РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1994 года по МПК F02K9/08 

Описание патента на изобретение RU2018704C1

Изобретение относится к энергетическим установкам и может быть использовано в промышленности в качестве твердотопливного ракетного двигателя.

Известен ракетный двигатель твердого топлива с соплом Лаваля, выполненным из КМ и имеющим нормированный унос массы в критическом сечении [1].

Недостатком известной конструкции является занижение удельного импульса по сравнению с ракетным двигателем, имеющим "идеальное" сопло с неизменной геометрией.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ракетный двигатель твердого топлива, содержащий камеру сгорания с размещенным в ней канальным зарядом твердого топлива и кольцевое сопло в виде обечайки и расположенного на стержне центрального тела [2].

Недостаток известной конструкции заключается в низком удельном импульсе двигателя.

Целью изобретения является повышение удельного импульса.

Поставленная цель достигается за счет того, что в ракетном двигателе твердого топлива, содержащем камеру сгорания с размещенным в ней канальным зарядом твердого топлива и кольцевое сопло в виде обечайки и расположенного на стержне центрального тела, профиль обечайки и центрального тела выполнен из низкотеплопроводного материала, образованного слоями ткани с взаимно перпендикулярными нитями, имеющими структуру разной плотности, уменьшающейся по длине сопла, а на стержне центрального тела установлены фиксирующие слои ткани диски.

На чертеже изображен ракетный двигатель твердого топлива, общий вид.

Ракетный двигатель твердого топлива содержит камеру сгорания 1 с размещенным в ней канальным зарядом 2 твердого топлива и кольцевое сопло 3 в виде обечайки. Кольцевое сопло 3 имеет центральное тело 4, расположенное на стержне 5. Профиль обечайки и центрального тела 4 кольцевого сопла 3 выполнен из низкотеплопроводного материала, образованного слоями ткани с взаимно перпендикулярными нитями, имеющими структуру разной плотности, уменьшающейся по длине сопла 3. На стержне 5 установлены фиксирующие слои ткани диски 6.

Ракетный двигатель работает следующим образом.

При горении заряда 2 в камере 1 высокотемпературные продукты сгорания воздействуют на поверхность газохода кольцевого сопла 3 и центрального тела 4.

В процессе работы в соответствии с программной изменения тяги при изменении поверхности горения заряда по соответствующему закону F=f(τ) площадь кольцевого критического сечения (минимальное сечение газохода) из материала с нормированным уносом массы на обечайке и центральном теле 4 кольцевого сопла 3 изменяется по закону Fкр=f(τ), а профиль раструба обечайки и центрального тела 4 - с программированным изменением площади среза Fa=f(τ ), таким образом, отношение Fкр/Fа может быть постоянным или изменяться по заданной программе в процессе работы двигателя в среде переменной плотности. Программа изменения внутреннего контура сопла 3 обеспечивается выполнением профиля обечайки и центрального тела 4 в виде слоев ткани с взаимно перпендикулярными нитями, что обеспечивает равномерность уноса массы по периметру как в критическом сечении, так и по профилю. Уширение сопла Fa/Fкр увеличивается, когда с течением времени давление внешней среды уменьшается и, наоборот, уширение сопла уменьшается при увеличении с течением времени работы давления внешней среды. Профиль обечайки и центрального тела 4 кольцевого сопла 3 выполнен из низкотемпературного материала на основе кремнеземистой ткани типа П57 (λ= 0,4 ккал/ч˙моС) и угольной ткани типа П513 (λ = 0,18 ккал/ч ˙моС). В полости центрального тела 4 и внутри стержня 5 могут располагаться металлические элементы регулирующего механизма.

Диски 6 фиксируют слои ткани центрального тела 4, обеспечивая оптимальные размеры критического сечения газохода, и исключают возможности расслоения слоев ткани центрального тела 4. Экспериментально установлено, что при выполнении профиля обечайки и центрального тела 4 в виде ткани со структурой разной плотности, уменьшающейся по длине сопла 3, обеспечивается минимальный унос массы, что является условием повышения удельного импульса.

