RU172150U1 - Универсальный стендовый модульный газогенератор - Google Patents
Универсальный стендовый модульный газогенератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU172150U1 RU172150U1 RU2016134169U RU2016134169U RU172150U1 RU 172150 U1 RU172150 U1 RU 172150U1 RU 2016134169 U RU2016134169 U RU 2016134169U RU 2016134169 U RU2016134169 U RU 2016134169U RU 172150 U1 RU172150 U1 RU 172150U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- modules
- combustion
- gas generator
- zone
- Prior art date
Links
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
- F02K9/96—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by specially adapted arrangements for testing or measuring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а более конкретно к газогенераторам (ГГ) ЖРД, предназначенным для выработки газа, идущего на привод турбины турбонасосного агрегата (ТНА), и может быть использована при стендовых испытаниях деталей ЖРД. Газогенератор содержит три последовательно установленных модуля: модуль 1 запального устройства, модуль 2 ввода горючего, модуль 3 ввода окислителя. Модуль 3 сообщен с камерой 4 сгорания, модуль 1 снабжен электроплазменной системой 5 зажигания, а все модули (1, 2, 3) снабжены огнеупорными вставками 6 для их защиты от высокотемпературной газовой струи.Для упрощения конструкции и обеспечения быстросъемности модули 1, 2, 3 стянуты между собой шпильками 7 через накидные фланцы 8.Модульная конструкция газогенератора обеспечивает устойчивое горение «дежурного» факела в зоне модуля 1, при этом в зоне модуля 2 формируется максимальная температура продуктов сгорания, необходимая для стабильного горения в зоне модуля 3, где продукты сгорания балластируются до требуемых параметров вводом дополнительных компонентов, а дожигание и стабилизация происходят в камере 4 сгорания.Использование полезной модели существенно повышает надежность работы универсального стендового модульного газогенератора сгорания. 1 ил..
Description
Полезная модель относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а более конкретно - к газогенераторам (ГГ) ЖРД, предназначенным для выработки газа, идущего на привод турбины турбонасосного агрегата (ТНА), и может быть использована при стендовых испытаниях деталей ЖРД.
Создание теплонапряженных элементов конструкций ЖРД тесно связано с использованием новых материалов. Для исследования характеристик материалов и подтверждения работоспособности выполненных из них изделий требуется проведение большого количества теплогазодинамических испытаний.
Натурные испытания элементов и агрегатов ЖРД требуют больших затррат, поэтому применяются имитаторы теплогазодинамических воздействий, в качестве которых применяются различного рода ГГ, производящие горячие продукты сгорания топливных смесей с целью дальнейшей тепловой обработки этими продуктами различных испытуемых материалов и изделий.
Известны ГГ, содержащие охлаждаемую камеру сгорания, форсуночную головку, состоящую из переднего, среднего и огневого днищ, форсунок окислителя и горючего [Г.Г. Гахун и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей", М., Машиностроение, 1989, стр. 144, 145, рис. 8.3, 8.4]. Эти ГГ выполнены по однозонной схеме, в которой весь расход окислителя и горючего вводится в одном поперечном сечении через форсуночную головку.
Недостатком таких ГГ является невозможность обеспечения устойчивого горения и равномерности температуры на выходе из ГГ при работе на смесях, резко отличающихся от стехиометрической, т.е. работающих с большим избытком одного из компонентов топлива. Такая схема применяется в ЖРД, работающих с дожиганием генераторного газа в основной камере сгорания.
В двигателях с дожиганием на компонентах жидкий кислород и углеводородное горючее, например, керосин, применяют окислительные ГГ. Так, например, известен ГГ двигателя РД-253 [Г.Г. Гахун и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей", М., Машиностроение, 1989, стр. 143, рис. 8.2]. В этом ГГ в зону головки подается горючее и окислитель в соотношении, надежно обеспечивающем воспламенение и устойчивое горение, т.е. близком к стехиометрическому. Через дополнительный ввод подается необходимый избыток окислителя. Камера ГГ охлаждается окислителем.
