[go: up one dir, main page]

RU2703076C1 - Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector - Google Patents

Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector Download PDF

Info

Publication number
RU2703076C1
RU2703076C1 RU2019120580A RU2019120580A RU2703076C1 RU 2703076 C1 RU2703076 C1 RU 2703076C1 RU 2019120580 A RU2019120580 A RU 2019120580A RU 2019120580 A RU2019120580 A RU 2019120580A RU 2703076 C1 RU2703076 C1 RU 2703076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
cavity
oxidizer
shut
turbine
Prior art date
Application number
RU2019120580A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Дмитриевич Горохов
Николай Васильевич Подгорный
Original Assignee
Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
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 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2019120580A priority Critical patent/RU2703076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703076C1 publication Critical patent/RU2703076C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/80Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: engine building.
SUBSTANCE: invention relates to multichamber liquid-propellant rocket engines with afterburning and controlled thrust vector. Multichamber liquid-propellant rocket engine with afterburning and controlled thrust vector comprises frame, gas generator, turbo pump unit with pumps, input manifolds of oxidizer and fuel with inlet pipes and installed on them starting valves, several fixed main chambers connected by gas ducts with turbine cavity and lines with cavities of pumps, and control nozzles connected by main lines with start-shutoff valves with turbine pump turbine pump turbine cavity, wherein an additional pump unit is installed with fuel and oxidizer pumps and an electric drive in the form of an electric motor, connected by an electrical system to the installed battery, Inputs of similar components of the latter are connected by mains with start-shutoff valves installed thereon with cavities of inlet branch pipes before start-shutoff valves. Besides, in it the second additional unit is installed with a current generator with a hydraulic turbine, which inlet is connected to a pumping cavity of one of the turbo-pump unit components, and outlet – main line with installed on it starting-shut-off valve with cavity of control element with same name component, and current generator is connected to accumulator by means of feeder with possibility of disconnection at main cameras switching-off.
EFFECT: invention provides expansion of functional capabilities due to operation of control chambers at switched off turbo-pump unit and fixed main chambers and due to conversion of rocket stage to new orbit.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике, в которой создание многокамерных жидкостных ракетных двигателей с дожиганием с управляемым вектором тяги, предназначенных для установки в отсеках минимальных радиальных и осевых габаритов с минимальной массой, особенно верхних ступеней ракет-носителей, является актуальной задачей.The invention relates to rocket technology, in which the creation of multi-chamber liquid-propellant rocket engines with afterburning with a controlled thrust vector intended for installation in compartments of minimum radial and axial dimensions with a minimum mass, especially the upper stages of launch vehicles, is an urgent task.

Известны многокамерные жидкостные ракетные двигатели с дожиганием с управляемым вектором тяги, содержащие раму, газогенератор, турбонасосный агрегат с насосами, входные магистрали окислителя и горючего с входными патрубками и установленными на них пусковыми клапанами, несколько неподвижных основных камер, соединенных газоводами с полостью турбины и магистралями с полостями насосов, и сопел управления, соединенных магистралями с пуско-отсечными клапанами с затурбинной полостью турбонасосного агрегата (книга «Научно-технические разработки КБ «Салют» 2012-2013 гг. Н 34 (Вып. 4) Под ред. Ю.О. Бахвалова. М., «Машиностроение-Полет», стр. 218-223, рис. 1-6).Known multi-chamber liquid-propellant rocket engines with controlled thrust vectoring, comprising a frame, a gas generator, a turbopump assembly with pumps, oxidizer and fuel inlet lines with inlet pipes and starting valves mounted on them, several fixed main chambers connected by gas ducts to the turbine cavity and highways with cavities of pumps, and control nozzles connected by highways with start-shut-off valves with a turbine cavity of a turbopump unit (book "Scientific and technical development Works of Salyut Design Bureau 2012-2013 N 34 (Issue 4) Edited by Yu.O. Bakhvalov. M., “Mechanical Engineering-Flight”, pp. 218-223, Fig. 1-6).

В известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе с дожиганием с управляемым вектором тяги при неподвижных основных камерах отпадает необходимость в гибких трубопроводах, устанавливаемых на качающихся камерах на линиях генераторного газа с избытком одного из компонентов с большими значениями температур и давлений, а также на линиях другого компонента, что позволяет снизить массу двигателя из-за отсутствия надобности в узлах гибких трубопроводов. Однако, при малой массе и значительной простоте системы управления вектором тяги с использованием сопел управления, такая система управления при значительных потребных управляющих усилиях, например, для продолжительной работы управляющих сопел при переводе ступени ракеты на новую орбиту, становится неэкономичной из-за неоправданно больших расходов генераторного газа после турбины с относительно низкими температурами в течение длительного времени.In the well-known multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vectoring with fixed main chambers, there is no need for flexible pipelines installed on oscillating chambers on generator gas lines with an excess of one of the components with high temperatures and pressures, as well as on the lines of the other component, which allows to reduce engine weight due to the lack of need for nodes of flexible pipelines. However, with a small mass and significant simplicity of the thrust vector control system using control nozzles, such a control system with significant required control efforts, for example, for continuous operation of control nozzles when transferring a rocket stage to a new orbit, becomes uneconomical due to unreasonably large expenses of the generator gas after a turbine with relatively low temperatures for a long time.

