РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО СНАРЯДА Российский патент 1994 года по МПК F02K9/08 

Изобретение относится к артиллерийской технике, в частности к ракетным двигателям снарядов, запускаемых из ствола орудия или миномета.

Известна конструкция соплового воспламенителя для ракетного двигателя твердого топлива [1], содержащего воспламеняющий двигатель с противоположно направленными соплами, который монтируется в выходном конусе сопла ракетного двигателя. Газы, истекающие из одного из сопл, направляются через горловину сопла в камеру сгорания ракетного двигателя. Относительные размеры противоположно направленных сопл подбираются так, чтобы компенсировать нагрузки на воспламеняющий двигатель и его удержание на месте в процессе воспламенения. Данное устройство позволяет воспламенять заряд уравновешенным воспламеняющим двигателем, однако ему присущи следующие недостатки:
в связи с истечением части газов в атмосферу необходимо иметь более массивную навеску пороха;
крепление соплового воспламенителя в центре мембраны, закрывающей сопло, приводит при эксплуатации (вибрации, броски) к повреждению мембраны по периферийной заделке. Усиление же мембраны (увеличение толщины) приводит к забросу (пику) давления в камере сгорания основного двигателя, что снижает надежность его работы.

Недостатком является и то, что в связи со срезом мембраны по всему периметру происходит резкий сброс давления в предсопловом объеме, приводящий к загасанию заряда основного двигателя.

Известна конструкция ракетного двигателя артиллерийского снаряда [2], содержащего корпус с зарядом твердого топлива и соплом, установленную в нем заглушку с кольцевым выступом, контактирующим с наружной поверхностью сопла, фиксирующий ее элемент, воспламенитель и блок стабилизаторов ножевого типа.

Данная конструкция позволяет стопорить все устройство в трубе за счет установки выступов стабилизаторов ножевого типа в выемки на внутренней поверхности трубы за счет контакта кольцевого выступа заглушки с оперением и соплом.

Однако нагружение сопловой части в зоне пристыковки перьев стабилизатора весом всего снаряда при осевых бросках на носовую часть, продольных вибрациях с учетом инерционных нагрузок снижает надежность работы двигателя, а также требует такой компоновки, когда задние торцы стабилизаторов и заглушка были бы расположены рядом, что не всегда приемлемо. Расположение воспламенителя отдельно от заглушки увеличивает количество деталей и сборок, что снижает надежность работы двигателя.

Задачей изобретения является повышение надежности работы ракетного двигателя.

Указанная задача решается таким образом, что в ракетном двигателе артиллерийского снаряда, содержащем корпус с зарядом твердого топлива и соплом, установленную в нем заглушку с кольцевым выступом, контактирующим с наружной поверхностью сопла, фиксирующий ее элемент, воспламенитель и блок стабилизаторов ножевого типа, воспламенитель размещен на заглушке в коническом корпусе и снабжен установленным со стороны среза сопла замедлителем, при этом стабилизаторы перекрывают торец замедлителя, причем фиксирующий элемент выполнен в виде трубки, один конец которой скреплен с соплом в его критическом сечении, а другой конец снабжен выступами, охватывающими корпус воспламенителя.

Размещение воспламенителя на заглушке в коническом корпусе и снабжение его установленным со стороны среза сопла замедлителем позволяет повысить надежность работы двигателя за счет уменьшения количества элементов конструкции - совмещения в одном устройстве функций: заглушки и пиротехнического устройства, передающего и исполняющего команду на зажжение заряда твердого топлива после начала горения метательного заряда. Кроме того, за счет расположения конического корпуса в сверхзвуковой части сопла повышается коэффициент использования объема двигателя. Перекрытие торца замедлителя стабилизаторами ножевого типа исключает перекрытие (забивание) элементами метательного заряда - тканью картуза, нитками, картонным пыжом и несрабатывание замедлителя в стволе.

Выполнение фиксирующего элемента в виде трубки, один конец которой скреплен с соплом в его критическом сечении (на наружной поверхности сопла), позволяет уменьшить теплонапряженность сопла за счет стока тепла на элемент с развитой поверхностью (трубка с выступами), выполняющими две функции - фиксирующего элемента и теплоотводящего элемента конструкции. Снабжение второго конца трубки выступами, охватывающими корпус воспламенителя, позволяет надежно зафиксировать корпус при эксплуатации снаряда и обеспечить необходимое давление форсирования в камере двигателя, плавное, а не скачком, растянутое во времени отгибание выступов трубки, что исключает резкий сброс давления из предсоплового объема двигателя.

