Змішувальна головка камери ракетного двигуна

Номер патенту: 57753

Опубліковано: 15.07.2003

Автори: М'ясников Альберт Михайлович, Клімов Олександр Вікторович

Формула / Реферат

Змішувальна головка камери рідинного ракетного двигуна, що містить корпус з днищами і закріплені у них однокомпонентні форсунки окислювача і пального, які розташовані у центральній частині у шаховому порядку, на іншій частині - по концентричних колах, так що в периферійному ряду розташовані форсунки пального, яка відрізняється тим, що у центральній частині змішувальної головки встановлені шнекові форсунки окислювача та тангенціальні форсунки пального, а на іншій частині змішувальної головки - тангенціальні форсунки окислювача і пального.

Текст

Использование' в области космической техники Сущность изобретения двигатель содержит камеру 1, внутри которой размещен заряд твердого ком­ понента топлива с каналом 3, внутри которого размещена форсунка 4, состоящая из трубчатого корпуса 8 и вкладыша 9 с центральным каналом 10 с фланцем с отверстиями 11, расположенным на одном торце вкладыша Другой тороц вкладыша имеет плавно расширяющуюся наружную по верхность 1 3 п ф-лы, 4 ил 2 и о го з Изобретение относится к области космической техники, а более конкретно, к гибридным ракетным двигателям "прямой" схемы. Известен гибридный ракетный двигатель с торцевым горением заряда {патент Франции N 1381690, 1969), содержащий сопло, зарядную камеру с размещенным в ней на поршне зарядом твердого компонента и кольцевым упором, камеру сгорания, коллекюр подачи жидкого компонента в камеру сгорания, газовод, сообщающий камеру сгорания с запоршневым обьемом зарядной камеры, и размещенный в запоршневом обьеме и связанный с поршнем телескопический гидроципиндр, сое­ диненный с исгочником рабочей мсидкости. Однако, известный двигатель имеет большой вес из-за обязательною наличия привода перемещения заряда и уитройсіи, обеспечивающих его работу, а использование в этом двигателе в качестве окислитепя термически нестабильных жидкостей, например, высококонцентрированной перекиси водорода, недопустимо вследствие взрывов при перегреве, кроме этого надежность данного дви­ гателя снижается из-за наличия механических уплотнений, подвижного поршня, гидроцилиндра Принцип действия данного двигателя основан па организации торцевого горения заряда, поэтому принципиально нельзя обеспечить компакжость двиїателя при повышении его удельных харакіерисїик, так как при этом недопустимо увеличивается плопіадь торцевой поверхности заряда Известен гибридный ракетный двигатель (Л. Г. Головков, Гибридные ракетные двигатели. Военное издательство министерства обороны СССР, Москва, 1976), содержащий зарядную камеру с разме­ щенными D ней зарядом твердого компонента топлива, с осевым каналом и струйной форсункой, распоіюженной в полости между донышком камеры и зарядом твердого компонента топлива, магистраль подачи жидкого компонента топлива к форсунке, камеру дожигания, сопло Данный двигатель ра­ ботает следующим образом Жидкий компонент топпива по магистрапи подачи поступает к форсунке двигатепя, через которую в распыленном состоянии впрыскивается о осевой канал заряда твердого компонента топлива, и вступает в реакцию горения с горючим Образующиеся в результате реакции горения газообразные и конденсированные про­ дукты сгорания поступают в камеру дожигании, в коюрой реакция горения завершается, после чего продукты сгорания выбрасываются через соптю, создавал реактивную тягу. Однако данная конструкция двигателя обладает существенными недостатками Впрыск окислителя в сквозной канал осуществляется через форсунку, зпюра расходонапряжепности которой не обес­ печивает надежной стабилизации фронта горения вбпизи переднего торца заряда Из-за расходо­ вания окислитепя на реакцию горения плотность окислителя непостоянна вдоль поверхности топ­ ливного канапа, наиболее интенсивное горение происходит в области переднею юрца топливного 2070652 4 канала, а в области ниже по потоку параллельно реакции горения происходит высокотемпературная эрозия топливного капала, при которой из-за не­ достатка окислителя возможен унос нспрореагировавшего горючею Из-за этого происходит ухудшение удельных характеристик двигателя. При впрыске окислителя в топпивный канал движение струй окислителя относительно поверхности канала происходит не по нормали, т е. образуется область тени, в которой остается непрореагировэвшее горючее, что также ведет к ухудшению удельных характеристик двигателя При большой скорости впрыска и определенной скорости горения воз­ можен срыв фронта горения либо установпснис фронта горения на некотором удалении от перед­ нею торца канала. Зто также приводит к образо­ ванию области тени, о которой остается непрореагировавшее юрючее, из-за чего происходит ухудшение удеттьных и массоэнергстических хараїаеристик двигателя При создании изобретения решалась задача обеспечения равномерности горения твердого заряда вдоль поверхности осевого канала и обеспечение усюйчивой зоны стабилизации пла­ мени вблизи I іереднего торца заряда. Поставленная задача решена за счет того, что в известном двигателе, содержащем зарядную ка­ меру с размещенными в ней зарядом твердого компонента топлива, по оси которого выполнен сквозной канал, в котором между донышком камеры и зарядом твердого компонента топлива распотюжена форсунка, магистраль подачи жидкого компонента топлива к форсунке, соптю, форсунка выполнена в виде полого корпуса и установленного в нем с зазором вкладыша с центральным канатюм, один торец вкладыша со стороны подачи жидкого компонента топпива снабжен кольцевым фпанцсм с отверстиями, а другой имеет плавно расширяю­ щуюся наружную поверхность и выступает за торцевую поверхность корпуса с образованием криволинейної о канала Для