Известен также многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги, содержащие раму, газогенератор, турбонасосный агрегат с насосами, входные магистрали окислителя и горючего с входными патрубками установленными на них пусковыми клапанами, несколько неподвижных основных камер, соединенных газоводами с затурбинной полостью турбонасосного агрегата и магистралями с полостями насосов, и камер управления, снабженных рулевыми машинками, соединенных магистралями с пуско-отсечными клапанами с полостями за насосами турбонасосного агрегата (см. книгу В.А. Александров и др. Ракеты-носители. Под общ. ред. С.О. Осипова Ракеты-носители, стр. 215) - прототип.Also known is a multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vectoring, comprising a frame, a gas generator, a turbopump unit with pumps, oxidizer and fuel inlet lines with inlet nozzles mounted on them by start valves, several fixed main chambers connected by gas ducts to the turbine pump turbine unit and highways with pump cavities, and control chambers equipped with steering machines, connected with highways with start-shut-off valves with cavities behind pumps of a turbopump assembly (see the book by V. A. Aleksandrov et al. Launch vehicles. Under the general editorship of S.O. Osipov Launch vehicles, p. 215) - prototype.

В известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе с дожиганием с управляемым вектором тяги при неподвижных основных камерах и качающихся камерах управления, соединенных магистралями с пуско-отсечным клапанами с полостями за насосами турбонасосного агрегата, из-за организации оптимального смешения компонентов в камерах управления компоненты в них сгорают при высокой температуре и давлении, которое при организации надежного охлаждения камер возможно получить даже большем, чем давление генераторного газа в затурбинной полости с высокой степенью расширения продуктов сгорания в соплах камер управления, так как отбор компонентов осуществляется от полостей за насосами окислителя и горючего минуя одним из компонентов газогенератор и турбину турбонасосного агрегата.In the well-known multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with a controlled thrust vector with fixed main chambers and swinging control chambers connected by highways with start-shut-off valves with cavities behind the pumps of the turbopump unit, due to the organization of optimal mixing of the components in the control chambers, the components in them burn up when high temperature and pressure, which when organizing reliable cooling of the chambers, it is possible to obtain even greater than the pressure of the generator gas in the turbine cavity high degree of expansion of combustion products in the nozzles of the control chamber, since the selection of the components is carried out from the cavities for the fuel and oxidizer pumps omitting one of the components of the gas generator and the turbine of the turbopump unit.

Однако, такой многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги при отборе компонентов топлива от одного турбонасосного агрегата, как для питания неподвижных основных камер, так и для питания камер управления, снабженных рулевыми машинками, соединенных магистралями с пуско-отсечными клапанами с полостями за насосами турбонасосного агрегата, не обладает достаточными функциональными возможностями, которые не позволяют работать камерам управления при выключенных неподвижных основных камерах и, следовательно, при выключенном турбонасосном агрегате. Такая задача возникает при необходимости перевода ступени ракеты на новую орбиту или на орбиту утилизации ступени с выключенными неподвижными основными камерами при относительно тягах камер, меньших тяг, чем тяги неподвижных основных камер. Кроме того, задача получения максимальной эффективности использования топлива решается именно при полной выработке остатков компонентов топлива. При работе неподвижных основных камер больших тяг и работе турбонасосного агрегата полная одновременная выработка двух компонентов топлива не всегда может быть получена без риска выхода многокамерного жидкостного ракетного двигателя с дожиганием с управляемым вектором тяги на неуправляемый режим работы при ранней выработке одного из компонентов топлива, что обусловлено большими расходами компонентов на режиме и, следовательно, и большими возможными отклонениями их массовых расходов.However, such a multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vector during the selection of fuel components from one turbopump unit, both for supplying fixed main chambers and for supplying control chambers equipped with steering machines connected by highways with start-and-shut off valves with cavities behind pumps of a turbopump unit, does not have sufficient functionality that does not allow the control cameras to work when the fixed main cameras are off and, therefore Note that the turbo pump unit is turned off. Such a problem arises when it is necessary to transfer the rocket stage to a new orbit or to the orbit of the stage utilization with the fixed main cameras turned off with relatively traction chambers less traction than the traction of fixed main chambers. In addition, the task of obtaining maximum fuel efficiency is solved precisely with the complete generation of residual fuel components. When the fixed main chambers of large thrusts are in operation and the turbopump unit is operating, full simultaneous production of two fuel components cannot always be obtained without the risk of a multi-chamber liquid propellant rocket engine afterburning with a controlled thrust vector to an uncontrolled mode of operation during the early production of one of the fuel components, which is caused by large component costs on the mode and, consequently, the large possible deviations of their mass costs.

