача горючего в камеру высокого давления, воспламенение обедненной смеси горючего и окислителя и повышение давления в камере высокого давления. Это реализовано следующим образом.

Золотник 7 затвора 6 (см. фиг. 7) и первое сопло 34, под воздействием давления окислителя, перемещается в сторону докритического участка 31 сопла 30. При этом происходит перекрытие каналов 38 закритического участка 37 сопла 34. В камере 9 высокого давления, между докритическим участком 31 сопла 30 и золотником 7 затвора 6, возрастает давление в результате уменьшения замкнутого объема. В результате повышения давления (см. фиг. 8) в камере 9 высокого давления возрастает давление в канале 23 подачи давления к камере 21 и в камере 21 золотника 20. Под воздействием давления золотник 20 механизма газораспределения окислителя начинает движение в камере 21 золотника 20 и сжимает пружину 22 золотника 20. Дальнейшее перемещение золотника 7 затвора 6 (см. фиг. 9) открывает окно 43 канала 23. Поршень 42 канала 23, под воздействием давления окислителя, открывает канал 23 подачи давления к камере 21. В результате этого происходит выравнивание давления в камере 9 высокого давления. Под воздействием давления золотник 20 механизма газораспределения окислителя перекрывает канал 24 механизма газораспределения окислителя. Автоматически прекращена подача окислителя механизмом газораспределения окислителя. При подаче горючего из форсунки 8 (см. фиг. 5) в докритический участок 35 сопла 34 происходит заполнение каналов 40 затвора 6 горючим. Горючее в небольшом количестве попадает в зазор между затвором 6 золотником 7 затвора 6 и в (см. фиг. 6 и фиг. 7) каналы 39 золотника 7. Золотник 7 затвора 6, перемещается по камере 9 высокого давления и в камере 10 низкого давления, при этом каналы 39 золотника 7 выходят из камеры 10 низкого давления в камеру 9 высокого давления. В результате чего осуществляется первоначальная подача горючего в камеру 9 высокого давления, воспламенение обедненной смеси горючего и окислителя и повышение давления в камере 9 высокого давления,

- открытия камеры пониженного давления, при этом осуществляется подача окислителя и продуктов горения обедненной смеси, из камеры высокого давления в камеру низкого давления, с последующей детонации парогазовой смеси и повышение давления в камере высокого давления, в камере пониженного давления, в механизме подачи топлива, в каналах механизма газораспределения окислителя, при этом происходит кратковременная подача газов в камеру повышения давления окислителя и запирание продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя. Это реализовано следующим образом.

Под воздействием давления окислителя и продуктов горения обедненной смеси в камере 9 высокого давления (см. фиг. 10), действующего на первое сопло 34, диаметр которого больше диаметра поршня 41 затвора 6, затвор 6 продолжает движение, а золотник 7 затвора 6 входит в зацепление со стенками камеры 9 высокого давления.

Поршень 41 затвора 6 (см. фиг. 11) выходит из камеры 10 низкого давления и открывает ее. При этом осуществляется подача окислителя и продуктов горения обедненной смеси, из камеры 9 высокого давления в камеру 10 низкого давления, с последующей детонации парогазовой смеси и повышение давления в камере 9 высокого давления, в камере 10 пониженного давления, в механизме подачи топлива, в каналах механизма газораспределения окислителя. При этом происходит кратковременная подача газов (см. фиг. 11) через открытый электроклапан 18 канала 13 (в результате повышения давления) по каналу 13 подачи давления в камеру 5 (см. фиг. 1) в камеру 5 повышения давления окислителя. Закрытие канала 13 подачи давления в камеру 5 электроклапаном 18 канала 13 и канала 23 подачи давления к камере 21 поршнем 42 канала 23, в результате выравнивания давления, приводит к запиранию продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя.

