RU2665601C1 - Nozzle of the liquid-propellant engine chamber - Google Patents
Nozzle of the liquid-propellant engine chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665601C1 RU2665601C1 RU2017112829A RU2017112829A RU2665601C1 RU 2665601 C1 RU2665601 C1 RU 2665601C1 RU 2017112829 A RU2017112829 A RU 2017112829A RU 2017112829 A RU2017112829 A RU 2017112829A RU 2665601 C1 RU2665601 C1 RU 2665601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- collector
- chamber
- liquid
- rocket engine
- Prior art date
Links
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 7
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/97—Rocket nozzles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления сопла камеры жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).The invention relates to rocket technology, and in particular to a method for manufacturing a nozzle of a chamber of a liquid propellant rocket engine (LRE).
Одной из основных задач, возникающих при создании ЖРД, является обеспечение высоких показателей надежности и прочности камер, в том числе таких их составных частей, как сопел. Известны конструкции сопел, в которых внутренняя и наружная оболочки соединяются между собой пайкой по ребрам, выполненным на внутренней оболочке. Надежность и работоспособность сопел во многом зависят от качества соединения внутренней и наружной оболочек.One of the main tasks arising in the creation of a liquid propellant rocket engine is to ensure high reliability and strength indicators of the chambers, including their constituent parts, such as nozzles. Known designs of nozzles in which the inner and outer shells are interconnected by soldering along the ribs made on the inner shell. Reliability and operability of nozzles largely depend on the quality of the connection of the inner and outer shells.
Известен способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, включающий изготовление частей внутренней и внешней оболочек из листовых заготовок штамповкой, сварку, двухстороннюю токарную обработку внутренней оболочки, фрезерование пазов, соединение частей внутренней и внешней оболочек в блоки, подгонку и пайку, после чего из отдельных блоков сваркой получают сопло (Гахун Г.Г и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей", М., Машиностроение, 1989 г., стр. 108-118).A known method of manufacturing a nozzle of a combustion chamber of a liquid propellant rocket engine, including the manufacture of parts of the inner and outer shells from sheet blanks by stamping, welding, double-sided turning of the inner shell, milling grooves, joining the parts of the inner and outer shells into blocks, fitting and soldering, and then from individual blocks by welding receive a nozzle (Gakhun G.G. et al. "Design and Design of Liquid Rocket Engines", M., Mechanical Engineering, 1989, pp. 108-118).
Известен способ изготовления сварно-паяной конструкции крупногабаритного сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, состоящего из соединенных между собой внутренней и наружной оболочек с подколлекторным кольцом и коллектором, включающий изготовление оболочек из листовых заготовок, используя штамповку, сборку, сварку, фрезерование пазов, пайку. После сварки подколлекторного кольца с коллектором с наружной оболочкой осуществляют пайку сопла (патент РФ №2323363 С1 от 27.04.2008).A known method of manufacturing a welded-soldered construction of a large-sized nozzle of a chamber of a liquid propellant rocket engine, consisting of interconnected inner and outer shells with a collector ring and a collector, comprising manufacturing shells from sheet blanks using stamping, assembly, welding, groove milling, soldering. After welding the collector ring with the collector with the outer shell, the nozzles are soldered (RF patent No. 2323363 C1 of 04/27/2008).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (патент РФ №2465483 С1 от 31.03.2011, прототип), согласно которому изготавливают наружную и внутреннюю оболочки. На внутреннюю оболочку укладывают припой и соединяют с наружной оболочкой. Пайку сопла осуществляют до приварки коллектора к подколлекторному кольцу.Closest to the proposed invention is a method of manufacturing a nozzle of a combustion chamber of a liquid propellant rocket engine (RF patent No. 2465483 C1 of 03/31/2011, prototype), according to which the outer and inner shells are made. Solder is placed on the inner shell and connected to the outer shell. Soldering the nozzle is carried out before welding the collector to the collector ring.
Недостатком указанных выше способов изготовления сопла являются:The disadvantage of the above methods of manufacturing a nozzle are:
- высокая трудоемкость и оснащаемость;- high complexity and equipment;
- необходимость использования штампов;- the need to use stamps;
- выполнение фрезеровки пазов на внутренней оболочке;- Milling grooves on the inner shell;
- выполнение отверстий сверлением в подколлекторном кольце;- making holes in the sub-collector ring;
- использование пайки и сварки при сборке сопла.- the use of soldering and welding when assembling the nozzle.
