СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД
LPE COMBUSTION CHAMBER MIXING HEAD

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).
Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является обеспечение высокой полноты сгорания топлива и устойчивости рабочего процесса в камере сгорания на всех режимах работы.
Известна смесительная головка камеры ЖРД, работающего по схеме с дожиганием генераторного газа, которая содержит подвод генераторного газа, корпус, имеющий каналы для подачи жидкого компонента в полость смесительных элементов, смесительные элементы, состоящие из концентрически соединенных между собой колец, на выходе из которых выполнены наклонные отверстия, соединенные с полостью подвода генераторного газа, поступающего через отверстия в корпусе, отверстие в центре для расположения запального устройства, при этом корпус со смесительными элементами представляют собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, с постоянным по площади трактом для поступления компонента топлива (патент РФ № 2649173, МПК F02K 9/52 - прототип).
Данная конструкции обеспечивает высокую полноту сгорания компонентов топлива, но при этом не позволяет реализовать эффективные мероприятия по борьбе с высокочастотными колебаниями.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка за счет растяжения области горения компонентов топлива вдоль продольной оси смесительной головки.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус, в котором выполнены кольцевые каналы, соединенные между собой продольными каналами, сообщающимися с полостью горючего, образованную корпусом и закрепленным на его торце днищем, причем внутренняя полость смесительной головки соединены с кольцевыми каналами с помощью наклонных отверстий, при этом между кольцевыми каналами расположены ряды радиальных отверстий, соединяющих внутреннюю полость смесительной головки с полостью окислителя, образованную корпусом и коллектором окислителя, а наклонные и радиальные отверстия образуют триплетные смесительные элементы.
Предлагаемая конструкция смесительной головки камеры сгорания ЖРД, за счет своих отличительных признаков, позволяет решить поставленную техническую задачу - обеспечить устойчивость процесса горения компонентов топлива за счет растяжения области горения компонентов топлива вдоль продольной оси смесительной головки.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД; на фиг. 2 - разрез А-А - поперечный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД; на фиг. 3 - разрез Б-Б - продольный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД; на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД.
Смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус 1, в котором выполнены кольцевые каналы 2, соединенные между собой продольными каналами 3, сообщающимися с полостью горючего 4, образованную корпусом 1 и закрепленным на его торце днищем 5, причем внутренняя полость смесительной головки 6 соединены с кольцевыми каналами 2 с помощью наклонных отверстий 7.
При этом между кольцевыми каналами 2 расположены ряды радиальных отверстий 8, соединяющих внутреннюю полость смесительной головки 6 с полостью окислителя 9, образованную корпусом 1 и коллектором окислителя 10. Наклонные отверстия 7 и радиальные отверстия 8 образуют триплетные смесительные элементы 11.
Предложенная смесительная головка камеры сгорания ЖРД работает следующим образом.
Окислителя поступает в полость окислителя 9 и далее через радиальные отверстия 8 во внутреннюю полость смесительной головки 6.
Горючее поступает в полость горючего 4 и далее равномерно распределяется по продольным каналам 3. Из продольных каналов 3 горючее поступает в кольцевые каналы 2 и далее через наклонные отверстия 7 во внутреннюю полость смесительной головки 6. Триплетные смесительные элементы 11, состоящие из наклонных отверстий 7 и радиальных отверстий 8, обеспечивают соударение струй компонентов топлива.
Во внутренней полости смесительной головки 6 компоненты топлива смешиваются между собой и сгорают.
Использование предложенного технического решения позволит обеспечить устойчивость процесса горения компонентов топлива за счет растяжения области горения компонентов топлива вдоль продольной оси смесительной головки.