дополнительной турбулизации основного потока жидкого компонента топлива форсунка может быть снабжена шнековым завихритслем, установленным в центральном канале вкладыша. Таким образом, форсунка представляет собой осе-радиально-кольцевую форсунку, часть рас­ хода жидкого компонента топлива через которую подается R радиальном направлении по нормали к поверхности сквозного канала твердого компонента топлива, а оаальной расход жидкого компонента топлива через форсунку подается в сквозной канал твердого компонента топлива в осевом направлении слаборасходлщейсн струей Доля расхода жидкого компонента топлива которая подается в ради­ альном направлении к поверхности сквозного к а ­ нала твердого компонента топлива дня обеспечения устойчивой стабилизации пламени вблизи переднего торца заряда твердого компонента топлива, зависит от многих механических и термодинамических параметров заряда твердого комітонента топлива и 2070652 жидкого компонента топлива и поэтому определя­ ется расчстно-экспериментальным путем для конкретной топливной лары. Такое конструктивное исполнение форсунки позволяет обеспечить равномерность горения вдоль поверхности топливното канала за счет увеличения дальнобойности струи жидкого компонента топлива при использовании спаборасходящейся струи и усюйчивую стабилизацию пламени вбтіизи перед­ него торца заряда твердого компонента топлива за счет принудительного развороіа части расхода жидкого компонента топлива по нормали к по­ верхности сквозного канала заряда твердого ком­ понента топпива вблизи переднего торца заряда. Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг 1 изображен разрез двигателя, на фиг. 2 предлагаемая форсунка по п I формупы изобре­ тения, на фиг. 3 сечение форсунки, на фиг 4 предпагаемая форсунка по п 2 формулы изобре­ тения Двигатель (фиг. 1) содержит зарядную камеру 1, внутри которой размещен заряд твердого компо­ нента топлива 2 со сквозным каналом 3, форсунку 4, камеру 5, сопло 6 и магистраль подачи 7 жидкого компонента топлива. Форсунка (фиг 2) состоит из потюго корпуса 8 и вкладыша 9, в котором выполнен центральный канал 10, один торец вкладыша со стороны подачи жидкого компонента топлива снабжен кольцевым фттанцем с отверстиями 11, а другой имеет плавно расширяющуюся наружную поверхность 12 и выступает за торцевую поверх­ ность корпуса с образованием кpивo^тинeйнoгo канала. В центральном канапе 10 может быть ус­ тановлен шнековыйзавихритель 13 Двигатель работает следующим образом. Из бака (на чертеже не показан) по магистрали подачи жидкого компонента топлива 7 через форсунку 4 в сквозной канал 3 заряда твердого топлива 2 пода­ ется жидкий компонент топлива, часть расхода которого проходит через отверстия кольцевого фланца 11 по кольцевому каналу, образованному полым корпусом 8 и вкттадышем 9 форсунки, раз­ ворачивается при движении в криволинейном к а ­ нале, обра.зованном плавно расширяющейся на­ ружной поверхностью 12 и торцевой поверхностью корпуса, впрыскивается в сквозной канал 3 заряда твердого компонента топпива 2 по нормали к по­ верхности канала вбпизи лереднеї о торца заряда и вступает с твердым компонентом топлива в реакцию горения, образуя при этом устойчивый фронт г о ­ рения топпива вблизи переднего торца заряда. Другая, значительно большая, часть расхода жидкого компонента топпива впрыскивается через центральный канал 10 вкладыша 9 форсунки вдоль осевой пинии сквозного топливного канала, тіибо в виде слаборасходящейся струи, либо через шнековый завихритель 13 в виде закрученной струи В результате процессов сублимации под действием турбулентного потока высокотемпературных про­ дуктов сгорания от фронта горения твердый ком­ понент топлива газифицируегся с поверхности сквозного канала 3 заряда твердого компонента топлива 2 и ого турбулизованные потоки переме­ шиваются с основной струей жидкого компонента топттива, вступал с ним в реакцию горения Вслучае установки шнекового завихрителя 13 происходит дополнительная турбупиззция потока жидкого компонента топлива, улучшающая процессы пе­ ремешивания компонентов топлива. Смесь про­ дуктов сгорания и непрореагировавших потоков компонентов топлива поступает в камеру дожигания 5, в которой процесс горения завершается, после чего продукты горения выбрасываются через сопло, создавая реактивную тягу. Формула изобретения I. Гибридный ракетный двигатель, содержащий зарядную камеру с размещенным в ней зарядом твердого компонента топлива, по оси которого выпоттнен сквозной канал, в котором между д о ­ нышком камеры и зарядом твердого топпива рас­ положена форсунка, магистраль подачи жидкого компонента топлива к форсунке, сопло, отличаю­ щийся тем, что форсунка аыпоттена в виде полого корпуса и установленного в нем с зазором вкла­ дыша с центральным каналом, один торец вкла­ дыша со стороны подачи жидкого компонента топлива снабжен кольцевым фтіанцем с отверс тиями, а другой имеет плавно расширяющуюся наружную поверхность и выступает за торцевую поверхтюаь корпуса с образованием криволиней­ ного канала. 2 Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что форсунка снабжена шнековым завихритслем, ус­ тановленным в центральном канале вкладыша ID о о •*чі п •о н п S го о о СП (Л ^ го 00 2070652 СІ * . ' J ^ ^ (19) RU (11)2065069 (13) С 1 (51) 6 F Q2 К 9/95 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным .знакам (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 1 (22)13,07.93 (21)93036173/06 (46)100896 (71) Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В. П. Глушко (72) Максимец О Г (73) Научно-производственное объединение знеріетического машиностроения им акад. в. п. Глушко (56) М И Шевелюк Теоретические основы про­ ектирования ФРД - М Оборогиз, 1960, с 616623 (54) СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО ГОРЕНИЯ В ЖИДКОСТНОМ РАКЕТНОМ ДВИГАТЕЛЕ (57) Использование, в жидкостных ракетных дви­ гателях. Сущность изобретения создают при за­ пуске зону горения при опережении подачи R к а ­ меру сгорания одного из компонентоо путем вре­ менного перекрытия части форсунок по одному из компонентов топлива. Это покрытие форсунок может осуществляться путем установки в форсунках пирошашек. выгорающих в процессе запуска, уста­ новки в форсунках легкоплавких элементов, в том числе выполненных из сплава Вуда или индия, а также подачи в форсунки нейтрального газа. 5 з п. ф-лы, 4 ил. ОнислитеАЬ ч Штра/^шьш газ / U о\ о Ч Горючее из S тракта О з И.зобрєтєнис относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), конкретно к обеспе­ чению устойчивого [ орения в ЖРД Обеспечение устойчивого горения в ЖРД (в тяговой камере в газогенераторе) является одной из пробтіем, которые приходится решать разра­ ботчикам ЖРД Неустойчивость проявттяется в самопроизвольных колебаниях с большой ампли­ тудой параметров, определяющих рабочий процесс ЖРД {давления, скорости, температуры газа и т. д.). Особую опасность представляет высокочастотная неустойчивость, характеризующаяся возникнове нием на пусковом режиме колебаний газа в камере сгорания и газогенераторе с частотой свыше 1000 Гц, что приводит к разрушению материальной части (Космонавтика Энциклопедия М Сов энцикло­ педия, 1985, статья "Неустойчивость рабочего процесса") Как правило, высокочастотная неус­ тойчивость горения возникает на режиме запуска ЖРД Известен способ обеспечения устойчивости горения R ЖРД, включающий создание демпфи­ рующего глзожидкостного объема в зоне горения (камеры сгорания, газогенератора) (Неусюйчивость горения в ЖРД Пер с англ М. 1975, с 621-625) Известен способ обеспечения устойчивого го­ рения в ЖРД, вкттючающий создание при запуске зоны горения при опережении подачи в камеру сгорания одною из компонентов топлива путем временного перекрытия форсунок по одному из компонентов топлива (М. И Шевелюк Теорсти ческие основы проектирования ЖРД М Оборонгиз, 1960, с 616-618, 620-623 (прототип) Однако указанный способ рассчитанный на создание в начальный момент парогазового {капетіьно-жидкостного) облако демпфирующего обьема, не является оффсктионым в процессе выхода на номинальный режим Изобретение решает техническую задачу создании простого и эффективного способа обеспечения устойчивого I орения в ЖРД в про­ цессе выхода на номинальном режиме. Эта задача решается за счет того, что в способе обеспечения устойчивого горения в ЖРД, включающем создание при запуске зоны горения при опережении подачи в камеру сгорания одного из компонентов топлива путем временного перекрытия форсунок по одному из компонентов юплива, согласно изобретению перекрытие осущесівляют на части форсунок Перекрытие форсунок могут осуществттять уста­ новкой в них лирошашск, оыгорающих в процессе запуска кроме того, перекрытие могут осущесшлять установкой легкоплавких элементов, в том числе, выполненных из сплава Вуда или сплавов индия, кроме того перекрытие форсунок мог/т осу­ ществлять путем подачи в них нейтрального газа, в качестве которого могут использовать азот. От применения изобретения ожидается техни­ ческий резуііьіаі, состоящий в повышении на­ дежности работы ЖРД на режиме запуска в про­ цессе выхода на номинальный режим 2065069 4 Поясним существо изобретения на конкретном примере его осуществления, применительно к двигателю типа РД-107, устанавливаемому на ракетах-носителях "Восток" и "Союз Камера сго­ рания этого ЖРД содержит форсуночную головку (фиг 1) с центральным подводящим патрубком 1, крышкой 2 и двумн плоскими днищами 3 и 4, в ко­ торых размещено 277 двухкомпонентных 5 и 60 однокомпонентных 6 форсунок центробежного типа с тангенциальным подводом жидкого кислорода (окислитель) и керосина (горючее). Схема распо­ ложения форсунок представлена на фиг 2, а конструкция форсунок на фиг 3 4 Жидкий кис­ лород поступает к форсункам из верхней полости головки через патрубок 1, а керосин от периферии головки после прохождения камеры (фиг 1 4 за­ имствованы из книги "Космонавтика/Энциклоподил" М Сов. энциклопедия, 1985, с 426) Чтобы осуществить предлагаемый способ, при сборке двигателя в каналы окислителя форсунок занимающих сектор с центральным углом а (в конкретном примере 60°), вставляют герметично, при помощи клея цилиндрические пирошашки торцового горения в процессе предстартовой подготовки в рабочее пространство (зону горении) камеры вставляют (согласно эксплуатационнотехнической документации) пирозажигательное устройство При включении двигатепя в работу тюдают в определенной последовательности, оп­ ределяемой штатной циклограммой запуска электрические команды на открытие топттивных клапанов и задействование пирозажигательного устройства К форсункам поступают окислитель и горючее, которые смешиваются в рабочем прост­ ранстве (зоне горения), и смесь воспламеняется (от лиро-зажигательного устройства), образуя высоко­ температурные продукты сгорания, которые пос­ тупают в реактивное сопло Причем в ту часть пространства камеры, где в форсункахустновпены пирошашки, окислитепь не поступает, а поступает тотіько юрючее в распыленном виде, образуя г а ­ зожидкостный объем, заполненный испаряюиїимся каїитями (керосина) Этот объем вытюлняет роль демпфера в котором рассеивается энергия ко­ лебаний генерируемая процессом горения в ос­ тальном пространстве камеры, что препятствует возникновению высокочастотных пульсаций дав­ ления От срабатывающего пирозажигательного уст­ ройства вослламсняютсл также пирошаиіки, ус­ тановленные в форсунках Они выюрают примерно через 15 с (что соответствует времени выхода двигатепя на номинальный рабочий режим по штатной схеме запуска) открывая доступ окисли­ телю в зону [ орения камеры через все форсунки, и двигатель выходит на расчетный режим. На этом режиме высокочастотные пульсации в камере не возникают Отмстим, что состав и размеры (длину) форсу ночных пирошашек, как и места их установки. 