Данное изобретение устраняет указанные недостатки прототипа.This invention eliminates these disadvantages of the prototype.
Поставленная техническая задача решается с помощью сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, включающего внутреннюю и наружную оболочки, соединенные между собой ребрами, образующими каналы охлаждения, подколлекторное кольцо с отверстиями, которые соединяются с каналами охлаждения и коллектор, согласно изобретению сопло камеры представляет собой единую цельную конструкцию, изготовленную методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, коллектор выполнен некруглой формы, переменного сечения, выполненные отверстия, соединяющие коллектор с трактом охлаждения, имеют любое сечение, являются продолжением тракта охлаждения и не перекрываются ребрами.The technical task is solved using the nozzle of the chamber of a liquid propellant rocket engine, including inner and outer shells interconnected by ribs forming cooling channels, a collector ring with holes that connect to the cooling channels and a manifold, according to the invention, the chamber nozzle is a single integral design, made by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules, the collector is non-circular in shape, of variable cross-section, holes are made, soy inyayuschie collector cooling path have any cross-section, are a continuation of the cooling path and does not overlap the edges.
Такое исполнение конструкции позволяет уйти от сложных и трудоемких операций, связанных с изготовлением сопла камеры ЖРД.This design allows you to get away from the complex and time-consuming operations associated with the manufacture of the nozzle of the LRE chamber.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1-5.The essence of the invention is illustrated by the circuits shown in FIG. 1-5.
На фиг. 1 показано сопло камеры, выполненное методом послойного порошкового лазерного спекания гранул. Сопло включает в себя внутреннюю оболочку с ребрами 1, наружную оболочку 2, подколлекторное кольцо 3 и коллектор 4. Для выполнения коллектора 4 в конструкцию внутренней полости были введены столбики (поддержки) 5. Вся конструкция представляет собой единую твердотельную конструкцию без пайки и сварки.In FIG. 1 shows a chamber nozzle made by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules. The nozzle includes an inner shell with
На фиг. 2 показаны подколлекторное кольцо 6 и коллектор 7 некруглой формы. Как пример выполнения коллектора некруглой формы представлен коллектор в форме "яйца". Для оптимизации прочностных характеристик конструкция коллектора имеет различную толщину в поперечном сечении. Данная форма коллектора позволяет устранить поддержки во внутренней полости и снизить гидравлическое сопротивление. При данном способе изготовления сопла коллектор может иметь любую форму.In FIG. 2 shows a
На фиг. 3 показаны подколлекторное кольцо 8 и коллектор 9, выполненные переменным сечением. На данном примере показан переход от сечения некруглого коллектора, выполненного в форме "яйца", к круглому. Данный вид коллектора позволяет оптимизировать гидравлическое сопротивление и равномерность охладителя по каналам тракта охлаждения.In FIG. 3 shows a
На фиг. 4 и 5 показано отверстие 10 некруглой формы, соединяющее коллектор с трактом охлаждения. На данном примере показано прямоугольное отверстие со скруглениями по краям. Благодаря данному способу изготовления сопла камеры была исключена кольцевая канавка на внутренней оболочке, что позволяет подавать охладитель непосредственно в каждый канал тракта охлаждения.In FIG. 4 and 5 show a
Процесс осуществляется следующим образом.The process is as follows.
На первой стадии выполняется построение объемной модели сопла. Затем, на второй стадии, производится конвертация данной объемной модели на аппарат для лазерного спекания гранул. И на третьей стадии производится непосредственное изготовление (выпекание) сопла камеры ЖРД. Процесс изготовления сопла камеры методом лазерного спекания гранул занимает в несколько раз меньше времени, чем при изготовлении сопла традиционным способом (прототип), и не требует сложных технологических процессов.At the first stage, a volumetric model of the nozzle is constructed. Then, in the second stage, this volumetric model is converted to an apparatus for laser sintering of granules. And at the third stage, the direct manufacture (baking) of the nozzle of the LRE chamber is performed. The process of manufacturing a chamber nozzle by laser sintering of granules takes several times less time than when manufacturing a nozzle in the traditional way (prototype), and does not require complex technological processes.