Работоспособность ракетного двигателя подтверждена экспериментом в широком диапазоне температур Т=2200-3600 К, давления Р=4-10 МПа и окислительного потенциала Во=0,03-0,4.

Использование предлагаемого двигателя обеспечивает повышение удельного импульса.

Похожие патенты RU2018704C1

название год авторы номер документа
КОЛЬЦЕВОЕ СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 1991
  • Александер Т.Г.
  • Ключников А.Н.
  • Ульянов Ю.П.
  • Паламарчук В.П.
RU2007607C1
ДВУХРЕЖИМНЫЙ СОПЛОВОЙ БЛОК 2020
  • Гайдаров Дмитрий Дмитриевич
  • Рыбаулин Сергей Николаевич
  • Сорокин Владимир Алексеевич
RU2736089C1
Вкладыш соплового блока РДТТ из углестеклопластика с регулируемой эрозионной стойкостью 2020
  • Ершов Анатолий Михайлович
  • Абрахманов Фарид Хабибуллович
  • Карсаков Александр Сергеевич
  • Минеев Дмитрий Николаевич
RU2767242C1
РЕГУЛИРУЕМЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1997
  • Макаровец Н.А.
  • Денежкин Г.А.
  • Белобрагин В.Н.
  • Часовников Ю.И.
  • Носов Ю.Е.
RU2135810C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 1997
  • Андреев В.А.
  • Глухарев Н.Н.
  • Корнеичев В.В.
  • Палайчев А.А.
RU2138670C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2007
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Никитин Василий Тихонович
  • Козьяков Алексей Васильевич
  • Кислицын Алексей Анатольевич
  • Шаповалова Нина Алексеевна
  • Трусихина Лариса Владимировна
RU2345283C1
СТАРТОВЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ 2007
  • Бурлов Владимир Васильевич
  • Савченко Федор Анатольевич
  • Поляков Сергей Николаевич
RU2377431C2
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 1999
  • Белобрагин В.Н.
  • Борисов О.Г.
  • Денежкин Г.А.
  • Макаровец Н.А.
  • Подчуфаров В.И.
  • Семилет В.В.
  • Терехов Н.Ю.
RU2163686C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 1996
  • Лянгузов С.В.
RU2109160C1
Ракетный двигатель на твердом топливе 2023
  • Сабирзянов Андрей Наилевич
  • Ахметзянов Айнур Разилович
RU2821678C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 018 704 C1

Реферат патента 1994 года РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к энергетическим установкам и может быть использовано в промышленности в качестве твердотопливного ракетного двигателя. Целью изобретения является повышение удельного импульса. При горении заряда в камере высокотемпературные продукты сгорания воздействуют на поверхность обечайки кольцевого сопла и центрального тела. Профиль обечайки сопла и центрального тела выполнен из низкотеплопроводного материала, который состоит из слоев ткани с взаимно перпендикулярными нитями. Плотность материала обечайки и центрального тела уменьшается по длине сопла, что обеспечивает минимальный унос массы. Диски фиксируют слои ткани центрального тела и исключают возможность расслоения слоев. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 018 704 C1

РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, содержащий камеру сгорания и кольцевое сопло в виде обечайки и расположенного на стержне центрального тела, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного импульса, в нем профиль обечайки и центрального тела выполнен из низкотеплопроводного материала, образованного слоями ткани с взаимно перпендикулярными нитями, имеющими структуру разной плотности, уменьшающейся по длине сопла, а на стержне центрального тела установлены фиксирующие слои ткани диски.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2018704C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Патент ФРГ N 3407901, кл
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 018 704 C1

Авторы

Александер Т.Г.

Ключников А.Н.

Паламарчук В.П.

Даты

1994-08-30Публикация

1990-11-15Подача