Недостатком известного ГГ является наличие сферического коллектора для подвода избыточного компонента, практически охватывающего всю длину ГГ. Это приводит к увеличению габаритов и веса ГГ из-за наличия сферического коллектора с большой поверхностью, а также к неравномерности температурного поля из-за невозможности равномерно раздать избыточный компонент по сечению камеры ГГ через сферический коллектор и наличия большого количества отверстий в стенке камеры ГГ. Ухудшается охлаждение из-за наличия большого количества бобышек для подачи избыточного компонента и отсутствия завесного охлаждения камеры сгорания до зоны смешения и после зоны смешения. В известной конструкции отсутствует элемент, предотвращающий закрутку потока в коллекторе. Закрутка потока избыточного компонента приводит к неравномерности статического давления по длине коллектора и, как следствие, к неравномерной раздаче избыточного компонента и неравномерности температурного поля на выходе из ГГ.
В качестве прототипа выбран стендовый модульный газогенератор, содержащий три последовательно установленных модуля: первую камеру сгорания лабораторного ЖРД, создающего высокотемпературный малорасходный поток окислительного газа, вторую камеру сгорания, обеспечивающую необходимую температуру и расход, третью камеру сгорания, обеспечивающую смешение продуктов сгорания и нейтральных добавок (азот, гелий и т.п.или твердой фазы) с целью создания необходимого состава рабочей среды [Луньков Н.А. Имитатор теплогазодинамических воздействий. Электронный журнал «Молодежный научно-технический вестник» № ФС77-51038, ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Баумана»].
Недостатком известного газогенератора является низкая надежность из-за неразъемного соединения модулей, низкого давления генерируемого газа вследствие подачи топливных компонентов в модули при низком давлении, а также тонкостенного выполнения модулей и наличия в газогенераторе проточной системы охлаждения.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности работы универсального стендового модульного газогенератора.
Поставленная цель достигается тем, что в стендовом универсальном модульном газогенераторе, содержащем три последовательно установленных модуля: первую камеру сгорания лабораторного ЖРД, создающего высокотемпературный малорасходный поток окислительного газа, вторую камеру сгорания, обеспечивающую температуру и расход, третью камеру сгорания, обеспечивающую смешение продуктов сгорания и нейтральных добавок для создания состава рабочей среды, средства защиты модулей от высокотемпературной газовой струи, согласно полезной модели, модули выполнены быстросъемными и толстостенными, а средства защиты модулей от высокотемпературной газовой струи выполнены в виде сменных огнеупорных вставок, а модули стянуты между собой шпильками через накидные фланцы.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором представлен продольный разрез универсального стендового модульного газогенератора.
Перечень позиций и обозначений на чертеже:
1 - модуль запального устройства;
2 - модуль ввода горючего;
3 - модуль ввода окислителя;
4 - камера сгорания;
5 - электроплазменная система зажигания;
6 - огнеупорная вставка;
7 - шпилька;
8 - накидной фланец;
Г - горючее;
О - окислитель;
ПС - продукты сгорания (генерируемый газ).
Газогенератор содержит три последовательно установленных модуля: модуль 1 запального устройства, модуль 2 ввода горючего, модуль 3 ввода окислителя. Модуль 3 сообщен с камерой 4 сгорания, модуль 1 снабжен электроплазменной системой 5 зажигания, а все модули (1, 2, 3) снабжены огнеупорными вставками 6 для их защиты от высокотемпературной газовой струи.
Для упрощения конструкции и обеспечения быстросъемности модули 1, 2, 3 стянуты между собой шпильками 7 через накидные фланцы 8.
Модульная конструкция газогенератора обеспечивает устойчивое горение «дежурного» факела в зоне модуля 1, при этом в зоне модуля 2 формируется максимальная температура продуктов сгорания, необходимая для стабильного горения в зоне модуля 3, где продукты сгорания балластируются до требуемых параметров вводом дополнительных компонентов, а дожигание и стабилизация происходит в камере 4 сгорания.
Использование полезной модели существенно повышает надежность работы универсального стендового модульного газогенератора сгорания.