Таким образом, сопло камеры ЖРД, изготовленное методом послойного порошкового лазерного спекания гранул, позволяет снизить трудоемкость и оснащаемость, исключить операции пайки, сварки, штамповки и фрезерования пазов и за счет этого повысить прочностные характеристики конструкции.Thus, the nozzle of the LRE chamber, made by the method of layer-by-layer powder laser sintering of granules, allows to reduce the complexity and equipment, to exclude the operations of soldering, welding, stamping and milling of grooves and thereby increase the strength characteristics of the structure.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112829A RU2665601C1 (en) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | Nozzle of the liquid-propellant engine chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112829A RU2665601C1 (en) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | Nozzle of the liquid-propellant engine chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2665601C1 true RU2665601C1 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=63460113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017112829A RU2665601C1 (en) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | Nozzle of the liquid-propellant engine chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2665601C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109779790A (en) * | 2019-03-11 | 2019-05-21 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | thrust chamber of a liquid rocket engine |
| CN114718764A (en) * | 2022-04-02 | 2022-07-08 | 西安航天动力研究所 | Lightweight composite cooling thrust chamber body device |
| RU2786604C1 (en) * | 2022-04-27 | 2022-12-22 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber of a liquid propellant rocket engine operating at high pressures |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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. |
| RU2139439C1 (en) * | 1998-05-20 | 1999-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber nozzle of liquid-propellant rocket engine |
| RU2563114C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-09-20 | Оао "Кузнецов" | Liquid propellant rocket engine chamber nozzle |
-
2017
- 2017-04-13 RU RU2017112829A patent/RU2665601C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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. |
| RU2139439C1 (en) * | 1998-05-20 | 1999-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber nozzle of liquid-propellant rocket engine |
| RU2563114C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-09-20 | Оао "Кузнецов" | Liquid propellant rocket engine chamber nozzle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109779790A (en) * | 2019-03-11 | 2019-05-21 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | thrust chamber of a liquid rocket engine |
| CN114718764A (en) * | 2022-04-02 | 2022-07-08 | 西安航天动力研究所 | Lightweight composite cooling thrust chamber body device |
| RU2786604C1 (en) * | 2022-04-27 | 2022-12-22 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber of a liquid propellant rocket engine operating at high pressures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2665601C1 (en) | Nozzle of the liquid-propellant engine chamber | |
| US10634091B2 (en) | Multi-layered piston crown for opposed-piston engines | |
| EP3073217B1 (en) | Heat exchanger for a gas turbine engine | |
| CN102400815B (en) | Layer-board type injection device for oxygen/ methane low-thrust engine | |
| CN106050477A (en) | Combined throat liner spraying pipe of solid rocket engine and manufacturing method | |
| EP3132129B1 (en) | Liner component for a cylinder of an opposed-piston engine | |
| US2926490A (en) | Laminated fluid-jacketed thrust chamber structure | |
| CN116792224B (en) | 3D-printed two-component centrifugal ignition nozzle and engine head injector | |
| RU2003133393A (en) | COMBUSTION CAMERA OF A REACTIVE ENGINE WITH COMBINED FORMING ITS NECK CONFORABLE BEARING FACING ELEMENTS | |
| CN103967653A (en) | Axial injection end combustion solid-liquid rocket engine structure | |
| JP2019116892A (en) | Injector head for engine, engine, rocket, and method for manufacturing injector head | |
| RU2013125262A (en) | COMBUSTION LIQUID ROCKET ENGINE CAMERA | |
| JP2014153050A (en) | Variable volume combustor with aerodynamic support struts | |
| CN115653787A (en) | Integrated seamless injector and forming method thereof | |
| US11002490B2 (en) | Heat exchanger with housing parts connected by flange ring connection | |
| RU2649173C1 (en) | Mixing head of liquid-propellant engine chamber | |
| JP2016217537A (en) | Multi-part manifold and method of making the same | |
| CN219953510U (en) | Double-component centrifugal ignition nozzle based on 3D printing and engine head injector | |
| EP3300512B1 (en) | Cylinder for opposed-piston engines | |
| RU2519003C1 (en) | Method of fabrication of liquid-propellant rocket engine combustion chamber nozzle | |
| RU2536653C1 (en) | Method of fabrication of ogival-shaped nozzle of liquid fuel rocket motor (versions) | |
| RU2015131047A (en) | The layout of the marching multi-chamber propulsion system of a two-stage launch vehicle with a composite nozzle block | |
| RU2720596C1 (en) | Liquid-propellant engine chamber | |
| RU120719U1 (en) | FUEL COMPONENTS CONNECTOR COLLECTOR TO REGENERATIVE COOLING CHANNELS OF A LIQUID-ROCKET ENGINE CAMERA | |
| RU2760602C1 (en) | Lpe combustion chamber mixing head |