КОЛЛЕКТОР ПОДВОДА КОМПОНЕНТОВ ТОПЛИВА В КАНАЛЫ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО-РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности, к коллекторам подвода компонентов топлива, применяемым в камерах жидкостных ракетных двигателей.
Предшествующий уровень техники
Важными конструктивными узлами камер жидкостных ракетных двигателей являются коллекторы подвода компонентов топлива, организующие внешнее охлаждение огневой стенки.
Конструктивных решений коллекторов в настоящее время достаточно много. При конструкторской разработке коллекторов подвода необходимо, с одной стороны, сделать конструкцию более простой и технологичной, чтобы чрезмерно не усложнять конструкцию и технологию изготовления камеры в целом, а с другой стороны, обеспечить заданные расходные характеристики при строгой равномерности расхода компонента по периметру ее сечения.
Все известные и применяемые в настоящее время коллекторы подвода выполнены в виде кольцевых патрубков, охватывающих корпусы камер двигателей, снабжены патрубками подвода и отверстиями, соединяющими полости коллекторов с каналами регенеративного охлаждения. Эти коллекторы обеспечивают подвод равных расходов компонентов топлива через отверстия, соединяющие полость коллектора с охлаждающими каналами камеры, за счет повышения перепада давления на этих отверстиях, либо за счет увеличения проходного объема коллектора. Один из таких коллекторов, например, применен в известной конструкции камеры ЖРД SSME. (см. кн. «Конструкция и конструирование ЖРД» под общей редакцией проф. Г.Г.Гахуна, стр.113, рис.6.40, 1989 г.).
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является создание коллектора подвода компонентов топлива в тракт регенеративного охлаждения камеры, обеспечивающего одинаковый расход компонентов топлива через все отверстия, выполненные в корпусе камеры и соединяющие полость коллектора с каналами регенеративного охлаждения камеры.
Эта задача решена за счет того, что в коллекторе подвода компонентов топлива в каналы регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя, включающим корпус, наружную оболочку, внутреннюю полость и подводящий патрубок, при этом в полости коллектора установлена кольцевая разделительная перегородка, делящая его объем на две герметичные полости переменного сечения, одна из которых соединена с одним из подводящих патрубков, а другая со вторым патрубком, причем эти патрубки соединены с полостями коллектора со стороны большего сечения, а сами полости соединены с различными каналами регенеративного охлаждения камеры через отверстия в корпусе камеры, кроме того, указанная перегородка имеет два профилированных участка, расположенных в ее диаметрально противоположных местах, на которых перегородка отогнута по разные стороны от плоскости перегородки на угол α, обеспечивающий требуемое проходное сечение со стороны патрубков, при этом подводящие патрубки закреплены вместе с наружной оболочкой коллектора в местах расположения профилированных участков и по своему периметру герметично соединены с перегородкой и корпусом камеры.
Кроме того, угол α, обеспечивающий требуемое проходное сечение со стороны патрубков, составляет 45°-90°.
Технический результат состоит в улучшении охлаждения внутренней оболочки камеры двигателя? Сокращения габаритных размеров коллектора, его массы.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен коллектор с отдельными деталями в изометрии; на фиг.2 представлен продольный разрез коллектора по двум подводящим патрубкам в изометрии; на фиг.3 представлен продольный разрез коллектора по перегородке в изометрии, на фиг.4 продольный разрез коллектора.
Пример осуществления полезной модели
Коллектор состоит из корпуса камеры 1 (фиг.1), наружной оболочки тороидальной формы 2 с вырезанными сегментами 3 и 4, выполненными с подводящими патрубками 5 и 6, двух крышек 7 и 8 и полостей А и Б. В состав коллектора входит также кольцевая перегородка 9 (фиг.3). Она имеет два профилированных участка 10 и 11 (фиг.4), расположенных в ее диаметрально противоположных местах по разные стороны от плоскости перегородки. Угол α отклонения участков в стороны от плоскости перегородки составляет 45°-90° (фиг.4). Перегородка 9 вместе с профилированными участками 10 и 11 разделяет полость коллектора на две герметичные полости А и Б переменного сечения (фиг.2). Патрубки 5 и 6 соединены с полостями А и Б коллектора со стороны больших сечений (фиг.2). В местах расположения патрубков 5 и 6 кольцевая перегородка 9, изменяя свою форму кольца на усеченную конусную поверхность, огибает патрубки 5 и 6. При этом каждая полость А или Б соединена только с одним патрубком. Кроме того, эти полости А и Б соединены с каналами 12 и 13 регенеративного охлаждения камеры через отверстия 14 и 15 в корпусе камеры 1 (фиг.2).
В предложенной конструкции коллектора обеспечивается течение компонентов в обеих его полостях А и Б без существенного увеличения габаритов. Кроме того, наличие кольцевой перегородки с двумя профилированными участками, делящей полость коллектора на две полости переменного сечения, обеспечивает равномерное распределение компонентов топлива по каналам регенеративного охлаждения камеры из-за равного перепада давления в отверстиях, соединяющих полости коллектора с каналами охлаждения. Это позволяет уменьшить массу коллекторов подвода и использовать их для подачи разных компонентов, например, окислителя и горючего через коллектор предлагаемой конструкции.
Работа устройства
В полость А через патрубок 5 подается один компонент. Он заполняет эту полость и через отверстия 14 в корпусе с равным расходом подается в тракт канала регенеративного охлаждения 12. Тот же компонент (или другой компонент) поступает через патрубок 6 в полость Б, а из нее через аналогичные отверстия 15, выполненные в корпусе камеры 1, с равным расходом через отверстия 14 подается в тракт канала регенеративного охлаждения 13.
Промышленное применение
Предлагаемая полезная модель может найти применение в двигательных установках летательных аппаратов для охлаждения камер двухкомпонентных жидкостных ракетных двигателей и для трехкомпонентных двигателей. Кроме того, ее применение позволит сократить количество коллекторов подвода на одной камере двигателя.