[go: up one dir, main page]

RU2366825C1 - Liquid-propellant jet engine chamber nozzle - Google Patents

Liquid-propellant jet engine chamber nozzle Download PDF

Info

Publication number
RU2366825C1
RU2366825C1 RU2008110793/06A RU2008110793A RU2366825C1 RU 2366825 C1 RU2366825 C1 RU 2366825C1 RU 2008110793/06 A RU2008110793/06 A RU 2008110793/06A RU 2008110793 A RU2008110793 A RU 2008110793A RU 2366825 C1 RU2366825 C1 RU 2366825C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ribs
nozzle
zone
radial
liquid
Prior art date
Application number
RU2008110793/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Бондарь (RU)
Александр Викторович Бондарь
Александр Владимирович Гребенщиков (RU)
Александр Владимирович Гребенщиков
Николай Сергеевич Гончаров (RU)
Николай Сергеевич Гончаров
Василий Григорьевич Грицюк (RU)
Василий Григорьевич Грицюк
Анатолий Михайлович Гордон (RU)
Анатолий Михайлович Гордон
Николай Владимирович Сухоруков (RU)
Николай Владимирович Сухоруков
Сергей Степанович Юхневич (RU)
Сергей Степанович Юхневич
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева")
Priority to RU2008110793/06A priority Critical patent/RU2366825C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366825C1 publication Critical patent/RU2366825C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to missilery and can be used in production of nozzles of liquid-propellant jet engines (LPJE). Inner shell lengthwise main ribs, arranged inside cooling loop and in the zone of maximum rib spacing, feature increased thickness, their length making at least double rib spacing in the said zone. Note here that two or more radial groves are made nearby the nozzle larger edge. Note also that total area of radial groove cross section makes at least not smaller than one radial groove cross section area. Mind that aforesaid grooves are spaced apart for at least dual spacing between lengthwise ribs.
EFFECT: higher strength of both nozzle shell welded pack and that of nozzle proper.
4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании сопел жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).The invention relates to rocket technology and can be used to create nozzles for liquid rocket engines (LRE).

Известно сопло камеры ЖРД, содержащее наружную и внутреннюю оболочки, образующие тракт охлаждения, сообщающийся с подводящим коллектором, продольные и П-образные ребра, расположенные внутри тракта охлаждения. Причем между продольными и П-образными ребрами под коллектором выполнена кольцевая радиальная проточка (патент №2139439, МПК F02K 9/97 - аналог).Known nozzle of the LRE chamber containing the outer and inner shells that form the cooling path, communicating with the inlet collector, longitudinal and U-shaped ribs located inside the cooling path. Moreover, between the longitudinal and U-shaped ribs under the collector, an annular radial groove is made (patent No. 2139439, IPC F02K 9/97 - analogue).

Недостатком такой конструкции сопла является образование П -образных каналов, изготовление которых требует специального уникального оборудования.The disadvantage of this nozzle design is the formation of U-shaped channels, the manufacture of which requires special unique equipment.

Известно сопло камеры ЖРД, содержащее наружную и внутреннюю оболочки с продольными основными ребрами, между которыми равно расположены дополнительные ребра меньшей длины, образующие тракт охлаждения, сообщающийся сквозными отверстиями через радиальную канавку со сборным коллектором, размещенным перед конической отбортовкой, выполненной на срезе сопла (патент №2095609, МПК F02K 9/97 - прототип).Known nozzle of the LRE chamber, containing the outer and inner shells with longitudinal main ribs, between which equally located additional ribs of shorter length, forming a cooling path, communicating through holes through a radial groove with an assembly manifold placed before the conical flange made on the nozzle exit (patent No. 2095609, IPC F02K 9/97 - prototype).

