RU105684U1 - MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA - Google Patents
MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA Download PDFInfo
- Publication number
- RU105684U1 RU105684U1 RU2010137224/28U RU2010137224U RU105684U1 RU 105684 U1 RU105684 U1 RU 105684U1 RU 2010137224/28 U RU2010137224/28 U RU 2010137224/28U RU 2010137224 U RU2010137224 U RU 2010137224U RU 105684 U1 RU105684 U1 RU 105684U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- component
- mixing head
- chamber
- fire
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
1. Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя, включающая наружное, среднее и внутреннее (огневое) днища, скрепленные между собой двухкомпонентными, однокомпонентными форсунками штифтами, пайкой и сваркой, при этом двухкомпонентные форсунки на смесительной головке расположены по нескольким концентрическим окружностям, отличающаяся тем, что часть двухкомпонетных форсунок выступает из огневого днища, образуя антипульсационные перегородки в виде кольца с шестью расходящимися лучами, деля поперечную площадь камеры сгорания на семь равнозначных по площади акустических полостей, при этом в местах пересечения радиальных лучей с тремя периферийными концентрическими окружностями также установлены выступающие из огневого днища однокомпонентные форсунки горючего. ! 2. Смесительная головка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки антиипульсационных перегородок выполнены выступающими своими концами в огневую полость камеры на величину 2-5 шагов между форсунками. ! 3. Смесительная головка по п.1, отличающаяся тем, что высыпающие в огневую полость концы форсунок соединены между собой припоем или сварными швами. 1. The mixing head of the chamber of a liquid rocket engine, including the outer, middle and inner (fire) bottoms, fastened together by two-component, one-component nozzles with pins, soldering and welding, while the two-component nozzles on the mixing head are located on several concentric circles, characterized in that part of two-component nozzles protrudes from the firing bottom, forming anti-pulsation partitions in the form of a ring with six diverging rays, dividing the transverse area of the combustion chamber seven identical acoustic cavities in area, while in the places where the radial rays intersect with three peripheral concentric circles, one-component fuel nozzles protruding from the fire bottom are also installed. ! 2. The mixing head according to claim 1, characterized in that the nozzles of the anti-pulsation partitions are made with their ends protruding into the fire chamber of the chamber by 2-5 steps between the nozzles. ! 3. The mixing head according to claim 1, characterized in that the ends of the nozzles pouring into the fire cavity are connected to each other by solder or welds.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области ракетной техники, а более конкретно к смесительной головке камеры жидкостного ракетного двигателя.The invention relates to the field of rocket technology, and more particularly to the mixing head of a liquid-propellant rocket engine chamber.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известна смесительная головка камеры ЖРД РД-111 (см. Альбом конструкций ЖРД, часть 3, составленный под руководством В.П.Глушко, Военное издательство Минобороны СССР, М., 1969, с.155, фиг.379). Эту смесительную головку выбираем в качестве аналога полезной модели. Смесительная головка содержит наружное, среднее и огневое днища, которые скреплены между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя выполнены однокомпонентными и расположены в шахматном порядке в огневом днище с переходом в периферийной зоне, головки к расположению по окружностям. На периферии смесительной головки расположены равномерно по окружностям штифты.The well-known mixing head of the RD-111 LPRE chamber (see the LPRE Design Album, part 3, compiled under the direction of V.P. Glushko, Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, M., 1969, p. 155, Fig. 379). We choose this mixing head as an analogue of a utility model. The mixing head contains the outer, middle and fire bottoms, which are fastened together by nozzles, pins, soldering and welding. The fuel and oxidizer nozzles are single-component and are staggered in the firing plate with a transition in the peripheral zone, heads are arranged in circles. On the periphery of the mixing head, pins are arranged evenly around the circumferences.
Недостаток аналога в том, что в нем возможна в отдельных экземплярах камер высокочастотная неустойчивость рабочего процесса.The disadvantage of the analogue is that it is possible in individual instances of cameras high-frequency instability of the working process.