5 2065069 вначале рассчитывают и затем уточняют экспери­ ментально Вместо пирошашек в форсунки могут устанавливаться легкоплавкие (например пласт­ массовые) вставки, рассчиганные на выгорание в процессе запуска двигаїеля. либо каналы форсунок могут заллавляться легкоплавкими составами (сплавы Вуда, индия и т д ) в расчете на их уда­ ление при включении двигатепя в работу за счет теплоты из зоны горения или за счет нагрева г о ­ рючим, поступающим из охпаждающего тракта камеры. Из всех этих способов применение фор­ суночных пирошашек представляется наиболее простым и удобным способом, обеспечивающим стабильный, контролируемый запуск (Применимость других способов ограничена в основном двигате­ лями с кратковременным выходом на номинальный режим до приблизительно 3 с) Вместо механического перекрытия форсунок может использоваться газодинамический способ, включающий заполнение форсуночных каналов нейтральным газом (азот, гелий). Применительно к описанной выше форсуночной гоповке двигатепя РД-107 этот способ может осуществтіяться сле­ дующим образом В процессе запуска одновре 6 менно с задействованием пирозажигательного устройства включают подачу (например из специ­ ального баллона) газообразного азота под давле­ нием в полость окислителя форсуночной головки через штуцер 7, расположенный на периферии крышки 2 Азот заполняет примыкающую к штуцеру часть потюсти окислителя, поступая в каналы ОКИСЛИТСТІЯ соответствующих форсунок, что пре­ пятствует поступлению в них кислорода из цент­ рального патрубка 1 Через время, соответствующее выходу двигатепя на номинаттьный режим по штатной схеме, подачу азота в полость головки (продувку полости) прекращают Эта операция может осуществляться и автоматически при о п ­ ределенном превышении давления кислорода над давлением азота в продувочной магисірали, снабженной обратным клапаном. Технический резутіьтат от использования изобретения состоит в повышении надежности функционирования ЖРД за счет предотвращения высокочастотных колебаний газа в зонах горения (камеры сгорания, газогенератора) Й режиме за­ пуска. Формула изобретения 1 Способ обеспечения устойчивости горения в ЖРД. вюіючающий создание при запуске зоны горения при опережении подачи в камеру сгорания одного из компонентов топлива путем временного перекрытия форсунок по одному из компонентов топлива, отличающийся тем, что перекрытие осуществляют на части форсунок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пе­ рекрытие форсунок осущесівляют установкой в них пирошашек, выгорающих в процессе запуска. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пе рекрьл:ис форсунок осутцествляют установкой в них легкоплавких элементов 4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что легкоплавкие элементы выполняют из сплава Вуда или из индия 5 Способ по п. 1, отличающийся тем, что пе­ рекрытие форсунок осуществпнкзт путем подачи в них нейтрального газа. 6. Способ по пп 1 и 5, отличаюпдийся тем, что в качестве нейтрального газа используют азот. 7 2065069 Чертежи 5 6 Фае. 2 ОнислитеАЬ ^ fop/Of/ee / LLd • Фиг. З Шиг^ « отдельные конструктивные фрагменты на рис. 6.41 покаана ^^^^^ " " ; ^ ' ; , о г о ^игателя с дожиганием воекамеры еше о д а г о *^'оіороДно-воДоро^ ^^^^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ сгорания порядстаиовительного генерторного газз и ^ ^^^^^^ ^ с:іед>юшем. Шка П 15 МПа. Осно1„ь.е ° 'Х""^'сте.иси н.с^ш^а не превышает 1300... нием благодаря 'KNV температура I Меньшая часть водорода, примерно 25'/с его расхода, поступает в кол­ лектор охлаждающего тракта (см. рис. 6.41), где расход разделяется на две части- меньшая часть направляется в сторону головки, а большая часть т, сторону среза сопла. Особенность наружного охлаждения средней часта камеры включающей дозвуковую и сверхзвуковую области сопла, в том. что этот расход водорода из охааждаюшего тракіз пост^'пает полностью на пояса завесы и используется для создания мощного внутреннего завес„ого охлаждения этой части камеры. Причем меньшая часть расхода водрпода поступает в камеру сгорания через два пояса завесы - сечения 1 и И Небольшая часть расхода водорода поступает через третий пояс - сече­ ние III - для охлаждения содювого насад^са. Расходы на завесу могут ре­ гулироваться сменными дросселями, устанавливаемыми в коллекторе ввода горючего (см. рис. 6 41). охлаждающего тракта, - ^ которт Большая часть жидкого « ™ ° ^ " ^ ™ " V H A , ПО газово»- направляется газифицируется, и. " Р " » ^ « f ^ з а « м Г о с е в ь , м к . , ^ а м двухкомпонент Е - : Ь г І : Т Г : ^ = Г ™ Г 0 Т Є . Є . . . О . .«я от ..сов. ки" здесь нет. Вопросы для самопроверки 1 Назовите составные часта камеры двигателя. 7. Какие имеются конструктивные схемы охлаждаюп»іх тракіоя? 3 Как можно изготовить охлаждающие тракты'' 4 В чем сосгтоят особенности пайки камеры'' Ь Когда мог>-г использоваться пояса завесы охлаждеиия? 6 Из каких соображений выбираются число поясов завесы и расходы через » ^ ? г Ка,^е^онсгру^ии поясов завесы распространены и в чем состоят их особш^""^l Какие ймекггаї конструктивные схемы входаых коплекторов и схемыих распо " ' ' * Т ^ ' ч е м состоят оообснносш конструкции камеры киаюродао^одрродаыхдаигатепей? Глава? КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА СМЕСИТЕЛЬНОЙ ПНЮВКИ Ш 7.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СМЕСИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ Рис. 6.41. Схема с дожиганием: горючего в охлаждающие тракты, і- . OK, Г - -^'^^^^"^ ^^е'Ге Дросс.