Такая конструкция сопла является недостаточно прочной в зоне радиальной канавки, что не позволяет повысить надежность работы сопла в целом без увеличения его массы.This design of the nozzle is not strong enough in the area of the radial groove, which does not improve the reliability of the nozzle as a whole without increasing its mass.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание такой конструкции сопла, которая позволяет повысить прочностные характеристики паяного пакета оболочек сопла и, тем самым, повысить надежность работы сопла в целом.The technical task of the proposed invention is the creation of such a nozzle design, which allows to increase the strength characteristics of the soldered package of the nozzle shells and, thereby, increase the reliability of the nozzle as a whole.

Данная задача решается с помощью сопла камеры жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), включающего наружную и внутреннюю оболочки с продольными ребрами, между которыми равно расположены дополнительные ребра меньшей длины. При этом внутри тракта охлаждения в зоне наибольшего шага (С) продольные основные ребра внутренней оболочки имеют увеличенную толщину, повышающую прочность паяного пакета оболочек сопла ЖРД. Ширина каналов в районе радиальной канавки у большого диаметра сопла - наибольшая при постоянной ширине продольных ребер (S), поэтому эта зона имеет наименьшую прочность паяного соединения. Дополнительно эта зона ослаблена из-за наличия радиальной канавки. Самое слабое место паяного соединения находится там, где наиболее широкие каналы встречаются с радиальной канавкой.This problem is solved using the nozzle of the chamber of a liquid rocket engine (LRE), including the outer and inner shells with longitudinal ribs, between which additional ribs of shorter length are equally located. Moreover, inside the cooling path in the zone of the largest pitch (C), the longitudinal main ribs of the inner shell have an increased thickness that increases the strength of the soldered package of the shells of the LRE nozzle. The width of the channels in the area of the radial groove near the large diameter of the nozzle is the largest with a constant width of the longitudinal ribs (S), therefore this zone has the smallest soldered joint strength. Additionally, this area is weakened due to the presence of a radial groove. The weakest point of the solder joint is where the widest channels meet the radial groove.

С целью повышения прочности паяного пакета сопла в зоне большого диаметра ширину продольных каналов уменьшают за счет увеличения толщины ребер. Длина ребер увеличенной толщины (L) составляет не менее двух шагов ребер в этой зоне (L≥2C), что крайне незначительно увеличивает массу сопла. Увеличенная толщина продольных ребер (S1) и длина увеличения толщины (L) выбираются в зависимости от конструктивного исполнения сопла. У большого среза сопла камеры вместо одной широкой канавки (Т) выполняют две или более радиальные канавки (К) с суммарной площадью поперечного сечения не менее одной площади поперечного сечения одной радиальной канавки и удаленных друг от друга на расстояние (b) не менее удвоенного шага продольных ребер (b≥2С). Ширина радиальных канавок перетока определяется расчетом гидравлических характеристик с одной стороны и допустимой прочностью паяного соединения с другой стороны (Т=К+К) (фиг.2).In order to increase the strength of the soldered nozzle package in the zone of large diameter, the width of the longitudinal channels is reduced by increasing the thickness of the ribs. The length of the ribs of increased thickness (L) is not less than two steps of the ribs in this zone (L≥2C), which extremely slightly increases the mass of the nozzle. The increased thickness of the longitudinal ribs (S 1 ) and the length of the increase in thickness (L) are selected depending on the design of the nozzle. Instead of one wide groove of the chamber nozzle, instead of one wide groove (T), two or more radial grooves (K) are made with a total cross-sectional area of at least one cross-sectional area of one radial groove and at least twice the longitudinal pitch spaced apart from each other (b) ribs (b≥2C). The width of the radial grooves of the overflow is determined by calculating the hydraulic characteristics on the one hand and the permissible strength of the solder joint on the other hand (T = K + K) (Fig. 2).

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано сопло камеры ЖРД в разрезе;Figure 1 shows the nozzle of the LRE chamber in section;

на фиг.2 - выполнение широкой канавки у большего среза сопла;figure 2 - the implementation of a wide groove at a larger nozzle;

на фиг.3 - выполнение двух и более радиальных канавок;figure 3 - the implementation of two or more radial grooves;

на фиг.4 - внутренний тракт охлаждения в зоне наибольшего шага.figure 4 - internal cooling path in the area of the largest step.

