МАИ запатентовал форсунку жидкостного ракетного двигателя со спиральным сопловым каналом
- В новой форсунке выходной канал имеет спиральную поверхность, сечение которой поворачивается на угол от 30° до 540°.
- МАИ запатентовал конструкцию с тремя типами поверхностей и числом лучей от 3 до 6.
- Заявленный рост турбулентной кинетической энергии в сопловом канале — в 1,5–2 раза.
Почему это важно: По тексту, это обеспечивает более полное сгорание топлива.
Решение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива в камерах сгорания ЖРД.
У известных соосно-струйных форсунок в выходной части наконечника делают радиальные пазы: они меняют форму струи с круглой на звездообразную, увеличивая площадь контакта компонентов. Но форма сечения задаётся раз и навсегда по всей длине выходного участка, поэтому дополнительная турбулизация за счёт пространственной закрутки невозможна.
Изображение: ChatGPT
В новой форсунке поверхность выходного канала сделана в форме так называемой каналовой поверхности Иоахимсталя. Её сечение всё время поворачивается вокруг продольной оси по мере движения потока и получается спираль. Поверхность может быть трёх типов, а суммарный угол поворота сечения — от 30° до 540°. У поверхностей второго и третьего типов радиус образующей окружности меняется по заданному закону, а число лучей — 3, 4, 5 или 6.
Компонент топлива поступает по осевому каналу наконечника в выходной профилированный канал. Там он взаимодействует со спиральной лучевой поверхностью — возникают устойчивые вихри и поток турбулизуется. Второй компонент подаётся через кольцевой зазор и проходит через тот же спиральный канал. На выходе образуется стабильный факел распыла.
Заявленный результат состоит в росте турбулентной кинетической энергии в сопловом канале в 1,5–2 раза, а значит, более полное сгорание топлива. Непрерывный поворот сечения действует на поток по всем направлениям, исключая застойные зоны. Изготавливать форсунку можно аддитивными технологиями, электроэрозионной обработкой или прецизионным литьём. Формула включает восемь пунктов.
