СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД Российский патент 2024 года по МПК F02K9/52 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Известна камера ЖРД без дожигания генераторного газа, работающая по схеме "газ-жидкость", содержащая силовой корпус, в котором выполнены каналы регенеративного охлаждения, смесительную головку, состоящую из внутреннего, среднего и наружного днищ, которые образуют две основные полости головки: внутреннюю, в которую поступает горючее - керосин непосредственно из каналов регенеративного охлаждения и наружную полость окислителя - жидкого кислорода, и струйно-центробежные форсунки, равномерно расположенные во внутреннем днище, например по концентрическим окружностям, при этом указанные форсунки выполнены в виде двух соосно расположенных трубок, причем внутренние трубки закреплены в отверстиях среднего днища и выступают в полость окислителя, а наружные - укороченные трубки - насадки коаксиально установлены относительно внутренних трубок с образованием кольцевого зазора и имеют тангенциальные отверстия, соединяющие внутреннюю полость с кольцевым зазором, отличающаяся тем, что в смесительной головке установлен газификатор жидкого кислорода, состоящий из форкамер, выполненных за одно целое с внутренними трубками струйно-центробежных форсунок - трубок газификатора, соосно расположенных между собой, а в наружном днище выполнена дополнительная топливная полость и каналы, подводящие горючее в форкамеры, при этом каждая форкамера имеет корпус с соосно расположенными в нем форсунками горючего и окислителя со смесительной камерой, причем форсунки горючего через тангенциальные отверстия, выполненные в корпусе форкамер, соединены с кольцевыми расточками, которые через указанные каналы соединены с дополнительной топливной полостью, а форсунки окислителя через тангенциальные отверстия соединены с полостью окислителя, при этом корпуса форкамер со стороны форсунок горючего закреплены в кольцевых расточках наружного днища, а со стороны смесительных камер - в каналах внутренних трубок - газификатора с образованием кольцевого зазора -поясов разбавления, которые соединены с полостью окислителя (патент РФ на полезную модель №148369, МПК F02K 9/62 - прототип).

Недостатком смесительной головки данной камеры ЖРД являются значительные габариты и масса конструкции.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка и повышение полноты сгорания компонентов топлива.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная смесительная головка камеры сгорания ЖРД, содержит корпус, на торцах которого закреплены огневое и наружное днища, коллектор горючего, установленный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, при этом между корпусом и огневом днищем равномерно расположены по концентрическим окружностям двухкомпонентные форсунки, состоящие из наконечника с профилированным осевым каналом и наклонными отверстиями, выполненными в его выходной части, и форкамеры, представляющей собой втулку во входной части которой выполнены тангенциальные отверстия.

Предлагаемая конструкция смесительной головки камеры сгорания ЖРД, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - уменьшение габаритов и массы смесительной головки камеры сгорания ЖРД и повышение полноты сгорания компонентов топлива.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД; на фиг. 2 - вид справа на смесительную головку камеры сгорания ЖРД; на фиг. 3 - выносной элемент А - продольный разрез двухкомпонентной форсунки, на фиг. 4 - разрез Б-Б - поперечный разрез двухкомпонентной форсунки.

Смесительная головка газогенератора содержит корпус 1, на торцах которого закреплены огневое днище 2 и наружное днище 3, коллектор горючего 4, установленный на наружной цилиндрической поверхности корпуса 1. При этом между корпусом 1 и огневым днищем 2 равномерно расположены по концентрическим окружностям двухкомпонентные форсунки 5, состоящие из наконечника 6 с профилированным осевым каналом 7 и наклонными отверстиями 8, выполненными в его выходной части, и форкамеры 9, представляющей собой втулку, во входной части которой выполнены тангенциальные отверстия 10.

Предложенная смесительная головка камеры сгорания ЖРД работает следующим образом.

Жидкий окислитель поступает в полость, образованную наружным днищем 3 и корпусом 1, где он равномерно распределяется между двухкомпонентными форсунками 5. Через профилированные осевые каналы 7, выполненные в наконечниках 6, окислитель поступает в форкамеры 9.

Жидкое горючее поступает в коллектор горючего 4 и далее в полость, образованную корпусом 1 и огневым днищем 2, где оно равномерно распределяется между двухкомпонентными форсунками 5.

Основная часть горючего поступает в форкамеры 9 через наклонные отверстия 8, выполненные в наконечниках 6. Оставшаяся часть горючего поступает в форкамеры 9 через тангенциальные отверстия 10.

В форкамерах 9 компоненты топлива, поступающие через профилированный осевой канал 7 и наклонные отверстия 8, смешиваются между собой и сгорают, образуя при этом высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива, содержащие избыточное количество окислителя. При этом горючее, поступающее в форкамеры 9 через тангенциальные отверстия 10, образует пелену, защищающую стенки форкамеры 9 от воздействия высокотемпературных продуктов сгорания топлива, следовательно, и прогара. На выходе из форкамеры 9 горючее, поступающее через тангенциальные отверстия 10, смешивается с высокотемпературными продуктами сгорания топлива, содержащими избыточное количество окислителя, и сгорает.

Использование предложенного технического решения позволит уменьшить габариты и массу смесительной головки камеры сгорания ЖРД и повысить полноту сгорания компонентов топлива.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус, на торцах которого закреплены огневое и наружное днища, коллектор горючего, установленный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, при этом между корпусом и огневым днищем равномерно расположены по концентрическим окружностям двухкомпонентные форсунки, состоящие из наконечника с профилированным осевым каналом и наклонными отверстиями, выполненными в его выходной части, и форкамеры, представляющей собой втулку, во входной части которой выполнены тангенциальные отверстия. Изобретение обеспечивает повышение полноты сгорания компонентов топлива и улучшение массогабаритных характеристик. 4 ил.

Смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус, на торцах которого закреплены огневое и наружное днища, коллектор горючего, установленный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, при этом между корпусом и огневым днищем равномерно расположены по концентрическим окружностям двухкомпонентные форсунки, состоящие из наконечника с профилированным осевым каналом и наклонными отверстиями, выполненными в его выходной части, и форкамеры, представляющей собой втулку, во входной части которой выполнены тангенциальные отверстия.