Наружная оболочка 1 соединяется с внутренней оболочкой 2 по основным продольным ребрам и дополнительным коротким ребрам (не показано) при помощи пайки, образуя при этом тракт охлаждения 3. Между основными продольными ребрами и дополнительными короткими ребрами выполняются две или более радиальные канавки 5. На наружной оболочке 1 находится коллектор 4 с подколлекторным кольцом (Фиг.1).The outer shell 1 is connected to the inner shell 2 along the main longitudinal ribs and additional short ribs (not shown) by soldering, thus forming a cooling path 3. Between the main longitudinal ribs and additional short ribs are two or more radial grooves 5. On the outer shell 1 is a collector 4 with a sub-collector ring (Figure 1).

Сопло работает следующим образом.The nozzle operates as follows.

Охладитель подается в коллектор 4 и по отверстиям, выполненным в подколлекторном кольце коллектора 4, подается внутрь продольных ребер и движется в обоих направлениях. По каналам охладитель поступает в радиальные канавки 5. Через радиальные канавки 5 охладитель поступает в каналы, не сообщающиеся с отверстиями подколлекторного кольца, и возвращается обратно. Таким образом, вся поверхность сопла охлаждается.The cooler is fed into the collector 4 and through the holes made in the sub-collector ring of the collector 4, is fed into the longitudinal ribs and moves in both directions. Through the channels, the cooler enters the radial grooves 5. Through the radial grooves 5, the cooler enters the channels that do not communicate with the openings of the collector ring, and returns. Thus, the entire surface of the nozzle is cooled.

Предложенная конструкция сопла жидкостного ракетного двигателя повышает прочностные характеристики паяного пакета оболочек сопла в самом слабом месте - зоне радиальных канавок, а также повышает прочность конструкции сопла в целом.The proposed design of a nozzle of a liquid propellant rocket engine increases the strength characteristics of a soldered package of nozzle shells in the weakest point - the zone of radial grooves, and also increases the strength of the nozzle design as a whole.

Claims (1)

Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), содержащее наружную и внутреннюю оболочки с продольными основными ребрами, между которыми равно расположены дополнительные ребра меньшей длины, образующие тракт охлаждения, сообщающийся сквозными отверстиями через радиальную канавку с коллектором, отличающееся тем, что внутри тракта охлаждения в зоне наибольшего шага ребер продольные основные ребра внутренней оболочки имеют увеличенную толщину, длина ребер увеличенной толщины составляет не менее двух шагов ребер в этой зоне, при этом у большого среза сопла камеры выполняют две или более радиальных канавок с суммарной площадью поперечного сечения не менее площади поперечного сечения одной радиальной канавки и удаленных друг от друга на расстояние не менее удвоенного шага продольных ребер. The nozzle of the chamber of a liquid rocket engine (LRE), containing the outer and inner shells with longitudinal main ribs, between which equally located additional ribs of shorter length, forming a cooling path, communicating through holes through a radial groove with a manifold, characterized in that inside the cooling path in the zone of the greatest step of the ribs, the longitudinal main ribs of the inner shell have an increased thickness, the length of the ribs of increased thickness is at least two ribs in this zone, at m a large slice chamber nozzle perform two or more radial grooves to the total cross-sectional area not less than the cross sectional area of one of the radial grooves and spaced apart by a distance not less than twice the pitch of the longitudinal ribs.
RU2008110793/06A 2008-03-20 2008-03-20 Liquid-propellant jet engine chamber nozzle RU2366825C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110793/06A RU2366825C1 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Liquid-propellant jet engine chamber nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110793/06A RU2366825C1 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Liquid-propellant jet engine chamber nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366825C1 true RU2366825C1 (en) 2009-09-10