-; . - решетка газоводэ навки завес. ДР 126 сечения >ста Смесительная, или форсуночная головка является основным звеном систе­ мы смесеобразования камеры двигателя. Ее работа в значительной степени определяет полноту сгорания, устойчивость рабочего процесса и надежность теплозащит:.! стенок камеры. Поэтому разработка конструкщш смеситель­ ной головки, ее экспериментальная доводка - исключительно сложная и ответственная задача. Из технологических требований смесительную головку целесообразно 127 Рис. 7.1. Смесвтепы1ая (форсуночная) голов к а к а м е р ы ЖРДРД-107: 1 - переднее (огневое) днишс, 2 - сред нес днище; 3 — наружное днище; 4 5 - одно компонентная и двучкомпонеігтная форсун ка, 6 - внутренние перегородки. 7 - паї рубок п р о е к т и р о в а т ь и и з г о т а в л и в а т ь в виде отдельного узла камеры двигателя блока головки. Вследствие этого, J 5 Лі.(.мио:іс,мі,.,« ,;к.рс\нк... 2 пдноюп, ЯМпгп М>НС11Т1Г.1И ф ^ ^ p Йнаи форсунка, 4 - струйно-цснтробежная форо'нка с тангенциаль­ ными отверстиями; 5 - струЯно-центробежная форсунка со щііековьім эавичриіелем. 6 — двухкаскадная (комбиниро­ ванная первый каскад - га jo жид костная струйно-струйная, второй каскад - жид­ костная центробежная с тангенциальными отверстиями) При изготовлении форсунок определяются их расходные характе­ ристики, в зависимости от которых они затем разбиваются на группы. В соответствии с этими группами форс>'Нки устанавливаются на головке. Этим самым обеспечивается соответствие характеристик смесеобразования каждой изготовленной головки ее "эталонному" образцу, патученному в результате экспериментальной отработки камеры. Крепление форсунок к днищам головки наиболее часто пронзводйт Рнс. 7.4. Сотовое расположение форсунок: 1 - сгруйно-центробежная форсунка; 2, 3 - центробежные форс>'Нки (камера дви­ гателя РД-216) Рас. 7.5. Шахматное расположение форсунок с переходом на окружность: 1 - форсунка окислителя; 2 - офорс>'нкагорючего 130 (СМ. рис. 7 3) При тонких ;шишах .менее 3 ..3 5 мм) майіу дополняют предварительной ризвагіьцовкон (см. рис ,^). М„,ут применяться и резьоовые сое;щнеиня После изготовления смесительной голов­ ки и проверки се на соответствие техничес­ ким условиям, она ирисоедипяется к блоку камері>і и затем производится окончательная сбирка камеры аое о к а з і Г ^ Г Г ' " ' " " ^^'^^"^^^ьной головки важ-ным решением, которое оказьшает большое влияние па ее конструкцию, является рашреде к " M ' T H Z " " ' '"' " ^ ^ " " ^ " ^"^-•^^* " осушествлепие и х Т ^ Г о д а к ним. Наиболее естественным распределением компонентов является направление охлаждающего комлоненпа, например горючего LOC^^T вепно из охлаждающего тракта камеры во внут^пню'ю полость аТкислителя во внешнюю полость. В этом случае конструкция головки получа ется наиболее простой (см. рис. 7.1}. НУ н я юловки пол>чаОднако в ряде случаев, особенно при двухкомпонентных центробежп и й > ^ т ? п Т ' ' ' " " ^ " " " «--нностей их гидравлических характерце™" либо для обеспечения устойч,шости рабочего процесса приходится r o Z чее из охлаждающего, тракта направлять во внешнюю полость а ^ к и Х Z . . : ' r ^ Z T - ' ' ° ^ ^ • ' ^ ^ " - " - > - " - « " конструкцию головки канатьТто '^п ""^ приходится устраивать перекрещивающиеся канаты. То же происходит и при необходимости вводив компоне^ во внутреннюю полость головки ломимо охлаждающего т7акта В том слТ Тптп ' " ' ™^""'" " Р « ^ « ^ - ^ устраивать специальный ко^лекто^ с соответствующими радиальными канала.ш, в корпусе головки L n Z o да компонента во внутреннюю полость. ^^ ^^ Конструкщія головки усложняется также и при решении устройства пояса завесы охлаждения, встроенного в к о н с т р у к т е головки о^^^нно Г с т ь Т о ' ^ е Г ' ' ^ " ^ " " п^дусмот^ть слеци'альньш коллекто " т ^ Г ЛОСТЬ. Усложнение конструкции происходит и при устройстве в KOHCTPVKВ не ™ ' : : Г " " " " " " не^мовосшіаменяюц^хся компонГн'тов. в некоторых случаях головка чожет иметь больше двух полостей. НаприФо^нки'сР-У-ирова«ии тяг. иногда используют цептробежн!^ фо[^унки с двумя рядами тангенциальных каналов, каждый из которых ет к а Г Г " ' " " « " - « ^ " - й п-остью. В этом сп^е ^ловка^м вой п а т Т б Г т ' ' " " ^ "^"''™' ' '^"^'^Р^^^ компоненты поступают через ГиЛоп.' " ' ' " ' " ' " "Р°«ьки оки'.тителч ао = '?2 10' 3 3 ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ФОРСУНКИ Ц е н т р о б е ж н о й называется форсунка в которой искусственно L0здaeтcя 3ahpvTKa подаваемой через нее CTpvJ жидкости После вы хода жндюстл из согла под действием цеітробежььіх сил образуется тонкая KOHVcooGpasHaa пелена -.сьпснснта которая быстро распадае-ся на кап и (см рис 3 3,6) Поэтому эпюра расчодонапряженности цен тробежчон форс>нки имеет два гика ^см рис 3 3 г) I Й Lt Л-Л I 4 ^ ^ ^ рн-ьп= Іші-ек 3—ovspeEaa камера .1 I Центробежные форсунки имеют широкий и сравнительно короткий кон\с распыла Распыл центробежных форсунок более тонкий чен у стр^йныч Все это приводит к уменьшению зоіі распылнвания и нспаре ния Однако недостатком центробежных форс>нок является ич болошая конструктивная сложность н меньшая пропускная способность по срав нению со струйными форсунками По способу получения закрутки потока компонента центробеж I ^ 4^ ^ ^ (рис „ _,,5; і р и -^0% Н 1 і ' ' • " 3 14, в и 3. 15. d ) . В центробежной тангенциальной форсунке жидкость входит в по лость форсунки через одно или нескагько входных отверстий, оси кото 76 H«e^nnr?!.rv ^ ^""^ " з а к р ы т ы е тангенциальные центробеж ныефорс\нкн Узaкpыты^ тангенциальных форсунок (см рис 3 І4 а) радиус сопла г, у^^мът^ pa;:Hvca вихрезой камеры R У открьтых фоо с>нок paд^vc сопла равеь ради\су вихревой чамеры (см рнс 3 И б» «ошь^'^гТ,ж ^ ' ^ " ' ' Р " ^ ^ ^ " С'^" Р'*^ 3 и, в) закрутка создается с по мощью специального завихритеїя (шнека) который имеет БИНТОВУЮ нарезкт на нapvжнoи поверхности Двигаясь по винтовой нарезке ^л д 17^L"^^^^''7^'' ^f'^PJ^'-y относительно оси форсунки Рассмотри*раоот\ центробежной форс\нки [1] Работа форсунки 3 іентро5-?