ракетный двигатель твердого топлива
Классы МПК: | F02K9/26 управление процессом горения |
Автор(ы): | Соколов Г.Ф., Миронов Ю.И., Волков В.Ф., Беркович В.С., Шигин А.В. |
Патентообладатель(и): | Конструкторское бюро приборостроения |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-10-11 публикация патента:
20.02.1998 |
Использование: в ракетных двигателях твердого топлива (РДТТ). Сущность изобретения: РДТТ, содержащем заряд, корпус с установленным в его сопло воспламенителем (В) с расходным отверстием на торце заряда, обращенном к В выполнен рассекатель (Р) в виде кольцевой канавки с радиусным профилем, причем угол между касательными к радиусному профилю канавки в точках их пересечения с вершиной P равен 60o - 90o, при этом диаметр расходного отверстия B больше диаметра вершины P, а расстояние от торца заряда до B определено соотношением L = (6 - 10)
d, где L - расстояние от торца заряда до B, d - диаметр расходного отверстия B. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
Формула изобретения
Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий заряд, корпус с установленным в его сопло воспламенителем с расходным отверстием, отличающийся тем, что в нем на торце заряда, обращенном к воспламенителю, выполнен рассекатель в виде кольцевой канавки с радиусным профилем, причем угол между касательными к радиусному профилю в точках их пересечения с вершиной рассекателя равен 60 90o, при этом диаметр расходного отверстия воспламенителя больше диаметра вершины рассекателя, а расстояние от торца заряда до воспламенителя определено соотношениемL (6 10)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
где L расстояние от торца заряда до воспламенителя;
d диаметр расходного отверстия воспламенителя.
Описание изобретения к патенту
Предполагаемое изобретение относится к ракетной технике, в частности, к ракетным двигателям на твердом топливе. Известен ракетный двигатель твердого топлива с эжектируемым воспламенителем [1] . Двигатель имеет реактивное сопло, осевой канал для отвода газов через сопло и воспламенитель топлива. Последний установлен в осевом канале двигателя таким образом, что он выбрасывается через сопло при сгорании проперголя (заряда). Данная конструкция позволяет надежно зажечь заряд, имеющий осевой канал, за счет того, что, при движении воспламенителя его горячие газы постоянно контактируют с боковой поверхностью осевого канала заряда. Недостатком такой конструкции является возможность повреждения поверхности канала корпусом воспламенителя при перекосе (во время выбрасывания) штанги и срезной мембраны, расположенных сзади воспламенителя. Этот недостаток устранен в конструкции твердотопливного заряда для РДТТ [2] , содержащем вспомогательную пусковую шашку торцовым горением и основную шашку для крейсерского режима работы. Данная конструкция позволяет надежно воспламенить заряд за счет применения в пусковой шашке пороха с лучшей воспламенимостью, однако, недостатками являются применение нескольких марок топлив для шашек и их крепление, расточка шашки для крейсерского режим работы и вклейка пусковой шашки. Конструкция заряда усложняется. Эти недостатки устранены в наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению конструкции ракетного двигателя артиллерийского снаряда [3] , содержащем корпус с зарядом твердого топлива и соплом, установленную в нем заглушку, воспламенитель, причем воспламенитель размещен на заглушке в коническом корпусе с расходным отверстием. Данная конструкция проста (имеет одну шашку), зажжение заряда торцевого горения в диапазоне температур![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105011/177.gif)
L = (6 - 10)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
где
L - расстояние от торца заряда до воспламенителя, d - диаметр расходного отверстия воспламенителя. Выполнение на торце заряда, обращенном к воспламенителю, рассекателя в виде кольцевой канавки с радиусным профилем позволяет уменьшить силу, воздействующую по нормали (перпендикулярно) к поверхности пороха, при этом осуществляется плавный поворот потока газа воспламенителя по радиусному профилю канавки с выходом на плоский торец заряда. Тангенциальная составляющая сила (напора) струи позволяет лучше зажечь порох заряда за счет увеличенной тангенциальной скорости струи. Центробежная сила, возникающая при движении газа воспламенителя по радиусному профилю канавки, прижимает еще не полностью сгоревшие частички воспламенителя к поверхности заряда и увеличивает к нему подвод тепла. Это приводит к лучшему воспламенению заряда, особенно при минусовых температурах. Выполнение угла между касательными к радиусному профилю канавки в точках их пересечения с вершиной рассекателя в диапазоне от 60o до 90o позволяет уменьшить нормальную (перпендикулярную) составляющую силы давления струи от 50 до 30 процентов и получено опытным путем. Выполнение указанного угла меньше 60o будет еще больше уменьшать нормальную составляющую силы, но, при изготовлении такой радиусной канавки, вершина рассекателя становится достаточно острой и скалывается, что не допускается. Кроме того, при угле меньше 60o канавка становится узкой и глубокой, радиус канавки мал, а это приводит к большому углу поворота потока газа для выхода струи на торец заряда, большим потерям давления и худшему воспламенению заряда. При выполнении же указанного угла более 90o нормальная составляющая силы струи все больше приближается к максимальному значению, когда сила направлена перпендикулярно торцу заряда и угол равен 180o. Эффективность введения кольцевой канавки снижается и вероятность получения раскола заряда увеличивается. Необходимо также отметить, что выполнение кольцевой канавки с большим радиусом (и углом между касательными более 90o) не всегда приемлемо для двигателя, используемого в артиллерийском снаряде: в этом случае широкая канавка уменьшает опорную площадь заряда, а при осевых перегрузках в несколько тысяч единиц это приведет к разрушению заряда. Выполнение диаметра расходного отверстия воспламенителя больше диаметра вершины рассекателя гарантированно обеспечивает контакт периферийной части струи с наклонной (радиусной) поверхностью заряда и, следовательно, уменьшает усилие на центральную часть рассекателя. Этому помогает и то, что диаметр струи у торца заряда больше, чем диаметр струи при начале ее истечения, из-за расширения газа. Выполнение расстояния L от торца заряда до воспламенителя согласно соотношению L = (6 - 10)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
![ракетный двигатель твердого топлива, патент № 2105180](/images/patents/366/2105010/183.gif)
Класс F02K9/26 управление процессом горения