В технике известна смесительная головка камеры ЖРД РД107 (см. Альбом конструкций ЖРД, составленный под руководством В.П.Глушко, Военное издательство Минобороны СССР. М, 1969, стр.36. фиг.52). Эту смесительную головку выбираем в качестве прототипа полезной модели. Смесительная головка содержит наружное, среднее и внутреннее днища, скрепленные между собой форсунками, штифтами, пайкой и сваркой. Форсунки горючего и окислителя выполнены двухкомпонентными, равномерно расположенными по нескольким концентрическим окружностям (в том числе одна в центре), за этими окружностями равномерно расположены однокомпонентные форсунки горючего, а в периферийной зоне смесительной головки по двум концентрическим окружностям равномерно расположены штифты.The mixing head of the RD107 LRE chamber is known in the art (see. The LRE Design Album, compiled under the guidance of V.P. Glushko, Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR. M, 1969, p. 36. Fig. 52). This mixing head is selected as a prototype of a utility model. The mixing head contains the outer, middle and inner bottoms, fastened together by nozzles, pins, soldering and welding. The fuel and oxidizer nozzles are made of two-component, evenly spaced along several concentric circles (including one in the center), single-component fuel nozzles are uniformly located behind these circles, and the pins are evenly located in the peripheral zone of the mixing head along two concentric circles.
Недостаток прототипа в том, что в нем возможна в отдельных экземплярах камер высокочастотная неустойчивость рабочего процесса, особенно в условиях форсированных режимов.The disadvantage of the prototype is that it is possible in individual copies of the cameras high-frequency instability of the working process, especially in conditions of forced modes.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей предлагаемой полезной модели является создание смесительной головки камеры двигателя, обеспечивающей высокочастотную устойчивость рабочего процесса в камере в условиях форсированного режима.The objective of the proposed utility model is to create a mixing head of the engine chamber, providing high-frequency stability of the working process in the chamber in the forced mode.
Эта задача решена за счет того, что в смесительной головке камеры жидкостного ракетного двигателя, включающей наружное, среднее и внутреннее (огневое) днища, скрепленные между собой двухкомпонентными, однокомпонентными форсунками, штифтами, пайкой и сваркой, при этом двухкомпонентные форсунки на головке расположены по нескольким концентрическим окружностям, причем часть двухкомпонентных форсунок выступает из огневого днища, образуя антипульсационные перегородки в виде кольца с шестью расходящимися лучами, деля поперечную площадь камеры сгорания на семь равнозначных по площади акустических полостей, при этом в местах пересечения радиальных лучей с тремя периферийными концентрическими окружностями также установлены выступающие из огневого днища однокомпонентные форсунки горючего.This problem is solved due to the fact that in the mixing head of the chamber of a liquid propellant rocket engine, including the outer, middle and internal (fire) bottoms, fastened together by two-component, one-component nozzles, pins, soldering and welding, while the two-component nozzles on the head are arranged in several concentric circles, and part of the two-component nozzles protrudes from the firing bottom, forming anti-pulsation partitions in the form of a ring with six diverging rays, dividing the transverse area of the cam combustion measures into seven acoustic cavities of equal area, while at the intersection of radial rays with three peripheral concentric circles, one-component fuel nozzles protruding from the firing bottom are also installed.
Кроме того форсунки антипульсационных перегородок выполнены выступающими своими концами в огневую полость камеры на величину 2-5 шагов между форсунками.In addition, the nozzles of the anti-pulsation partitions are made with their ends protruding into the fire chamber of the chamber by 2-5 steps between the nozzles.
Технический результат от использования полезной модели состоит в обеспечении высокочастотной устойчивости рабочего процесса, особенно в условиях форсированных режимов.The technical result from the use of a utility model is to ensure high-frequency stability of the workflow, especially in conditions of forced modes.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 приведен фрагмент смесительной головки в разрезе вдоль продольной оси.Figure 1 shows a fragment of the mixing head in section along the longitudinal axis.
На фиг.2 приведено сечение А-А разрез по полости горючего перпендикулярно продольной оси.Figure 2 shows a section aa section along the cavity of the fuel perpendicular to the longitudinal axis.