>гр-^,-, у HreHUH?-LioH фopcy•Jкe -t-r - 'Gl ^р-^ъэ ть ^ ' " с - ,0. .-h 1 \ Ь 4Г-ЄЗ r.i^'l, I М .Т ^^ . . " .. и ^р л -И/"^ '^^ Сііоросіью х „ сгт отверг не р^^ипсюжечо гак, что ось с. г S S l ^ ^ l i J L ^ ' * ? ? ' " " " ' ^'^^"^ ^ « * Центроы. расположенным на оси = сопла форсуюш. Благодаря такому входу жидкость проходит через по [Г ,осхь . СОП.О форсунки, Из уравнений 13.23) и (3 26) видно, что при г ^ О будет ^'^^^-JJ давление жидкости на оси борсунки должно иметь ^^^-^^^^^^^f^'^'^' отрицательное значение. Это для жидкости невозможно, так «^^ >^"J кость вообще ие зылерживает отрицательных напряжении, т е. не ра вР---;/-Го''':і".^с^™ян'^::"-".Гос,; -;т„иГГ.5..ггУа::ги°™г:п;ГоЛхо*/в ФОР..,,, Л » выхода из сопла ее, т е. ^3 Т2) ,,е . . „ - о к р у . к а я скорость движения .астииь, жкдкост., з сопле „ . расстоянии г от оси сопла .„^„„рм т і я всех струек (с неболь ^ Так как можно считать, что ^ ^ P ^ f , г""" уомент количества двн шой ошибкой за счет изменения величины г,„| моме ^°^^В іеГіств^«™но?ти в форсунке происходит следующее По мере приближения жидкости к оси форсунки скорость IiV будет У^Д-">'^|;°^:^с Г а давление р падать, но только до тех пор, пока оно не станет рав^ S M давлению окружающей среды, в чотсрую происходит истечение при впрыске в каГеру - д а в л е н и ю в камере) ^ - - - ^ ^ - - / " ^ " 7 ™ іавіечся в центральной области течения невозможно. Так как одним ?воим осиовакием эта область выходит сквозь сопло в окружаюш>ю ред цёГральная часть форсунки не будет заполнен, - н д к о с ™ В ней будет находиться газовый вихрь с давлеііием. равным давлению n K o v L w H среды (давлению в камере) Течение же жидкости по соп Л о р ™ ^' -^Р^ ''' ''''^''' ^ '''•''""' "^^"t "кольцевое вн/тренннй радиус которого равен радиусу газового вихря г„ а в;іешнии радиус — радиусу сопла Л с • Это сечение будем называть ж и в ы м с е ч е н и е м сопла форсунки. его площадь (3. 27) / « = ^ ( ' с Расход через сопло форсунки Дрф= рв1 Р^ где ф — к о э ф ф и ц и е н т Ри~ 3 16 Движение жнд^эси, в ттробемной форсунке живого сечения. Очевидно, что (3. 29) з а а я скорости жидкости на выходе . з фор Согласно уравнению (3.22) можно написать ^r~w г (3.32) і-де jtv^—тангенциальная скорость движения жидкойн Вря f-""mОтсюла Е£^ dw„. (3 33) (? >= '. П -/7 Г! Определим изменения -^.„ и Z.. по поперечному *^^;^^»7''Г Выделим гмотпим сечечие струи на срезе сопла форсунки (рис. 3 Ь ) . Выделим в живГм сечении на расстоянии г от оси кольцевой элемент dr. Согласно п о ™ п у Д Аламбера разность давлений па поверхность кольцевого " ? е ™ а Лр уравновешивается центробежной силой Для единичного элемента уравнение равновесия будет иметь вид -о и?, ура-їг^' ,1 2^ После подстановки выражений (3.31) и (3.33) в урминжлс П. o^t (3.26) (3.34) g • • 79 78 a после интегрирования (3 3^) Y называют г с п м е т р и -к- с к о П б е ж н о if ф о р с у н к и. т е А^ 2с Найдем посюянную С. При w,,= j.',.m будет р = Рт> где р« —дав^тс иге, избыточное нал давлением в вихре рз Очевидно, на границе вихря и ;-: ид кости р-п = О, откуда С ~2Г Тогда уравнение {3 35) будет иметь вид 2s (З 36) 2g х а р а к т е р ,i с т и к о и и е і- т р о(3 41) Как мы чвидим дальше, геометрическая характеристика является важьеншич параметром иентрзбежной форсунки В данном анализі чы определяли геометрическую характеристику А для тангеищальнон форсуикг! с одним входом Проведя аналогичные выкладки, легко наїіти выражения геометрической .характеристики и для других типов цегтрабежиых форс>нок. Так, в общем случае для танге.щиальнон форсунки с несколькими в.\одиыми отверстиями паоопеннычи сод углом к оси форсункил — ^ ^ ^ sin і (3.42) где ( — числе входных отверстий; р —угол между направлениями осей входных отверстий и соола форсунки. Для открытой форсу (КИ (см. рис 3. 14.6). так как Гс^/^ьт, А sin Ь. (3-43) Для шнековой форсунки (см. рис 3. 15, д) Р-іс 3. 17 К определению си.-, леиствующич иг ІІОЯЬЦЄВОЙ эленент: 41—живое с«чевне; б, s—взмесенчс сВд. w^ и ї а ^D жявому сечвнив Сопоставив выражения (3 36) и (3.26). получим (3.37) ЦІП 2г 2г т. е. аксиальная составляющая скорости жидкости в живом сечении сог­ ла форсунки а>в не зависит от г и постоянна по всему сечению, т. е. •a)^ = const (3.38) Определим изменение ы;^ по сечению Уравнение постоянства рас­ хода для входного отверстия и для сечения на срезе сопла форсуньи С* = -wj^y = Ша?л r^-v = sf^rl^y їЕ'а^з^'а?'^-^. (3.40) (3.4-5) При г=г^^ скорость x'„ = wVm И так как Г с / г „ = І / У і — « fcM (З 2911 тангенциальная скорость на границе вихря v • '* А, •«'„--кі. (3. 39) Подставив из уравнения (3 22) значение к'ві в уравнение (3 39), го лучнм ™„ = « ' , т ^ — . где /?В1 —средний радиус винтового канала завихрителя; р —угол подъема винтовой линии; /і —площадь проходного сечения одного канала; :—число заходов резьбы завихрителя (число каналов). С помощью геометрической характеристики в общем случае выра­ жение (3.40) для определения тангенциальной скорости w^ можно представить так (3.46) При г = Г ( W,. . — W„-:>A. (3.47) Коэффициент расхода форсунки Используя полученные зависимости, определим расход через фор Эпюры нзмепенни да, и ш.^ то -кизому сечению представлены ка Так как .¥-=4 Лф/у (3 55). то из уравнений ГЗ. 37) и (3.46) гол>-ччм Геїіметріїїсская характеристика форсунки В ..^:]1-.;.-пне (3 Щ >од|-т с:- ';.1ск Й о Щ =^ -.^ І' и S «-1 £ Ї 5 _ —-.-.fii.; -dEsr-^* зультату мы пришли бы при уменьшении значения геометрической ха­ рактеристики А. Поэтому центробежную форсунку, имеющую геометрическую харак­ теристику А. при подаче реальной жидкости можно рассчитать с ис­ пользованием так называемой 5 л а и в а л е н т н о й х а р а к т е р и с т и ­ ки ф о р с у н к и .4э, меньшей^ чем А А, (3.61) К^А. где А'ф Г f^'11^.