Family

ID=41166625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110793/06A RU2366825C1 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Liquid-propellant jet engine chamber nozzle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366825C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109306920A (en) * 2018-08-16 2019-02-05 北京航天动力研究所 Large scale highly efficient regeneration cooling spray pipe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3535779C1 (en) * 1985-10-07 1987-04-09 Messerschmitt Boelkow Blohm Arrangement for the cooling of rocket engine walls
DE3618038A1 (en) * 1986-05-28 1987-12-03 Messerschmitt Boelkow Blohm SUPPORT STRUCTURE FOR LIQUID-COOLED EXPANSION NOZZLES
FR2691209A1 (en) * 1992-05-18 1993-11-19 Europ Propulsion Enclosure containing hot gases cooled by transpiration, in particular rocket engine propellant chamber, and manufacturing method.
RU2095609C1 (en) * 1989-08-03 1997-11-10 Конструкторское бюро "Химавтоматики" Liquid-propellant thrust chamber nozzle
RU2139439C1 (en) * 1998-05-20 1999-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" Chamber nozzle of liquid-propellant rocket engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3535779C1 (en) * 1985-10-07 1987-04-09 Messerschmitt Boelkow Blohm Arrangement for the cooling of rocket engine walls
DE3618038A1 (en) * 1986-05-28 1987-12-03 Messerschmitt Boelkow Blohm SUPPORT STRUCTURE FOR LIQUID-COOLED EXPANSION NOZZLES
RU2095609C1 (en) * 1989-08-03 1997-11-10 Конструкторское бюро "Химавтоматики" Liquid-propellant thrust chamber nozzle
FR2691209A1 (en) * 1992-05-18 1993-11-19 Europ Propulsion Enclosure containing hot gases cooled by transpiration, in particular rocket engine propellant chamber, and manufacturing method.
RU2139439C1 (en) * 1998-05-20 1999-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" Chamber nozzle of liquid-propellant rocket engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109306920A (en) * 2018-08-16 2019-02-05 北京航天动力研究所 Large scale highly efficient regeneration cooling spray pipe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10378774B2 (en) Annular combustor with scoop ring for gas turbine engine
EP2971966B1 (en) Gas turbine engine combustor liner
RU2254490C2 (en) Increased heat exchange surface liquid rocket engine chamber
RU2391540C1 (en) Liquid-propellant engine annular chamber
WO2014149119A2 (en) Gas turbine engine combustor liner
WO2008129372A3 (en) Rocket engine laval nozzle with gas injection device
US9400111B2 (en) Gas turbine combustor and gas turbine
US20170115006A1 (en) Effusion cooling holes
RU2366825C1 (en) Liquid-propellant jet engine chamber nozzle
JP2008520884A (en) Piston for internal combustion engine and combination of piston and oil injection device
RU2472962C2 (en) Liquid-propellant rocket engine and method of cooling its chamber high-heat areas
WO2022251763A3 (en) Annular aerospike nozzle with widely-spaced thrust chambers, engine including the annular aerospike nozzle, and vehicle including the engine
JP5237601B2 (en) Steam turbine nozzle box and steam turbine
CA3031657A1 (en) Thermal insulation for fluid carrying components
US20180363589A1 (en) Combustor and rocket engine
RU2392477C1 (en) Liquid-propellant engine annular chamber
RU2095609C1 (en) Liquid-propellant thrust chamber nozzle
RU2511791C1 (en) Cooling system of liquid-propellant engine combustion chamber
RU2291975C1 (en) Mixing head of chamber of liquid rocket engine
KR101807586B1 (en) Fuel nozzle for gas turbine combustor
RU2649173C1 (en) Mixing head of liquid-propellant engine chamber
RU2511785C1 (en) Cooling system of liquid-propellant engine chamber
US11300071B2 (en) Cylinder for opposed-piston engines
RU2514863C1 (en) Liquid-propellant rocket engine combustion chamber cooling system
RU2391533C1 (en) Liquid-propellant engine chamber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190321

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200310

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210205

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210321