Claims (1)
- Универсальный стендовый модульный газогенератор, содержащий последовательно установленные модуль первой камеры сгорания лабораторного ЖРД, создающего высокотемпературный малорасходный поток окислительного газа, модуль второй камеры сгорания, обеспечивающий температуру и расход, модуль третьей камеры сгорания, обеспечивающий смешение продуктов сгорания и нейтральных добавок для создания состава рабочей среды, а также средства защиты модулей от высокотемпературной газовой струи, отличающийся тем, что модули выполнены быстросъемными и толстостенными, средства защиты модулей от высокотемпературной газовой струи выполнены в виде сменных огнеупорных вставок, а модули стянуты между собой шпильками и накидными фланцами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134169U RU172150U1 (ru) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Универсальный стендовый модульный газогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134169U RU172150U1 (ru) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Универсальный стендовый модульный газогенератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172150U1 true RU172150U1 (ru) | 2017-06-29 |
Family
ID=59310154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016134169U RU172150U1 (ru) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Универсальный стендовый модульный газогенератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172150U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702313C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-10-07 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Стендовая установка для определения величины шарнирного момента регуляторов расхода газа |
CN110566371A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 湖南云顶智能科技有限公司 | 一种用于试验的可拆式火箭发动机 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186357C2 (ru) * | 2000-06-30 | 2002-07-27 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Устройство для определения границы появления неустойчивости рабочего процесса в газогенераторе жидкостного ракетного двигателя |
RU2551142C1 (ru) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Способ серийного производства газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, выполненный этим способом |
US20150276554A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-01 | Snecma | Bench test, for the characterization of a flow of a two-phase fluid |
-
2016
- 2016-08-19 RU RU2016134169U patent/RU172150U1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186357C2 (ru) * | 2000-06-30 | 2002-07-27 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Устройство для определения границы появления неустойчивости рабочего процесса в газогенераторе жидкостного ракетного двигателя |
RU2551142C1 (ru) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Способ серийного производства газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, выполненный этим способом |
US20150276554A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-01 | Snecma | Bench test, for the characterization of a flow of a two-phase fluid |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Луньков Н.А. Имититор теплогазодинамических воздействий. Электронный журнал "Молодежный научно-технический весник" NФС77-51038, ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Баумана". * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702313C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-10-07 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Стендовая установка для определения величины шарнирного момента регуляторов расхода газа |
CN110566371A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 湖南云顶智能科技有限公司 | 一种用于试验的可拆式火箭发动机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | A non-premixed rotating detonation engine using ethylene and air | |
Meng et al. | Air-breathing rotating detonation fueled by liquid kerosene in cavity-based annular combustor | |
Liu et al. | Effects of cavity depth on the ethylene-air continuous rotating detonation | |
Stechmann et al. | High-pressure rotating detonation engine testing and flameholding analysis with hydrogen and natural gas | |
Vignesh et al. | Effect of multi-location swirl injection on the performance of hybrid rocket motor | |
Burke et al. | The effect of premixed stratification on the wave dynamics of a rotating detonation combustor | |
RU172150U1 (ru) | Универсальный стендовый модульный газогенератор | |
Barnes et al. | Fuel–air mixing experiments in a directly fueled supersonic cavity flameholder | |
Feng et al. | Effects of cavity length on operating characteristics of a ramjet rotating detonation engine fueled by liquid kerosene | |
Leonov et al. | Plasma-assisted combustion in supersonic airflow: optimization of electrical discharge geometry | |
Wang et al. | Experimental investigations on effects of wall-temperature on performance of a pulse detonation rocket engine | |
Indiana et al. | Effect of Injector Design on the Combustion of Ethanol and Hydrogen-Peroxide Sprays | |
Aguilera et al. | Effect of fin-guided fuel injection on dual-mode scramjet operation | |
GB1019050A (en) | Aircraft-propulsive combustion ducts,such as ramjet engines and turbojet afterburners | |
Kang et al. | Development of 500 N Scale Green Hypergolic Bipropellant Thruster using Hydrogen Peroxide as an Oxidizer | |
Wickman | In-situ Mars rocket and jet engines burning carbon dioxide | |
Kim et al. | Effects of LOX post recess on the combustion characteristics for Bi-swirl coaxial injector | |
US3139724A (en) | Dual fuel combustion system | |
Lestrade et al. | Development and test of an innovative hybrid rocket combustion chamber | |
Jia et al. | Blowout characteristics of the partially premixed flame during the condition transition in a supersonic combustor | |
JP2012189018A (ja) | ガス発生器用の燃料/酸化剤供給装置 | |
Kang et al. | Experiments on an oxidizer-rich preburner for staged combustion cycle rocket engines | |
Lemieux | (Hornung Invited Session) Development of a Reusable Aerospike Nozzle for Hybrid Rocket Motors | |
US3225589A (en) | Apparatus for testing the principles of detonation combustion | |
Jin et al. | Experimental study of hydrogen-rich/oxygen-rich gas–gas injectors |