На фиг.3 приведено сечение Б-Б в месте расположения однокомпонентной форсунки горючего периферийного ряда.Figure 3 shows a section bB at the location of a single-component nozzle of a combustible peripheral row.
На фиг.4 приведен вид смесительной головки со стороны огневого днища.Figure 4 shows the view of the mixing head from the side of the firing bottom.
Пример реализации полезной моделиUtility Model Implementation Example
Смесительная головка (приведена на фиг.1) содержит секции наружного днища 1, 2 и среднее днище 3, которые герметично скреплены между собой и с силовым кольцом 4 сварными швами 5, 6, и внутреннее (огневое) днище 7. Конструкция смесительной головки содержит двухкомпонентные центробежные форсунки 8, равномерно расположенные но концентрическим окружностям 9 (в том числе одна в центре), однокомпонентные центробежные форсунки 10 (фиг.2, 3), равномерно расположенные по окружности 11 (фиг.2). Часть двухкомпонентных форсунок выполнена выступающими форсунками 12, которые расположены по окружности 13 и по лучам В (фиг.4) от указанной окружности к периферии камеры. В местах пересечения указанных лучей с окружностями расположения однокомпонентных форсунок 10 и с окружностями расположения штифтов 14 выполнены выступающие однокомпонентные форсунки 15. Выступающие двухкомпонентные 12 и однокомпонентные форсунки 15 делят рабочую полость на семь частей Г (Фиг.4). Кроме того форсунки антипульсационных перегородок выполнены выступающими своими концами в огневую полость камеры на величину 2-5 шагов между форсунками.The mixing head (shown in Fig. 1) contains sections of the outer bottom 1, 2 and the middle bottom 3, which are hermetically fastened together and with the power ring 4 by welds 5, 6, and the inner (fire) bottom 7. The design of the mixing head contains two-component centrifugal nozzles 8, evenly spaced but concentric circles 9 (including one in the center), one-component centrifugal nozzles 10 (Fig.2, 3), evenly spaced around the circumference 11 (Fig.2). Part of the two-component nozzles made protruding nozzles 12, which are located on the circumference 13 and along the rays B (figure 4) from the specified circumference to the periphery of the camera. At the intersection of these rays with the circumference of the location of the single-component nozzles 10 and with the circumference of the pins 14, the protruding one-component nozzles 15. The protruding two-component 12 and the one-component nozzles 15 divide the working cavity into seven parts G (Figure 4). In addition, the nozzles of the anti-pulsation partitions are made with their ends protruding into the fire chamber of the chamber by 2-5 steps between the nozzles.
Двухкомпонентные центробежные форсунки 8 по конструкции одинаковые и выполнены в виде цельноточенной детали с двумя полостями: окислителя 16 и горючего 17. Полости 16 и 17 расположены соосно и представляют собой цилиндрические камеры без сопел на выходе (форсунки открытого типа). Окислитель поступает в полость 16 через четыре тангенциальных отверстия 18 и далее в виде конуса распыла, попадает в полость 17, где накладываются на пелену горючего, прошедшего через три тангенциальных отверстия 19.The two-component centrifugal nozzles 8 are identical in design and are made in the form of a one-piece part with two cavities: oxidizer 16 and fuel 17. The cavities 16 and 17 are aligned and are cylindrical chambers without nozzles at the outlet (open nozzles). The oxidizing agent enters the cavity 16 through four tangential openings 18 and then in the form of a spray cone, enters the cavity 17, where it is superimposed on a veil of fuel that has passed through three tangential openings 19.
Однокомпонентные форсунки горючего 10 (фиг.3) периферийного ряда выполнены в виде цилиндрической камеры 20 с соплом 21 на выходе. Горючее поступает в цилиндрическую камеру 20 периферийных форсунок 10 через три тангенциальных отверстия 22. По наружной конфигурации однокомпонентные форсунки близки к двухкомпонентным.The one-component fuel nozzles 10 (Fig. 3) of the peripheral row are made in the form of a cylindrical chamber 20 with a nozzle 21 at the outlet. Fuel enters the cylindrical chamber 20 of the peripheral nozzles 10 through three tangential openings 22. According to the external configuration, the one-component nozzles are close to two-component ones.