^^^ S.7-: u i - ; ^ ^ - -, • ] 87 Так кяк мы проводим расчет с учетом вязкости, то кооректирсвку пазмерст, полу­ ченных в первом прн6ліі»еі 1111 і'окоугленіїс до целых ЧГСЄЛІ. пока производить М будем Принимаем /^їі/гі=2 3 її і = 2 Тогда Лп, - 2,5Гс = 2 5 I ('7 = А 15 мм. G„^ = Сфі2 - U г/сек Г ff„,r. '- -у ^^У /"4.18-l,t-7 ТТУ- = ^'• --• ^^^ = ^ •^^* ^^ ^^ ^ Определим коэффициент трення л По формуле (3 66( ^Сф 4 0.063 — = -М 150 ( ^ ) л ; jd,„ C,QS110-J-3.I4-1.41-I,824 ІО-з По фсрчу,"е f3.64) определгем ). = Э,033! По формуле ^нокпонеіітная форс>нка с внешним смешением и е н ' ™ *п^ представляет собой конструктивный блок двух однокомпо. нен.ных форсунок, обеспечивающий перемешивание компонентов в заданном соотношении непосредственно у головки двигателя Двухкомпонентные форсунки не обязательно являются сочетанием двух центробежных форсунок. Возможны различные конструктнзнье сочетания нз центробежной, струйной и щелевой - форсунок. На рис. 6Л1.Ж показана схема двух компонентно и форсунки с внешним смешением, в которой соединены центробежная и щелевая форсунки применение двухкомпонентных форсунок позволяет улучшить" счесесблаэсвание. тлк как обегне-швартся п^ноччпе гпешснче компоиертов •;. .J. -э сг>,\-'-.я. а -Mv^'iw го-.зо]я.'т \-ме.шаі;ть н,чі6.\о :;ІМІ,ІІІ cf ^• ; с-г.рзни!. Прочуєшся cnccooHocT. голопк:- ., -tnv-..;-%,no І • 89 явіяютх;я где во-первых. Расход топлива через форсунку На основании закона сохранения момента количества движения можем Рассмотрим порядок F " " " " " " Расчет эмульсионных форсунок . C , . z . ^ - C , . , z . X , c o s ? + 6-,.../^-. (3.73) где х , -тангенциальная составляющая скоросіи перемешанного по я 9"^ а Обозначим ic; 'г; t^'"- ^ г ^^ ' ток£ В смесительной полости. Для общности считаем, чіи где Lfu--тангенциальная составляющая скорости эмульсии на выходе уГЛОУ Р л-л ""' ""из'^авеиства (3.73) с учетом выражении {3.70) и ІЗ. 72) получаем у--/псп=.3 и из формул (3,74) и (3.75) _ ,„ (3 751 определяем ^-^^ Определим плотность топлива Уг _ ^ (3.76) образовавшегося прн смешении в форсунке горючего и окислителя. Так как Сф^^Сф^_1_Сф^^ Т с учетом выражений О (3.77) (3.7І) н (3.72) У..(1-у) (3.78) V — /п Определим окружную скорость эмульсии в сопле форсунки Wu. Аналогично уравнению (3.39) с учетом зависимости (3.72) урав­ нение расхода через форсунку где au — осевая составляющая скорости эмульсии в сопле. Т^гда, сопоставляя выражения (3.76), (3.78) и (3.79). подучим Р.С S 23 к расчету ,вухкомпоье^«"х форсунок (v + / л C S Е) V /г„/-с £^ O (3 80) Обозначив ^ •^5« (v^V'^COS^)V ^п^'-с ( ] ч- V) (V -L т ) іг^ (3.81) •у.:""!. « гопючего в смесительной поло: ^ , , ^ тавление окислителя и горючего ;е Гг стп •uopcyt к-і O^.a^F.-v w^ = V тїс-р. 90 \y. I "^i (3.82) л • -.. І10!1Г.ПИ фОрГ\ :'!•". . ,дэ .-'-.. — reo^E•..^г1•-• • •. • Уравнения ^3. S2) U ^а. .^> ..i^c.j... 1ДЫ. 91 Проделав преобразования, аналогичные преобразованиям для одно компонентной форсунки, мы можем убедиться, что зависимости м и 2а от А^^ такие же. как и д.^я однокомпонентнон форсунки (см. рнс 6. 15| Сіедовательно. зная топливо .т е. v и т) и задавшись радиусом вход ных отверстий окислителя г, и числом их 1, можем дальнейший расчет двухкомпонентной змульсі'оні он форсунки проводить в том же поряд ке' что н расчет однокомпонентньї.ч форсунок, используя при этом гео метрнчсск\ю характеристику эмульсионной форсунки А-^ вместо гео­ метрической характеристики А является относительно небольшая прочность и малая жесткость Поэто"Ц^.Т^"''*'" ' ' ' ' " " ' ' ' крупногабаритных двигателей необходимо пре­ дусматривать подкрепляющие элементы, обеспечивающие требїему-к: про'ность и жесткость головки 'Ft:uveM>K; ^^Г'^'г? "^ показа la плоская головка, работающая по схеме рнс 3 24. а Охладитель О поступает из охлаждающего тракта в полость между средним 2 и ниуктч 3 днищами юловки. откуда чере. шнековые форсунки 6 поступает н камеру сгорания Компонент Г через входную Расчет двухкомпонентных форсунок с внешним смешением Рас-іет двухкочпонентнь;\ форсунок с внеш-ікм смешением (онс 3 23 б) в основном сводится к расчету внутрен:іей и наружной форсунок.'рассматриваемых как самостортельные однокомпонентные форсунки Прн зтом радиус вчхря наружной форсунки .-; до^жен^быть ботьше наружного радиуса корпуса сопла внутренней форсунки г„ , т е г* > г " в случае когда г1- 2 а " обеспечн^ ваетсч лучшая защита гслозкк от прогара (при этом часто в наружн>ю Форсунку подают гоэючее! Заканчивая рассмотрение различных типоз iopcvHOK (струйных центробежных, одно- и двухкомпонентных и т. Д^| Необходимо отметить, что важной стадией разработки Фо?^У^^;'^^-'^^'^ ся их гидравлнческі-е испытан^ч. которые обычно проводятся на воде Эти иснытаиня позволяют прокорректировать расчетные коэффициенть расхода и углы распыливания, а также получить необходимые данные по смешению и распределению компонента по сечению камеры. 3 5 ГОЛОВКИ КАМЕР ЖРД Готовка камеры двигателя является главным узлом, обеспечиваю­ щим правильную оргйяизаиню смесеобразования в камере сгорания Конструкция головки должна обеспечить устойчивое горение в камере, а также способствовать плавному выходу двигателя на режим и умень­ шению импульса последействия (см. § 5 5) При проектировании го­ ловки должно быт. осуществлено необходимее размещение и надежное крепление форсунок, наиболее удобный подвод компонентов к форсун­ кам и технологически возможно более простое соединение головки с камерон сготання Типы голсвок Ж Р Д _-j, ,^ ^ -,,. -, І. 1 ^-> : ' Є •! с ф е р Н Ч Ь С . С Н І ' илос-1^ г к і ' . . - 1 . . ^. ^--і - 5 -» -l.T.>T-'i '. .шг .-.