Задачей предполагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы камер управления при выключенном турбонасосном агрегате и неподвижных основных камерах и за счет перевода ступени ракеты на новую орбиту или на орбиту утилизации ступени с максимально полной одновременной выработкой компонентов топлива с меньшим риском получить нерасчетный импульс силы тяги, хотя и с меньшим разбросом, при ранней выработке одного из компонентов топлива.The objective of the proposed invention is to eliminate the above drawbacks and expand the functionality by ensuring the operation of the control chambers with the turbo pump unit turned off and the main chambers stationary and by transferring the rocket stage to a new orbit or into the orbit of the stage utilization with the most complete simultaneous production of fuel components with less risk of getting an off-design impulse of the traction force, although with a smaller spread, during the early development of one of the fuel components.

Указанная выше задача изобретения решается тем, что в известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе с дожиганием с управляемым вектором тяги установлен дополнительный насосный агрегат с насосами горючего и окислителя и электрическим приводом в виде электродвигателя, соединенным электрической системой с установленным аккумулятором, входы одноименных компонентов которых соединены магистралями с установленными на них пуско-отсечными клапанами с полостями патрубков перед пусковыми клапанами.The above object of the invention is solved by the fact that in the known multi-chamber liquid rocket engine with afterburning with a controlled thrust vector, an additional pumping unit is installed with fuel and oxidizer pumps and an electric drive in the form of an electric motor connected by an electric system to an installed battery, the inputs of the same components are connected by highways with trigger-shut-off valves installed on them with cavity cavities in front of the start-up valves.

Указанная выше задача изобретения решается также тем, что в известном многокамерном жидкостном ракетном двигателе с дожиганием с управляемым вектором тяги установлен второй дополнительный агрегат с генератором тока с гидротурбиной, вход в которую соединен с занасосной полостью одного из компонентов турбонасосного агрегата, а выход - магистралью с установленным на ней пуско-отсечным клапаном с полостью одноименного компонента камер управления, причем генератор тока соединен с аккумулятором посредством фидеров с возможностью отключения при выключении основных камер.The above objective of the invention is also solved by the fact that in the known multi-chamber liquid propellant rocket engine with afterburning with a controlled thrust vector, a second additional unit with a current generator with a hydraulic turbine is installed, the input of which is connected to the drift cavity of one of the components of the turbopump unit, and the output is a trunk with an installed on it with a start-shut-off valve with a cavity of the same component of the control chambers, and the current generator is connected to the battery by means of feeders with the possibility of switching off tions when turning off the main chamber.

Предлагаемый многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги приведен на чертеже (фиг. 1-4, фиг. 1 - пневмогидравлическая схема функционирования двигателя с изображением соединений газовых, гидравлических магистралей с агрегатами и электрическая схема соединения электрических приводов дополнительных насосов и генератора тока с аккумулятором; фиг. 2 - общий вид сверху на многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги с изображением неподвижных основных камер, камер управления, дополнительных насосов окислителя и горючего с электроприводами, аккумулятора; фиг. 3 - общий вид сбоку (Вид А) с изображением аккумулятора, камер управления и рулевых машинок; фиг. 4 - общий аксонометрический вид многокамерного жидкостного ракетного двигателя с дожиганием с управляемым вектором тяги с изображением рамы, турбонасосного агрегата, неподвижных основных камер, камер управления, рулевых машинок, газоводов, разветвленных магистралей подвода горючего и окислителя к камерам управления), где показаны следующие агрегаты:The proposed multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vector is shown in the drawing (Fig. 1-4, Fig. 1 - pneumohydraulic diagram of the engine with the image of the connections of gas, hydraulic lines with units and the electrical connection of the electric drives of additional pumps and a current generator with battery; Fig. 2 is a top view of a multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with a controlled thrust vector with the image of fixed main cameras, as Ep er of control, additional oxidizer and fuel pumps with electric drives, accumulator; Fig. 3 - general side view (View A) with the image of the accumulator, control cameras and steering machines; Fig. 4 - general axonometric view of a multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with a controlled vector traction with the image of a frame, a turbopump unit, fixed main chambers, control chambers, steering machines, gas ducts, branched highways for supplying fuel and oxidizer to control chambers), where the following Ata:

1. Рама;1. Frame;

2. Газогенератор;2. Gas generator;

3. Турбонасосный агрегат;3. Turbopump unit;

