Камера рідинного ракетного двигуна з допалюванням окисного газу

Камера рідинного ракетного двигуна з допалюванням окисного газу, що містить газовід у вигляді конуса, що розширюється, із вирівнювальною решіткою, корпус із закріпленими в ньому середнім і вогневим днищами й газорідинні форсунки, яка відрізняється тим, що вирівнювальна решітка установлена на відстані від середнього днища, що становить 0,3÷0,45 діаметра циліндра камери згоряння, при цьому вхідні торці форсунок розташовані від вирівнювальної решітки на відстані, що становить 0,35÷0,65 відстані від неї до середнього днища. (19) (21) a200901171 (22) 13.02.2009 (24) 25.08.2011 (46) 25.08.2011, Бюл.№ 16, 2011 р. (72) КУЧМА ІВАН МАКСИМОВИЧ, ШНЯКІН ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ, БОЖКО ГАЛИНА ГРИГОРІВНА, РОДЬКІН АНДРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "КОНСТРУКТОРСЬКЕ БЮРО "ПІВДЕННЕ" ІМ. М.К. ЯНГЕЛЯ (56) RU 2186236 C1, 27.07.2002 US 4100733 A, 18.07.1978 GB 1149966 A, 23.04.1965 RU 210477 C1, 10.04.1998 RU 2345237 C1, 27.01.2009 3 від середнього днища, що становить 0,3÷0,45 діаметра циліндра камери згоряння, при цьому вхідні торці форсунок розташовані від вирівнювальної решітки на відстані, що становить 0,35÷0,65 відстані від неї до середнього днища. Новими відмітними істотними ознаками камери рідинного ракетного двигуна з допалюванням окисного газу, яка заявляється, є: 1. Установлення вирівнювальної решітки на відстані від середнього днища, що становить 0,3÷0,45 діаметра циліндра камери згоряння. 2. Установлення форсунок із розташуванням їх вхідних торців від вирівнювальної решітки на відстані, що становить 0,35÷0,65 відстані від неї до середнього днища. Сукупність нових істотних відмітних ознак і відомих істотних ознак забезпечує одержання нового технічного результату, що полягає у виключенні високочастотної нестійкості робочого процесу в камері згоряння й підвищенні надійності роботи РРД із допалюванням окисного газу. Суть винаходу ілюструється кресленнями, де на фіг.1 показаний загальний вигляд камери рідинного ракетного двигуна з допалюванням окисного газу, на фіг.2 - схематичне зображення епюри тиску напівхвилі поздовжньої форми коливань газу в порожнині між вирівнювальною решіткою і середнім днищем. Камера рідинного ракетного двигуна з допалюванням окисного газу містить корпус 1, до якого прикріплені газовід у вигляді конуса, що розширюється 2, середнє днище 3 і вогневе днище 4. У місці з'єднання корпусу 1 і газоводу 2 установлена вирівнювальна решітка 5 з отворами 6. Між днищами 3 і 4 утворена порожнина 7 для підведення рідкого компонента. У днищах 3 і 4 установлені газорідинні форсунки 8, що мають газовий канал 9 і отвори 10 для підведення рідкого компонента. Газовий канал 9 форсунок 8 налагоджений на максимальний винос енергії збурювання із зони горіння камери в передфорсункову порожнину 11, розташовану між середнім днищем 3 і вирівнювальною решіткою 5. Вирівнювальна решітка 5 установлена на відстані від середнього днища 3, що становить 0,3÷0,45 діаметра циліндра камери згоряння. Форсунки 8 установлені в днищах 3 і 4 так, що вхідні торці газових каналів 9 розташовані від вирівнювальної решітки 5 на відстані, що становить 0,35÷0,65 відстані від вирівнювальної решітки 5 до середнього днища 3. Газовід 2 має порожнину 12, розташовану між вирівнювальною решіткою 5 і виходом з газової турбіни (на кресленні не показана). Газоподібний окисний компонент через порожнину 12 газоводу 2, отвір 6 вирівнювальної решітки 5, передфорсункову порожнину 11, газовий канал 9 форсунок 8, а рідкий компонент із порожнини 7 через отвори 10 форсунок 8 надходять у камеру згоряння, перемішуються й перетворюються в продукти згоряння. 95643 4 У період запуску РРД хвиля збурювання із зони горіння камери поширюється по газовому каналу 9 форсунок 8, виходить у передфорсункову порожнину 11 і досягає середнього днища 3 і вирівнювальної решітки 5. У зв'язку з тим, що в період запуску швидкість газового потоку на отворах 6 вирівнювальної решітки 5 досягає критичної величини, отвори 6 акустично закриті й уся поверхня вирівнювальної решітки 5 для хвилі збурювання, що йде із зони горіння камери згоряння, є твердою перешкодою. Тому пучності епюри 13 тиску напівхвилі поздовжніх коливань розташовуються біля середнього днища 3 і біля вирівнювальної решітки 5, а вузол епюри 13 хвилі тиску розташовується між ними посередині. Розташування вхідних торців форсунки 8 поблизу вузла епюри 13 тиску напівхвилі поздовжньої форми коливань газу, що характеризується мінімальним акустичним опором і максимальною пульсуючою швидкістю, приводить до збільшення виносу енергії збурювання із зони горіння камери згоряння в передфорсункову порожнину 11 і до зменшення амплітуди хвилі збурювання за рахунок витрат на тертя на входах у газовий канал 9 форсунок 8. Установлення вирівнювальної решітки 5 на відстані від середнього днища 3, що становить менше 0,3 і більше 0,45 діаметра циліндра камери згоряння РРД із допалюванням окисного газу, приводить до деформації епюри 13 тиску напівхвилі поздовжніх коливань газу й до розладнання газової передфорсункової порожнини 11, що характеризується відходом вузла епюри 13 тиску за межі зазначеної порожнини. Розташування вхідних торців форсунок 8 від вирівнювальної решітки 5 на відстані, що становить менше 0,35 і більше 0,65 відстані від неї до середнього днища 3, приводить до такого зсуву вхідних торців від вузла епюри 13 тиску напівхвилі поздовжніх коливань газу, при якому величина акустичного опору на входах у газові канали 9 форсунок 8 зростає, що перешкоджає виносу енергії збурювання із зони горіння в передфорсункову порожнину 11 і знижує запас стійкості робочого процесу. Припустимий зсув вхідних торців форсунок 8, як пристроїв, що звужують, від місця розташування вузла епюри 13 тиску з погляду ефективного поглинання коливальної енергії, не перевищує (±15÷±20) % величини довжини епюри 13 тиску напівхвилі поздовжніх коливань газу. Розрахункова оцінка показала, що установлення вирівнювальної решітки на відстані від середнього днища, що становить 0,3÷0,45 діаметра циліндра камери згоряння, і установлення форсунок із розташуванням їх вхідних торців від вирівнювальної решітки на відстані, що становить 0,35÷0,65 відстані від вирівнювальної решітки до середнього днища, дозволяє збільшити ефективність поглинання коливальної енергії в 5÷10 разів і підвищити надійність роботи РРД із допалюванням окисного газу. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 95643 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601