СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖРД
MIXING HEAD OF LPE COMBUSTION CHAMBER

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, состоящая из внутреннего огневого днища, среднего днища, наружного днища, двухкомпонентных струйно-центробежных газожидкостных форсунок закрепленных во внутреннем огневом днище и среднем днище. При этом часть форсунок выступает за внутреннее огневое днище, а другая часть утоплена в огневом днище. Выступающие за огневое днище форсунки образуют в огневой полости камеры радиальные перегородки и кольцевую перегородку, повышающие устойчивость рабочего процесса (патент РФ №2158841, МПК F02K 9/62 - прототип).
В данной смесительной головке часть компонентов топлива поступает в камеру через выступающие двухкомпонентные струйно-центробежные газожидкостные форсунки, что снижает эффективность смесеобразования и, соответственно, удельный импульс тяги двигателя.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка за счет повышения качества смесеобразования.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная смесительная головка камеры сгорания ЖРД, содержит корпус, огневое днище и установленные между ними двухкомпонентные газожидкостные форсунки, отличающаяся тем, что часть форсунок выступает за огневое днище, образуя радиальные перегородки, и содержит внутреннюю и наружную втулку, установленные коаксиально и соединенные между собой с помощью ребер, расположенных на наружной поверхности внутренней втулки и между которыми находятся пазы подвода жидкого компонента топлива, при этом в половине пазов, расположенных в выходной части внутренней втулки, выполнены радиальные отверстия, соединенные с каналом подачи газообразного компонента топлива, причем в районе отверстий пазы со стороны подачи жидкого компонента топлива перекрыты перемычками, а в выходной части внутренней втулки и перед перемычками выполнены кольцевые канавки, соединяющие между собой пазы.
Предлагаемая конструкция смесительной головки камеры сгорания ЖРД, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - увеличение удельного импульса тяги двигателя за счет повышения качества смесеобразования.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез смесительной головки камеры сгорания ЖРД; на фиг. 2 - вид А - вид снизу на смесительную головку камеры сгорания ЖРД; на фиг. 3 - продольный разрез, выступающей за огневое днище форсунки; на фиг. 4 - разрез Б-Б - поперечный разрез, выступающей за огневое днище форсунки; на фиг. 5 - разрез В-В -поперечный разрез, выступающей за огневое днище форсунки; на фиг. 6 - внутренняя втулка, выступающей за огневое днище форсунки; на фиг. 7 - общий вид смесительной головки камеры сгорания ЖРД в аксонометрии.
Смесительная головка камеры сгорания содержит корпус 1, огневое днище 2 и установленные между ними двухкомпонентные газожидкостные форсунки 3 и 4. При этом форсунки 4 выступают за огневое днище 2, образуя радиальные перегородки 5.
Выступающие за огневое днище 2 форсунки 4 содержат внутреннюю втулку 6 и наружную втулку 7, установленные коаксиально и соединенные между собой с помощью ребер 8, расположенных на наружной поверхности внутренней втулки 6 и между которыми находятся пазы 9 подвода жидкого компонента топлива. При этом в половине пазов 9, расположенных в выходной части внутренней втулки 6, выполнены радиальные отверстия 10, соединенные с каналом подачи газообразного компонента топлива 11. Причем в районе отверстий 10 пазы 9 со стороны подачи жидкого компонента топлива перекрыты перемычками 12, а в выходной части внутренней втулки 6 и перед перемычками 12 выполнены кольцевые канавки 13, соединяющие между собой пазы 9.
Предложенная смесительная головка камеры сгорания работает следующим образом.
Окислитель поступает в форсунки 3 и 4 смесительной головки камеры сгорания. Поступающий в форсунки 4 окислитель, направляется в каналы подачи газообразного компонента топлива 11.
Горючее поступает в полость, образованную корпусом 1 и огневым днищем 2 и равномерно распределяется между форсунками 3 и 4. Часть горючего, поступающего в форсунки 4, направляется по пазам 9 в направлении торца форсунки. В одной из кольцевых канавок 13 горючее перераспределяется между пазами 9. По одной половине пазов 9 горючее доходит до кольцевой канавки 13, расположенной в районе торцы внутренней втулки 6, разворачивается и по оставшейся половине пазов 9 направляется через радиальные отверстия 10 в канал подачи газообразного компонента топлива 11. В канале подачи газообразного компонента топлива 11 компоненты топлива смешиваются между собой.
Использование предложенного технического решения позволит увеличение удельного импульса тяги двигателя за счет повышения качества смесеобразования.