Для работы ЖРД используется:

- давление газов (см. фиг. 11), образованных при детонации парогазовой смеси, при этом газы, перемещаясь по первому соплу 34 через докритический участок 35 сопла 34, критическое сечение 36 сопла 34, закритический участок 37 сопла 34 и второму соплу 30 через докритический участок 31 сопла 30, критическое сечение 32 сопла 30, закритический участок 33 сопла 30, расширяются, температура и давление их падает, а скорость отброса масс возрастает, при этом внутренняя энергия газов преобразуется в кинетическую энергию направленного движения,

- окислитель под давлением, находящегося в жидком агрегатном состоянии, поступает (см. фиг. 1) из резервуара 4 с окислителем по каналу 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор окислителя (см. фиг. 11) через открытый электроклапан 16 подачи окислителя в теплообменник-газификатор 25 окислителя. В теплообменнике-газификаторе 25 окислителя окислитель из жидкого агрегатного состояния переходит в газообразное. При этом происходит охлаждения двигателя,

- давление газов (см. фиг. 12) на закритическом участке 37 сопла 34 и давление продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя используется для осуществления постановки затвора 6 и золотника 7 затвора 6, в положение готовности.

При этом газы из камеры 9 высокого давления и камеры 10 пониженного давления, через первое сопло 34 и второе сопло 30, вытесняются в окружающую среду золотником 7 затвора 6 и поршнем 41 затвора 6.

При этом происходит кратковременная подача газов в камеру 3 повышения давления горючего, через открытое окно 44 канала 12 по открытому каналу 12 подачи давления в камеру 3, в результате давления газов на клапан 19 канала 12.

Поршень 41 затвора 6, (см. фиг. 12) входит в камеру 10 низкого давления. При этом происходит (см. фиг. 13) закрытие камеры 10 низкого давления и повышение давления в камере 10 низкого давления с возможностью истечения газов из этой камеры через зазор между стенками форсунки 8 и стенками докритического участка 35 сопла 34. При этом происходит снижение скорости движения затвора 6 и золотника 7 затвора 6.

Увеличение скорости истечения газов (см. фиг. 13 и фиг. 14), через докритический участок 35 сопла 34 из камеры 10 низкого давления, приводит к понижению давления в докритическом участке 35 сопла 34 и возможности осуществления подачи горючего по форсунке 8,

При открытии каналов 38 закритического участка 37 сопла 34 (см. фиг. 15) происходит сброс давления в камере 9 высокого давления. При этом автоматически возобновляется подача окислителя, в результате воздействия пружина 22 золотника 20 на золотник 20 механизма газораспределения окислителя который открывает канал 24 механизма газораспределения окислителя.

- энергия газов (см. фиг. 1), находящихся в камере 5 повышения давления окислителя, для повышения и поддержания определенного давления окислителя в резервуаре 4 с окислителем,

- энергия газов, находящихся в камере 3 повышения давления горючего, для повышения и поддержания определенного давления горючего в резервуаре 2 с горючим,

- энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, поступающего из теплообменника-газификатора 25 окислителя по каналу 24 механизма газораспределения окислителя в камеру 9 высокого давления для продолжения работы ЖРД.

Работа двигателя 1 (см. фиг. 2) будет осуществляться до момента прекращения подачи окислителя перекрытием канала 14 подачи окислителя в теплообменник-газификатор окислителя электроклапаном 16 подачи окислителя. И или горючего перекрытием канала 11 подачи горючего электроклапаном 17 подачи горючего.

Для возобновления работы двигателя 1 (см. фиг. 3) осуществляется кратковременная подача газов в камеру 9 высокого давления, (см. фиг. 1) находящихся в камере 5 повышения давления окислителя, открытием канала 13 подачи давления в камеру 5 электроклапаном 18 канала 13.

С последующей подачей горючего (см. фиг. 4), открытием электроклапана 17 подачи горючего, и подачей окислителя (см. фиг. 5), открытием электроклапана 16 подачи окислителя для запуска и работы ЖРД.

Все указанные выше отличия являются достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к способам работы детонационных ракетных двигателей. Способ работы детонационного жидкостного ракетного двигателя многократного включения заключается в том, что для запуска ЖРД используется энергия газов с возможностью кратковременной подачи газов для постановки деталей в положение готовности. Энергия окислителя для повышения давления в механизме подачи топлива. Разгона деталей с образованием области пониженного давления в камере низкого давления. С возможностью увеличения скорости истечения горючего, в область пониженного давления, с нарушением сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления. Вытеснения газов из камеры высокого давления с последующим выравниванием давления в камере высокого давления и автоматического прекращения подачи окислителя механизмом газораспределения окислителя. Открытия камеры пониженного давления, с последующей детонации парогазовой смеси. Технический результат изобретения заключается в создании способа работы детонационного ракетного двигателя многократного включения, характеристики которого обеспечивают повышение скорости отброса масс. 16 ил.