• 1^ ^ простраиечным типом. Преимуиество плоскич •'^-''^'^^'^- • ••'';"''^_;;;, ' струкции- кроме того, плоскяе головки позволяют достаточно хорошо обеспечить однородность П Л скоростей к концентрации топлива по ОЯ попер-но'г. сечению камеры с^рания. Недостатком плоских головок 92 Рис 3 24 Схемы голэБО.л ЖРД г-плоскзч с saofMUM дноы. б-плі>скач те сверлениям,-, в-п.-хкгя с пеиесеквюшнм і-я c-j.i>,M« .:м^.ис1«-^,я н горючего. г - с ф ^ ™ с к ^ „ . ^ - - ф е р н ч е . ч а я с ф с р к " ^ а « " ^ ^ ш 1 " т . _ равая с центральных пэяэодто мн_лите.-и . - з э о х н . ; дч^ше ?-среднве j:i'„m,s. Л-ннжнее дні^ще І - г м о : і ; охладителя 5--коль Jt—клапан //—фсркэмеры ПУбку W поступает в полость между верхним / и средним 2 днищами а оттуда через шнековые форсунки 5 — в камеру сгорания Форсунки крепятся развальцовкой. Головка соединяется с камеоой сгорания с помощью соедиинтельного чольца 4, а также непосредственно сваркой ? внутренней 1?болочч::Р " чамрр--^ "горяинч .' ..'•'•,!:•, •..;.;(•-:; І.:І :L.,V;! .iv; ..\LMe ,і!'С. Я24,.: С ф е р и ч е с к и е г о л с в і і н нашлн примеиенн^ преимуществен не в двигателях больших тяг. Достоинство головок—в жесткости кон­ струкции. 93 1 Ри На рнс 3.24. г и 3.27 показаны схема и внешний вид сферической го юпки кислородно-водородного двигателя RL-IO. На рис. 3.24. d и 5.4 показаны схема и разрез сферической голов км кііслородно-спиртового двигателя ракеты А-4. 5 2х ПТ С Э голсвка: -Э Ч Я „ „ к « о " - * ^ - " ' ^ ' ' - / „ Т ^ " 9-ахэяная трубка. рання, й-ікорпіс к а и г р ь . ,'9-1, їОка і •• } Рис 3.23. Форкамера голован даигэте.-я: /—TpvCKa подвода экис';ктеля: ?-деіт;аль-.,ая стці-йная фот:cVH-:a J - н е р х н с й !>нд иентребежньїч фот:-:>тіок: ^ - б о к о в ы е стр>*ние форс-,нкн: S. Й-кои5^нн:5!)ва:чнне стрі-йние А цен­ тробежные форсунки, /--знугреяняя оболочка форкамеры Рис 3 26 Плоска, головка С струГшы^ч О Ш а т р о в ы е г о л о в к и , по форме напоминающие шатер (см. рнс 3 24 е) находят применение в двигателях малых и средних тяг, а также в 'качестве форкамео. Преимуществами шатровой головки яв­ ляются ббльшая. чем у плоской головки, поверхность для размещения йорс'.-нок и хорошие прочностные свойства. Недостатки головки — в сложности изготовления и неравномерности распределения топлива по -ечению При шатровой головке возможно образование «жгута» рас­ пыленного топлива. На рис. 3. 28 показана форкамера головки. Размещение и крепление форсунок на головке Р.С. 94 "гімег'--'Кі'е фор~УНСК и-' гочпг!--е д.и:-'-:'=^ п'п-пГ.т^гт"-. іп...-:!:еи № ..cHCRM!.v rpm. .::!;-. -.;•.-• М^Л.-MLV - с . ес.оОр..-ivnn... при ьСи-ч-м- і с , : . ж т м м : .мч. к..:ііь>сі. .^.:с^р>-;іпп'.-iiu .J ОС!-ІІ.,О,4 L::;n:;iiTCT і- »..ле.1'_,1пысм\. і Б.'Змг;-.по Оь .- р;ні H'j^T-'p'iov ..,іспгі;;е.'..'іі.іО гп ссчеі,-!Ю і:а:.:'рм (ГГпрпіі^і.Ч ГС0Т11ОЩ._.-ИД ,. •:.1І10,.І.І70-І » І! р:.С.Ч0Д0Л£.ПрЛЖ1;И:х--1.! :. 95 2 cro^imi I лучшая зашить стечок в то я-е время не следует доп\скать чрезмерного утонения за щитного пристеночного слоя И1И пробор его струями окислителя Прн размещении форсунок нсобходімо такме обеспечить н защиту самой головки от прогара метущего явиться результатом большого теплоподзода от ядра пламени С этой точки зрения зоны распылива ния и испарения являются зонами, защищающими головку от больших тепловых потоков, однако при боїьшом расстоянии между форсунками мог>т оказа-ьср участки поверхности пэювки, не защищенные в доста точной мере от воздействия обратных токов горячих продуктов сгорания что может привести к прогару головчн Такая опасность возникает прн применении двуккомпонентньх форсунок, у которых франт пламеьн раслотагаетея бпиже к головке При установке иеь-тробежных форс^ іок обычно иаі'меньшре расстояние между форсунками определяется паз мером самой форсунки а также соображенирми срочности -оловки ослабчяемой свертенияни под форсунки, и находится в предетах Р — 30 мм [27] На таких же расстояниях размещаются струйные форсунки . . Расходы через одкочомпгнентную форсунку находятся з предетау ' ' " т - . -іє' h l e caci Д ")\!1 О I ІТ 1~J ІЛ служить головка кислородно-водородного двигателя (см рнс ^Z4,s и 3 27) Здесь в концентричных поясах размещены группы форсунок, со 96 Для задиты стенок камерь сгорай ія от npo^apa создается защит ныи пристеночный С10Н, переобо-ащеннын горючим и имеющий вслед ствне этого боїее иизк\ю TeMneparvpv, чем ядро потока Следует отме тить, что поистеноч1ый 1,той с оотьшим избытком окислителя также имел бы температ>ру ниже темперйтуры ядра потока и, по видимому яв^я^cя бы вполне удовлетворнтельнь м защитным стоеы, однако oiac KOLTb возник ісвения местных оччгов горения у стенки Б окислнтетьной среде с npordpa стенок всчедстніе окисления мета тла приводит к точ> что обычно создается пристеночньи слон обогащенный горючим Дтя этого на готовке либо устанавливается специатьныи периферийный пояс форсунок горючего как на рнс 3 29, либо крайние форсунки окнслнте-я заменяются форс>нками горючего 111 ' •-,> '•іі^^иО'ІчМч.І 7iV(o t^op(.\iiU' o v . l . жіи^-Л Ы' .О-^ОЗлГХ Р-ЗМОУ-^НТ 4Crj. ^J.nvol-'j JriJ4(tTeTlH0. J J -_, ^ ,d.. IL.H.e r J ' r-e .ЧІЛ {n'"L.i:. T^n і .ытагнр гопво-ч o\-a, > . ^^ -,, т.„ < . . . - . : . ^- о ї 1..^. -'"^•;І t'V^:'і'':- іо;»ч^г.а -^xj ,^,сєк дали удовлет вори-^тьные результаты (67] Л«М=..СІ 4 90S ^ Г' •. г

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Mix head of propulsion engine chamber

Назва патенту російською

Смесительная головка камеры ракетного двигателя

МПК / Мітки

МПК: F02K 9/64, F02K 9/00

Мітки: двигуна, головка, ракетного, камери, змішувальна

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/24-57753-zmishuvalna-golovka-kameri-raketnogo-dviguna.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Змішувальна головка камери ракетного двигуна</a>

Подібні патенти