Форсунки 8, 10 по наружной поверхности 23 (см. фиг.3) герметично припаяны твердым припоем к плоским днищам: среднему 3 и внутреннему 7, - образуя совместно с силовым кольцом 4 полость горючего 24 (см. фиг.1). На периферии внутреннее днище 7 подкреплено двумя рядами штифтов 14, на части из которых установлены дистанционные втулки 25 (см. фиг.2), регламентирующие величину зазора между днищами при сборке. Полость окислителя 26 образована силовым кольцом 4, средним днищем 3 и секциями наружного сферического днища 1, 2. Подвод окислителя осуществляется через патрубок с фланцем 27, установленным в центре головки. Для увеличения прочности и жесткости головки между средним и наружным днищами установлены две кольцевые перегородки 28 с отверстиями для прохода окислителя. В местах установки перегородок расстояние между соседними рядами форсунок увеличено.The nozzles 8, 10 along the outer surface 23 (see FIG. 3) are hermetically soldered with brazing material to flat bottoms: middle 3 and inner 7, forming together with the power ring 4 a fuel cavity 24 (see FIG. 1). On the periphery, the inner bottom 7 is supported by two rows of pins 14, on the part of which spacing sleeves 25 are installed (see FIG. 2), which regulate the size of the gap between the bottoms during assembly. The cavity of the oxidizer 26 is formed by a power ring 4, the middle bottom 3 and sections of the outer spherical bottom 1, 2. The oxidizer is supplied through a pipe with a flange 27 mounted in the center of the head. To increase the strength and rigidity of the head between the middle and outer bottoms, two annular partitions 28 with holes for the passage of the oxidizer are installed. In places of installation of partitions, the distance between adjacent rows of nozzles is increased.
Аналогично к среднему днищу 3 и внутреннему днищу 7 припаяны и выступающие форсунки 12, 15. Форсунки 12 и 15 - центробежные. Входные отверстия этих форсунок 29, 30 выполнены тангенциальными. Через них внутренние полости форсунок горючего 31, 32 сообщаются с полостью горючего 24 смесительной головки, а внутренние полости форсунок 33 - с полостью окислителя 26 смесительной головки. Как видно из чертежа фиг.4 выступающие форсунки выступают в огневую полость камеры за внутреннее днище 7 и образуют антипульсационные перегородки В. Также из чертежа фиг.4 видно, что все форсунки и штифты расположены по концентрическим окружностям. Штифты 14 расположены по окружностям равномерно, причем в местах пересечения с лучами антипульсационных перегородок вместо штифтов 14 установлены выступающие форсунки горючего 15.Similarly, the protruding nozzles 12, 15 are soldered to the middle bottom 3 and the inner bottom 7. The nozzles 12 and 15 are centrifugal. The inlet holes of these nozzles 29, 30 are made tangential. Through them, the internal cavity of the nozzles of the fuel 31, 32 communicate with the cavity of the fuel 24 of the mixing head, and the internal cavity of the nozzles 33 - with the cavity of the oxidizer 26 of the mixing head. As can be seen from the drawing of FIG. 4, the protruding nozzles protrude into the fire chamber of the chamber behind the inner bottom 7 and form anti-pulsation partitions B. It can also be seen from the drawing of FIG. 4 that all nozzles and pins are located on concentric circles. The pins 14 are evenly spaced around the circles, and in places of intersection with the rays of the anti-pulsation partitions, instead of the pins 14, protruding fuel nozzles 15 are installed.