Способ работы детонационного жидкостного ракетного двигателя многократного включения, включающий подачу окислителя и топлива, отличающийся тем, что для запуска ЖРД используется:

- энергия газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, с возможностью кратковременной подачи газов для постановки деталей в положение готовности и перекрытия канала механизма газораспределения окислителя, при этом происходит вытеснение газов из камеры высокого давления и камеры пониженного давления, при достижении деталей в положение готовности осуществляется продувка двигателя со сбросом газов в окружающую среду, при этом происходит открытие канала механизма газораспределения окислителя, а при нахождении деталей в положение готовности энергия газов используется для продувки двигателя со сбросом газов в окружающую среду, при этом открыт канал механизма газораспределения окислителя,

- горючее под давлением, находящееся в жидком агрегатном состоянии, с возможностью поступления из резервуара с горючим в механизм подачи топлива, при этом давление в резервуаре с горючим поддерживается давлением газов, находящихся в камере повышения давления горючего,

- окислитель под давлением, находящийся в жидком агрегатном состоянии, с возможностью поступления из резервуара с окислителем в теплообменник-газификатор окислителя, с последующим переходом окислителя из жидкого агрегатного состояния в газообразное, при этом давление в резервуаре с окислителем поддерживается давлением газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, при этом энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, используется для:

- повышения давления в механизме подачи топлива,

- разгона деталей в сторону второго сопла, при этом происходит вытеснение газов из камеры высокого давления, образование области пониженного давления в камере низкого давления с возможностью увеличения скорости истечения горючего в область пониженного давления, с нарушением сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления,

- выравнивания давления в камере высокого давления и автоматического прекращения подачи окислителя механизмом газораспределения окислителя, при этом осуществляется первоначальная подача горючего в камеру высокого давления, воспламенение обедненной смеси горючего и окислителя и повышение давления в камере высокого давления,

- открытия камеры пониженного давления, при этом осуществляется подача окислителя и продуктов горения обедненной смеси из камеры высокого давления в камеру низкого давления, с последующей детонацией парогазовой смеси и повышением давления в камере высокого давления, в камере пониженного давления, в механизме подачи топлива, в каналах механизма газораспределения окислителя, при этом происходит кратковременная подача газов в камеру повышения давления окислителя и запирание продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя,

для работы ЖРД используется:

- давление газов, образованных при детонации парогазовой смеси, при этом газы, перемещаясь по первому и второму соплу, расширяются, температура и давление их падает, а скорость отброса масс возрастает, при этом внутренняя энергия газов преобразуется в кинетическую энергию направленного движения,

- окислитель для охлаждения двигателя,

- давление газов на закритическом участке первого сопла и давление продуктов горения в каналах механизма газораспределения окислителя используется для осуществления постановки деталей в положение готовности,

при этом газы из камеры высокого давления и камеры пониженного давления, через первое и второе сопла, вытесняются в окружающую среду,

при этом происходит кратковременная подача газов в камеру повышения давления горючего,

при этом происходит закрытие камеры низкого давления и повышение давления в камере низкого давления с возможностью истечения газов из этой камеры, при этом происходит снижение скорости движения деталей, увеличение скорости истечения газов, через докритический участок первого сопла из камеры низкого давления, приводит к понижению давления в докритическом участке первого сопла и возможности осуществления подачи горючего,

при этом происходит сброс давления в камере высокого давления, при этом автоматически возобновляется подача окислителя,

- энергия газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, для повышения и поддержания определенного давления окислителя,

- энергия газов, находящихся в камере повышения давления горючего, для повышения и поддержания определенного давления горючего,

- энергия окислителя, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, для продолжения работы ЖРД,

работа двигателя будет осуществляться до момента прекращения подачи окислителя и/или горючего,

для возобновления работы двигателя осуществляется кратковременная подача газов, находящихся в камере повышения давления окислителя, энергия которых используется для постановки деталей в положение готовности, с последующей подачей горючего и подачей окислителя для запуска и работы ЖРД.