4. Насос горючего;4. Fuel pump;

5. Насос окислителя;5. The oxidizer pump;

6. Входная магистраль окислителя;6. The input line of the oxidizer;

7. Входная магистраль горючего;7. Entrance line of fuel;

8. Входной патрубок окислителя;8. The inlet pipe of the oxidizing agent;

9. Входной патрубок горючего;9. Fuel inlet pipe;

10. Пуско-отсечной клапан окислителя;10. Start-shut-off valve of the oxidizer;

11. Пуско- отсечной клапан горючего;11. Starting and shut-off valve for fuel;

12. Неподвижная основная камера;12. Fixed main camera;

13. Газовод;13. The gas pipeline;

14. Затурбинная полость;14. The turbine cavity;

15. Турбина;15. Turbine;

16. Магистраль;16. The highway;

17. Пуско-отсечной клапан;17. Start and shut-off valve;

18. Дроссель;18. Throttle;

19. Полость насоса горючего;19. The cavity of the fuel pump;

20. Магистраль горючего газогенератора;20. The trunk of a combustible gas generator;

21. Пуско-отсечной клапан горючего газогенератора;21. Start-shut-off valve of a combustible gas generator;

22. Регулятор;22. Regulator;

23. Магистраль окислителя газогенератора;23. The line of the oxidizer of the gas generator;

24 Пуско-отсечной клапан окислителя газогенератора;24 Start-shut-off valve of the oxidizer of the gas generator;

25. Полость насоса окислителя;25. The cavity of the oxidizer pump;

26. Камера управления;26. Camera control;

27. Разветвленная магистраль;27. Branched highway;

28. Пуско-отсечной клапан;28. Start-shut-off valve;

29. Разветвленная магистраль;29. Branched highway;

30. Пуско-отсечной клапан;30. Start-shut-off valve;

31. Рулевая машинка;31. Steering machine;

32. Дополнительный насос горючего;32. Additional fuel pump;

33. Магистраль;33. Highway;

34. Пуско-отсечной клапан;34. Start-shut-off valve;

35. Электропривод;35. Electric drive;

36. Вал электропривода;36. Electric drive shaft;

37. Муфта;37. Coupling;

38. Вал дополнительного насоса горючего;38. The shaft of the additional fuel pump;

39. Электрическая система электропривода;39. Electric drive system;

40. Коммутатор;40. switch;

41. Аккумулятор;41. Battery;

42. Контейнер;42. The container;

43. Кронштейн;43. Bracket;

44. Дополнительный насос окислителя;44. Additional oxidizer pump;

45. Магистраль;45. Highway;

46. Пуско-отсечной клапан;46. Start-shut-off valve;

47. Электропривод;47. Electric drive;

48. Вал электропривода;48. Electric drive shaft;

49. Муфта;49. Coupling;

50. Вал дополнительного насоса окислителя;50. The shaft of the additional oxidizer pump;

51. Электрическая система электропривода;51. Electric drive system;

52. Коммутатор;52. switch;

53. Дополнительный агрегат;53. Additional unit;

54. Генератор тока;54. current generator;

55. Гидротурбина;55. Hydroturbine;

56. Вход гидротурбины;56. Inlet of a hydraulic turbine;

57. Выход гидротурбины;57. Hydroturbine output;

58. Магистраль;58. Highway;

59. Пуско-отсечной клапан;59. Start-shut-off valve;

60. Полость горючего камеры управления;60. The cavity of the combustible control chamber;

61. Фидер.61. Feeder.