Указанные меры повышают надежность работы двигателя.

Сравнение изобретения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены и поэтому они обеспечивают изобретению соответствие критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображен ракетный двигатель АС, общий вид; на фиг.2 - корпус воспламенителя, сопло, трубка и стабилизаторы (вид справа).

Ракетный двигатель содержит сопло 1, конический корпус 3 с воспламенителем 4, размещенным на заглушке, и замедлителем (пиротехническим) 5. Корпус 3 расположен в сверхзвуковой части сопла 1, замедлитель 5 установлен со стороны среза сопла. Кольцевой выступ 6 корпуса 3 контактирует с наружной поверхностью 7 сопла 1. Позицией 8 обозначен заряд твердого топлива. Стабилизаторы 9 ножевого типа закреплены на осях 10 и охватывают замедлитель 5 с перекрытием его наружного торца 11. Фиксирующий элемент 12 корпуса 3 выполнен в виде трубки. Конец 13 трубки скреплен с соплом 1, например, по резьбе 14 и расположен вокруг критического сечения 15 сопла 1. Второй конец 16 трубки 12 снабжен выступами 17, охватывающими корпус 3. Выступы 17 и трубка 12 выполняются из мягкой стали. Метательный заряд 18 размещен за стабилизаторами 9.

При горении метательного заряда 18 двигатель 2 со снарядом движется в стволе орудия. Так как торец 11 замедлителя 5 перекрыт стабилизаторами 9 ("крестом"), то недогоревшие еще части заряда 18 (ткань картуза, картонный пыж и др.) не забивают торец 11 к моменту, когда при определенном давлении срабатывает замедлитель 5. Корпус 3 в стволе удерживается давлением газов заряда 18 и выступами 17. После вылета снаряда из ствола через время замедления замедлитель 5 зажигает воспламенитель 4, а он в свою очередь заряд 8 двигателя 2. В камере двигателя 2 растет давление. По достижении давления форсирования корпус 3 движется от двигателя 2, плавно отгибая выступы 17 трубки 12. Кольцевой выступ 6 перемещается по наружной поверхности 7 сопла 1, постепенно без большого градиента уменьшая давление в предсопловом объеме двигателя 2, к которому чувствителен порох заряда 8. После схода корпуса 3 работает двигатель 2, газы заряда 8 нагревают сопло, элементом тепловой защиты которого является трубка 12, скрепленная (по резьбе 14) с соплом 1 в зоне критического сечения 15 - зоне наибольшего теплового потока. Развитая поверхность трубки 12 с выступами 17 повышает надежность работы двигателя за счет дополнительного охлаждения сопла.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность работы двигателя за счет совмещения функций заглушки и пиротехнического устройства, передающего форс огня от метательного заряда к заряду твердого топлива, исключая попадания частей метательного заряда в замедлитель и его незапуска, исключения резкого сброса газов заряда двигателя и загасания заряда, увеличения теплоотвода от критического сечения сопла за счет использования фиксирующего элемента - трубки с выступами с развитой поверхностью.

Изобретение относится к артиллерийской технике, в частности, к ракетным двигателям снарядов, запускаемых из ствола орудия или миномета. Задача, решаемая изобретением, - повышение надежности работы ракетного двигателя. Воспламенитель 4 размещен на заглушке в коническом корпусе 3 и снабжен установленным со стороны среза сопла замедлителем 5, при этом стабилизаторы 9 перекрывают торец замедлителя 5, а фиксирующий заглушку элемент выполнен в виде трубки 12, один конец которой скреплен с соплом 1 в его критическом сечении, а другой конец снабжен выступами 17, охватывающими корпус воспламенителя 3. 2 ил.

РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО СНАРЯДА, содержащий корпус с зарядом твердого топлива и соплом, установленная в нем заглушка с кольцевым выступом, контактирующим с наружной поверхностью сопла, фиксирующий ее элемент, воспламенитель и блок стабилизаторов ножевого типа, отличающийся тем, что в нем воспламенитель размещен на заглушке в коническом корпусе и снабжен установленным со стороны среза сопла замедлителем, при этом стабилизаторы перекрывают торец замедлителя, причем фиксирующий элемент выполнен в виде трубки, один конец которой скреплен с соплом в его критическом сечении, а другой конец снабжен выступами, охватывающими корпус воспламенителя.