Работа устройстваDevice operation
Горючее и окислитель через двухкомпонентные форсунки 8 и однокомпонентные форсунки 10 поступают в огневую полость камеры двигателя, где осуществляется процесс смесеобразования и горения. В состав перечисленных форсунок входят также выступающие форсунки 12 и 15. Выступающие двухкомпонентные форсунки 12 и форсунки горючего 15, расположенные в виде концентрической окружности и шести лучей В от этой окружности к огневой стенке камеры, делят зону горения на семь частей Г, чем обеспечивается повышение высокочастотной устойчивости рабочего процесса. Наличие перегородок в виде лучей В, состоящих из выступающих двухкомпонентных 12 и однокомпонентных, периферийных форсунок горючего 15 на концах лучей препятствует появлению тангенциальной формы пульсаций давления в объеме камеры сгорания.Fuel and oxidizer through two-component nozzles 8 and one-component nozzles 10 enter the fire chamber of the engine chamber, where the process of mixture formation and combustion is carried out. The listed nozzles also include protruding nozzles 12 and 15. Protruding two-component nozzles 12 and fuel nozzles 15, arranged in the form of a concentric circle and six rays B from this circle to the fire wall of the chamber, divide the combustion zone into seven parts Г, thereby increasing the high-frequency workflow sustainability. The presence of baffles in the form of rays B, consisting of protruding two-component 12 and one-component, peripheral fuel nozzles 15 at the ends of the rays prevents the appearance of a tangential form of pressure pulsations in the volume of the combustion chamber.
Промышленная применимость.Industrial applicability.
Предлагаемая полезная модель может быть использована при модернизации жидкостных ракетных двигателей, работающих на жидких компонентах топлива: кислороде и керосине - и используемых на ракетах-носителях типа «Союз».The proposed utility model can be used in the modernization of liquid rocket engines operating on liquid fuel components: oxygen and kerosene - and used on Soyuz-type launch vehicles.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137224/28U RU105684U1 (en) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137224/28U RU105684U1 (en) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU105684U1 true RU105684U1 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010137224/28U RU105684U1 (en) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU105684U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623610C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-06-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Hydrogen-oxygen low thrust engine |
| RU2698562C1 (en) * | 2015-11-02 | 2019-08-28 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Combustion chamber and rocket engine |
-
2010
- 2010-09-08 RU RU2010137224/28U patent/RU105684U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698562C1 (en) * | 2015-11-02 | 2019-08-28 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Combustion chamber and rocket engine |
| RU2623610C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-06-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Hydrogen-oxygen low thrust engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102617172B1 (en) | Premixing fuel injectors and methods of use in gas turbine combustor | |
| US8752386B2 (en) | Air/fuel supply system for use in a gas turbine engine | |
| RU2444680C2 (en) | Gas turbine engine combustion chamber and gas turbine engine | |
| US8341932B2 (en) | Rotary air valve firing patterns for resonance detuning | |
| RU2606460C2 (en) | Annular combustion chamber of turbo-machine | |
| JP2018115849A (en) | Fuel injectors and methods of use in gas turbine combustor | |
| RU2011134663A (en) | TURBOCHARGE COMBUSTION CHAMBER WALL WITH SINGLE RING ROW ROW OF OPENINGS FOR INPUT OF PRIMARY AND MIXING AIR | |
| US20120036856A1 (en) | Dimpled/grooved face on a fuel injection nozzle body for flame stabilization and related method | |
| JP2014077627A5 (en) | ||
| JP7154829B2 (en) | Liquid fuel cartridge unit for gas turbine combustor and assembly method | |
| CN109028148A (en) | Rotation detonating combustion device with fluid diode structure | |
| CN109028147A (en) | Toroidal throat rotates detonating combustion device and corresponding propulsion system | |
| CN106949495A (en) | Axially staged micro-mixer lid | |
| RU2351849C2 (en) | Gas turbine engine circular combustion chamber | |
| JP2017106709A (en) | Spiral injection nozzle | |
| RU105684U1 (en) | MIXING HEAD OF A LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA | |
| RU2606202C2 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| JP6960740B2 (en) | Combustion can with fuel injection device and fuel injection device | |
| RU2205973C2 (en) | Injector assembly of liquid-propellant rocket engine and chamber with such injector assembly | |
| CN108954381A (en) | Fuel injector assembly, fuel nozzle module and gas turbine | |
| RU2581308C2 (en) | Chamber of liquid rocket engine | |
| RU2649173C1 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| RU2608513C2 (en) | Annular combustion chamber in turbine machine | |
| CN113279881B (en) | A multi-pin injector unit combustion chamber | |
| RU2571997C1 (en) | Method of fuel components feed in liquid propellant rocket engine combustion chamber |