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги, содержит раму 1, газогенератор 2, турбонасосный агрегат 3 с насосами горючего 4 и окислителя 5, входные магистрали окислителя 6 и горючего 7 с входными патрубками окислителя 8 и входными патрубками горючего 9 и установленными на них пуско-отсечными клапанами окислителя 10 и пуско-отсечными клапанами горючего 11. Четыре неподвижных основных камеры 12 соединены газоводами 13 с затурбинной полостью 14 турбины 15 магистралями 16 с установленными на них пуско-отсечными клапанами 17 и дросселем 18 с полостью 19 насоса горючего 4. Газогенератор 2 соединен с полостью 19 насоса горючего 4 магистралью горючего 20 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 21 и регулятором 22. Газогенератор 2 соединен магистралью окислителя 23 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 24 с полостью 25 насоса окислителя 5.Камеры управления 26 соединены разветвленной магистралью 27 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 28 с полостью окислителя 25 за насосом окислителя 5 турбонасосного агрегата 3. Камеры управления 26 также соединены разветвленной магистралью 29 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 30 с полостью горючего 19 насоса горючего 4 турбонасосного агрегата 3. Камеры управления 26 снабжены рулевыми машинками 31, которые с возможностью взаимодействия с рамой 1 с одной стороны и камерами управления 19 с другой, предназначены для управления вектором тяги. За раму 1 закреплен дополнительный насос горючего 32, вход которого соединен магистралью 33 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 34 с входным патрубком горючего 9, с электроприводом 35, вал которого 36 связан через муфту 37 с валом 38 дополнительного насоса горючего 32. Электрическая система 39 электропривода 35 соединена через коммутатор 40, связанный с системой управления ракеты (на фиг. 1-8 - не показана), с аккумулятором 41, установленным с помощью контейнера 42 и кронштейнов 43 на раме 1. За раму 1 закреплен дополнительный насос окислителя 44, вход которого соединен магистралью 45 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 46 с входным патрубком окислителя 8, с электроприводом 47, вал которого 48 связан через муфту 49 с валом 50 дополнительного насоса окислителя 44. Электрическая система 51 электропривода 47 соединена через коммутатор 52, связанный с системой управления ракеты (на фиг. 1-8 - не показана), с аккумулятором 41.A multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vectoring comprises a frame 1, a gas generator 2, a turbopump unit 3 with fuel pumps 4 and an oxidizer 5, input lines of the oxidizer 6 and fuel 7 with the input pipes of the oxidizer 8 and the input pipes of the fuel 9 and installed on them start-up shut-off valves of the oxidizer 10 and start-shut-off valves of fuel 11. Four fixed main chambers 12 are connected by gas ducts 13 to the turbine cavity 14 of the turbine 15 by highways 16 with the start-cut-off installed on them and valves 17 and a throttle 18 with a cavity 19 of the fuel pump 4. The gas generator 2 is connected to the cavity 19 of the fuel pump 4 by a fuel line 20 with a start-shut-off valve 21 and a regulator 22 installed on it. The gas generator 2 is connected by an oxidizer line 23 with a start-up valve installed on it shut-off valve 24 with a cavity 25 of the oxidizer pump 5. The control chambers 26 are connected by a branched line 27 with a start-shut-off valve 28 installed on it with the cavity of the oxidizer 25 behind the oxidizer pump 5 of the turbopump assembly 3. Control chambers 26 also with They are dindered by a branched trunk 29 with a start-shut-off valve 30 installed with a fuel cavity 19 of the fuel pump 4 of the turbopump assembly 3. The control chambers 26 are equipped with steering machines 31, which are designed to interact with the frame 1 on one side and the control chambers 19 on the other to control the thrust vector. An additional fuel pump 32 is fixed to the frame 1, the input of which is connected by a highway 33 with a start-and-shut off valve 34 installed on it with an fuel inlet pipe 9, with an electric drive 35, the shaft of which 36 is connected through a sleeve 37 to the shaft 38 of the additional fuel pump 32. Electrical system 39 of the electric drive 35 is connected through a switch 40 connected to the missile control system (not shown in FIGS. 1-8), with a battery 41 installed using the container 42 and brackets 43 on the frame 1. An additional oxidizer pump 44 is fixed to the frame 1, in which is connected by line 45 with a start-off valve 46 installed on it with an oxidizer inlet port 8, with an electric actuator 47, the shaft of which 48 is connected through a coupling 49 to the shaft 50 of the additional oxidizer pump 44. The electric system 51 of the electric actuator 47 is connected through a switch 52 connected with a missile control system (not shown in FIGS. 1-8), with a battery 41.

Дополнительный агрегат 53 с генератором тока 54 с гидротурбиной 55, вход 56 в которую соединен с полостью 19 насоса горючего 4 турбонасосного агрегата 3, а выход 57 гидротурбины 55 - магистралью 58 с установленным на ней пуско-отсечным клапаном 59 с полостью горючего 60 камеры управления 26, причем генератор тока 54 соединен с аккумулятором 41 посредством фидера 61 с возможностью его отключения по команде системы управления при выключении неподвижных основных камер 12.An additional unit 53 with a current generator 54 with a hydraulic turbine 55, the input 56 of which is connected to the cavity 19 of the fuel pump 4 of the turbopump unit 3, and the output 57 of the hydraulic turbine 55 is connected to the trunk 58 with the start-and-shut valve 59 installed on it with the fuel cavity 60 of the control chamber 26 moreover, the current generator 54 is connected to the battery 41 by means of a feeder 61 with the possibility of turning it off at the command of the control system when turning off the fixed main cameras 12.

Многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги работает следующим образом. На основном режиме работы пуско-отсечной клапан окислителя 10 и пуско-отсечной клапан горючего 11 переводят в открытое положение, окислитель и горючее поступают входных патрубков окислителя 8 и входных патрубков горючего 9 на входы насосов горючего 4 и окислителя 5, а далее после насосов горючего 4, одна часть горючего через регулятор 22 и открытый пуско-отсечной клапан 21 на газогенератор 2, а другая часть через открытые дроссель 18 и открытые пуско-отсечные клапаны 17 поступает в неподвижные основные камеры 12. После газогенератора 2 генераторный газ поступает на турбину 15 турбонасосного агрегата 3, далее из затурбинной полости 14 поступает в газоводы 13 и в неподвижные основные камеры 12. Из полости 19 насоса горючего 4 горючее через разветвленную магистраль 29 и открытый пуско-отсечной клапан 30 поступает в камеры управления 26, управляемые с помощью рулевых машинок 31, и на гидротурбину 55, связанную с генератором тока 54 для подзарядки установленного аккумулятора 41. Из полости 25 насоса окислителя 5 окислитель через разветвленную магистраль 27 и открытый пуско-отсечной клапан 28 поступает в камеры управления 26.A multi-chamber liquid propellant rocket engine with controlled thrust vector works as follows. In the main operating mode, the start-shut-off valve of the oxidizer 10 and the start-shut-off valve of the fuel 11 are brought into the open position, the oxidizer and fuel enter the inlet pipes of the oxidizer 8 and the inlet pipes of the fuel 9 to the inputs of the fuel pumps 4 and oxidizer 5, and then after the fuel pumps 4 , one part of the fuel through the regulator 22 and the open start-shut-off valve 21 to the gas generator 2, and the other part through the open throttle 18 and the open start-shut-off valves 17 enters the stationary main chamber 12. After the gas generator 2, the generator gas enters the turbine 15 of the turbopump assembly 3, then from the turbine cavity 14 it enters the gas ducts 13 and into the fixed main chambers 12. From the cavity 19 of the fuel pump 4, the fuel passes through the branched line 29 and the open start-shutoff valve 30 to the control chambers 26, controlled with the help of steering machines 31, and to a hydraulic turbine 55 connected to a current generator 54 to recharge the installed battery 41. From the cavity 25 of the oxidizer pump 5, the oxidizer through the branch line 27 and the open start-shutoff valve 28 enters amers control 26.

Выключение неподвижных основных камер 12 осуществляется подачей команды от системы управления (на фиг. 1-8 не показана) на закрытие пуско-отсечных клапанов 10, 11, пуско-отсечных клапанов 21 и 24, пуско-отсечных клапанов 17. После этого прекращается подача компонентов в газогенератор 2, обороты турбины турбонасосного агрегата 3 уменьшаются до нуля, уменьшаются давления за насосами горючего 4 и окислителя 5, пуско-отсечные клапаны 21 и 24 закрываются, неподвижные основные камеры 12 прекращают работу, фидер 56, связанный с системой управления, получает команду на отключение электрической части генератора тока 54 и прекращение зарядки аккумулятора 41, а пуско-отсечные клапаны 33 и 46 открываются, обеспечивая поступление горючего от входного патрубка горючего 9 перед пусковым клапаном горючего 10 на вход дополнительного насоса горючего 32 и поступление окислителя от полости входного патрубка окислителя 8 перед пусковым клапаном окислителя 11 на вход дополнительного насоса окислителя 44 с одновременным включением электропривода 47 дополнительного насоса окислителя 44, с одновременным включением электропривода 28 дополнительного насоса горючего 25. Камеры управления 26 на данном режиме работают от дополнительного насоса окислителя 44 и дополнительного насоса горючего 32, электроприводы 35 и 47 которых работают от аккумулятора 41, чем обеспечивают перевод ступени ракеты на новую траекторию с малыми тягами камер управления 26, за счет чего обеспечивают достаточную точность выведения, кроме того, обеспечивают выработку остатков топлива в топливных баках с меньшими массовыми расходами с помощью дополнительного насоса горючего 32 и дополнительного насоса окислителя 44, производительность которых является значительно меньшей, чем у насоса горючего 4 и насоса окислителя 5 турбонасосного агрегата 3 для неподвижных основных камер 12 на основном режиме работы многокамерного жидкостного ракетного двигателя с дожиганием с управляемым вектором тяги.The fixed main chambers 12 are turned off by sending a command from the control system (not shown in FIGS. 1-8) to close the start-shut-off valves 10, 11, start-shut-off valves 21 and 24, start-shut-off valves 17. After that, the flow of components is stopped to the gas generator 2, the turbine speed of the turbopump assembly 3 decreases to zero, the pressure behind the fuel pumps 4 and the oxidizer 5 decreases, the start-shut-off valves 21 and 24 are closed, the fixed main chambers 12 stop working, the feeder 56 connected to the control system receives Andu to turn off the electrical part of the current generator 54 and stop charging the battery 41, and the start-shut-off valves 33 and 46 are opened, ensuring the flow of fuel from the fuel inlet pipe 9 in front of the fuel start valve 10 to the input of the additional fuel pump 32 and the oxidizer from the cavity of the inlet pipe oxidizer 8 in front of the start valve of the oxidizer 11 to the input of the additional oxidizer pump 44 while turning on the electric drive 47 of the additional oxidizer pump 44, while of the electric drive 28 of the additional fuel pump 25. The control chambers 26 in this mode work from the additional oxidizer pump 44 and the additional fuel pump 32, the electric drives 35 and 47 of which operate from the accumulator 41, which ensures the transfer of the rocket stage to a new trajectory with small rods of control chambers 26, due to which they ensure sufficient removal accuracy, in addition, they ensure the generation of fuel residues in fuel tanks with lower mass flow rates using an additional fuel pump 32 and will complement ceiling elements oxidant pump 44, the performance of which is considerably smaller than that of the fuel pump 4 and the oxidizer pump 5 turbopump unit 3 fixed to the main chambers 12 on the main mode multichamber liquid rocket engine with afterburning with thrust vector control.

В этом случае отпадает необходимость в разработке отдельного автономного двигателя с дополнительным газогенератором, турбонасосным агрегатом с приводом от турбины с помощью генераторного газа, а также с дополнительными в данном случае агрегатами автоматики и регулирования, исчезает необходимость утилизации генераторного газа после турбины с нерациональным выбросом компонентов.In this case, there is no need to develop a separate autonomous engine with an additional gas generator, a turbopump unit driven by a turbine using generator gas, as well as with additional automation and control units in this case, and there is no need to utilize the generator gas after a turbine with irrational discharge of components.

Применение предполагаемого изобретения расширяет функциональные возможности жидкостного ракетного двигателя с дожиганием с управляемым вектором тяги за счет обеспечения работы камер управления при выключенных турбонасосном агрегате и неподвижных основных камер, выработки остатков компонентов топлива и обеспечения перевода ступени ракеты на новую траекторию с достаточной точностью выведения с использованием камер управления малых тяг на конечном режиме работы.The application of the proposed invention extends the functionality of a liquid-propellant rocket engine with a controlled thrust vector by providing control chambers with the turbo pump unit and fixed main chambers turned off, generating residual fuel components and ensuring the rocket stage is transferred to a new trajectory with sufficient accuracy with the use of control cameras small rods in the final mode of operation.

Claims (2)

1. Многокамерный жидкостный ракетный двигатель с дожиганием с управляемым вектором тяги, содержащий газогенератор, турбонасосный агрегат с насосами, входные магистрали окислителя и горючего с входными патрубками с установленными на них пуско-отсечными клапанами, несколько неподвижных основных камер, соединенных газоводами с полостью турбины и магистралями с полостями насосов, и камер управления, соединенных магистралями с пуско-отсечными клапанами с полостями за насосами турбонасосного агрегата, отличающийся тем, что в нем установлен дополнительный насосный агрегат с насосами горючего и окислителя и электрическим приводом в виде электродвигателя, соединенным электрической системой с установленным аккумулятором, входы одноименных компонентов, которых соединены магистралями с установленными на них пуско-отсечными клапанами с полостями входных патрубков перед пуско-отсечными клапанами.1. A multi-chamber liquid-propellant rocket engine with controlled thrust vectoring, comprising a gas generator, a turbopump unit with pumps, oxidizer and fuel inlet lines with inlet pipes with start-and-shut valves installed on them, several fixed main chambers connected by gas ducts to the turbine cavity and mains with pump cavities and control chambers connected by highways with start-shut-off valves with cavities behind the pumps of the turbopump unit, characterized in that it has an additional pump unit with fuel and oxidizer pumps and electric drive as an electric motor connected to the electrical system with the battery pack attached, the inputs of similar components, which are connected to highways fitted with the balancing and isolation valves with cavities inlets before start-shutoff valves. 2. Многокамерный жидкостный ракетный двигатель с управляемым вектором тяги по п. 1, отличающийся тем, что в нем установлен второй дополнительный агрегат с генератором тока с гидротурбиной, вход в которую соединен с занасосной полостью одного из компонентов турбонасосного агрегата, а выход - магистралью с установленным на ней пуско-отсечным клапаном с полостью одноименного компонента камер управления, причем генератор тока соединен с аккумулятором посредством фидера с возможностью отключения при выключении основных камер.2. A multi-chamber liquid-propellant rocket engine with a controlled thrust vector according to claim 1, characterized in that it has a second additional unit with a current generator with a hydraulic turbine, the input of which is connected to the drift cavity of one of the components of the turbopump unit, and the output is connected to a trunk with an installed on it with a start-shut-off valve with a cavity of the same component of the control chambers, the current generator being connected to the battery by means of a feeder with the possibility of shutdown when the main chambers are turned off.
RU2019120580A 2019-07-01 2019-07-01 Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector RU2703076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120580A RU2703076C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120580A RU2703076C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703076C1 true RU2703076C1 (en) 2019-10-16

Family

ID=68280041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120580A RU2703076C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703076C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901373A (en) * 2021-03-17 2021-06-04 唐虎 Novel liquid rocket engine multi-machine system
CN113405407A (en) * 2019-12-27 2021-09-17 北京星际荣耀空间科技股份有限公司 Liquid rocket thrust control system and liquid rocket
RU2771474C1 (en) * 2021-06-09 2022-05-04 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chamber liquid rocket engine with controlled thrust vector
RU2772670C1 (en) * 2020-12-15 2022-05-23 Борис Григорьевич Дегтярь Liquid rocket propulsion system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB898276A (en) * 1960-11-15 1962-06-06 United Aircraft Corp Propellant flow and control system for liquid propellant rocket
DE1626055B1 (en) * 1967-04-05 1970-07-30 Messerschmitt Boelkow Blohm Propulsion unit consisting of several liquid rockets
RU2119081C1 (en) * 1996-11-06 1998-09-20 Аркадий Алексеевич Бахмутов Engine for liquid-propellant rocket power plant
RU2520771C1 (en) * 2012-11-14 2014-06-27 Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Liquid-propellant engine with generator gas staged combustion cycle
RU2524483C1 (en) * 2013-02-20 2014-07-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid propellant rocket engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB898276A (en) * 1960-11-15 1962-06-06 United Aircraft Corp Propellant flow and control system for liquid propellant rocket
DE1626055B1 (en) * 1967-04-05 1970-07-30 Messerschmitt Boelkow Blohm Propulsion unit consisting of several liquid rockets
RU2119081C1 (en) * 1996-11-06 1998-09-20 Аркадий Алексеевич Бахмутов Engine for liquid-propellant rocket power plant
RU2520771C1 (en) * 2012-11-14 2014-06-27 Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Liquid-propellant engine with generator gas staged combustion cycle
RU2524483C1 (en) * 2013-02-20 2014-07-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Liquid propellant rocket engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Александров В.А. и др., Ракеты-носители, под общ. ред. Осипова, Воениздат, 1981, с.215. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113405407A (en) * 2019-12-27 2021-09-17 北京星际荣耀空间科技股份有限公司 Liquid rocket thrust control system and liquid rocket
RU2772670C1 (en) * 2020-12-15 2022-05-23 Борис Григорьевич Дегтярь Liquid rocket propulsion system
CN112901373A (en) * 2021-03-17 2021-06-04 唐虎 Novel liquid rocket engine multi-machine system
RU2771474C1 (en) * 2021-06-09 2022-05-04 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Multi-chamber liquid rocket engine with controlled thrust vector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2703076C1 (en) Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector
RU2158839C2 (en) Liquid-propellant rocket reheat engine
US5572864A (en) Solid-fuel, liquid oxidizer hybrid rocket turbopump auxiliary engine
RU2667529C2 (en) Device for pressurising propellant reservoirs of rocket engine
US20140283499A1 (en) Device and a method for feeding a rocket engine propulsion chamber
US2673445A (en) Turbojet and rocket motor combination with hot gas ignition system for nonself-reaction rocket fuels
RU2520771C1 (en) Liquid-propellant engine with generator gas staged combustion cycle
RU2232915C2 (en) Reheat liquid-propellant rocket engine
RU2545615C1 (en) Liquid-propellant rocket engine turbo pump unit
US5873241A (en) Rocket engine auxiliary power system
RU2385274C1 (en) Multi-stage carrier rocket, method to launch it and three-component rocket engine
RU2302547C1 (en) Liquid-propellant rocket engine
RU2412370C1 (en) Liquid propellant rocket engine with controlled vector of thrust and unit of combustion chamber suspension
RU2459971C1 (en) Carrier rocket, liquid-propellant rocket engine and roll nozzle block
RU2065985C1 (en) Three-component liquid-fuel rocket engine
RU2065068C1 (en) Experimental liquid-propellant reheat engine
RU2300657C1 (en) Liquid-propellant rocket engine
US20160237951A1 (en) Device and a method for feeding a rocket engine propulsion chamber
RU2464208C1 (en) Multistage carrier rocket, liquid-propellant rocket engine, turbo pump unit and bank nozzle unit
RU2476709C1 (en) Liquid propellant rocket engine
RU2709243C1 (en) Multi-chamber liquid-propellant rocket engine with afterburning with controlled thrust vector
RU2451199C1 (en) Liquid-propellant rocket engine
RU2455514C1 (en) Multistage booster-rocket, liquid propellant rocket engine and roll nozzle block
RU2431053C1 (en) Liquid propellant rocket engine and roll nozzle block
EP3636908B1 (en) Rocket engine with turbo pump having a motor-generator