ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 1998 года по МПК F02K9/08 

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в качестве источника газа, давления и струи высокотемпературных продуктов горения со стабильным расчетным расходом.

Известны различные конструкции пиротехнических (твердотопливных) газогенераторов (в том числе ракетных двигателей), содержащих корпус с размещенными в нем инициирующими устройствами, воспламенителями, газогенерирующими зарядами с осевым каналом [1-3]. Все эти газогенераторы в процессе срабатывания должны обладать высокой надежностью и обеспечивать стабильный режим генерации продуктов горения.

Известна конструкция газогенератора [1] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом и воспламенителем, размещенным в глухой части корпуса, противоположной газовыводу. При этом вся поверхность заряда открытая. Недостатком данной конструкции является низкая надежность воспламенения заряда и в связи с этим нестабильная работа газогенератора в целом.

Известна конструкция газогенератора [2] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом и воспламенителем, размещенным в глухой части корпуса, противоположной газовыводу. При этом торцовая и боковая поверхности заряда бронированы и воспламенение осуществляется по поверхности осевого канала. В данном случае также имеет место низкая надежность равномерного воспламенения заряда по всей поверхности канала.

Известна конструкция газогенератора [3] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом, воспламенитель, размещенный в глухой части корпуса, противоположной газовыводу, и инициирующее устройство, размещенное в горловине газовывода. В данном случае, как считают авторы изобретения, происходит усиление действия инициирующего устройства за счет форса пламени воспламенителя. Тем не менее, фактически имеет место лишь некоторое повышение эффективности воспламенения заряда по поверхности канала и нет достаточной надежности равномерного воспламенения по всей поверхности канала, а следовательно нет и гарантии надежной, стабильной работы газогенератора.

Кроме того, размещение инициирующего устройства в горловине газовывода усложняет конструкцию и не может служить фактором, повышающим надежность работы системы воспламенения и газогенератора в целом.

Описанная конструкция газогенератора наиболее близка по технической сущности и выбрана в качестве прототипа.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности работы газогенератора и обеспечение стабильных параметров его работы за счет оптимизации процессов воспламенения и горения газогенерирующего заряда.

Технически результат, достигаемый при использовании заявляемого решения:
Стабильная работоспособность газогенератора многократно подтверждена экспериментально. Показано, что среднее квадратическое отклонение времени срабатывания в диапазоне температур от плюс 50^oC до минус 50^oC составляет 3%.

Для решения поставленной задачи в известном газогенераторе [3], содержащем корпус с газовыводом, расположенные в корпусе газогенерирующий заряд с осевым каналом, воспламенительный заряд, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной воспламенительному заряду, согласно изобретению поверхность осевого канала газогенерирующего заряда выполнена бронированной, воспламенительный заряд размещен на торце газогенерирующего заряда со стороны газовывода, а газогенерирующий заряд изолирован от инициирующего устройства. Выполнение поверхности осевого канала бронированной и изоляция газогенерирующего заряда от инициирующего устройства исключает воспламенение поверхности осевого канала газогенерирующего заряда и направлено на передачу форса пламени от инициирующего устройства непосредственно к воспламенительному заряду. Расположение воспламенительного заряда плоской на торце газогенерирующего заряда позволяет воспламенить газогенерирующий заряд по всей торцовой поверхности равномерно, что реализует необходимые условия как надежного воспламенения газогенерирующего заряда, так и одностороннее торцовое горение газогенерирующего заряда с постоянной поверхностью горения, обеспечивающей стабильную работу газогенератора в расчетном режиме.

На чертеже приведена схема заявляемого газогенератора.

Газогенератор содержит газогенерирующий заряд 1 с осевым каналом 2, размещенным в корпусе 3. Осевой канал 2 имеет бронированную поверхность 4. Инициирующее устройство 5 расположено в глухой части корпуса и изолировано от газогенерирующего заряда 1.

Воспламенительный заряд 6 имеет плоскую форму и плотно контактирует с торцовой поверхностью газогенерирующего заряда 1. Контакт воспламенительного заряда 6 с торцом газогенерирующего заряда 1 осуществляется по всей поверхности. Вывод генерируемых продуктов горения осуществляется через сопло 7.

Газогенератор работает следующим образом. При подаче токового импульса на токовыводящие концы инициирующего устройства 5 форс пламени пиротехнического состава инициирующего устройства перемещается по бронированному осевому каналу газогенерирующего заряда 1. При этом изоляция инициирующего устройства 5 от газогенерирующего заряда 1 исключает несанкционированное воспламенение последнего (с торца и боковой поверхности). Форс пламени инициирующего устройства 5 задействует воспламенительный заряд 6, после чего происходит воспламенение газогенерирующего заряда 1 исключительно по торцовой поверхности. Совокупность предлагаемых признаков изобретения позволяет получить газогенерирующее устройство с высокой степенью надежности и стабильными параметрами срабатывания.

Инициирующее устройство срабатывает в диапазоне температур от плюс 50^oC до минус 50^oC с надежностью не менее 0,9⁵ при доверительном уровне β = 0,9.

Применение воспламенителя плоской формы, плотно контактирующего со всей торцовой поверхностью газогенерирующего заряда с осевым каналом, позволяет воспламенять газогенерирующий заряд во всем температурном диапазоне эксплуатации (от плюс 50^oC до минус 50^oC) с надежностью более 0,9³. Это в свою очередь обеспечивает постоянную поверхность горения газогенерирующего заряда и в конечном счете стабильную работу газогенератора в расчетном режиме. При этом среднее квадратическое отклонение времени срабатывания газогенератора составляет 3%.

Использование: в пиротехнике, в качестве источника газа, давления и струи высокотемпературных продуктов горения со стабильным расходом. Сущность изобретения: в известном газогенераторе, содержащем корпус с газовыводом, газогенерирующий заряд (ГГЗ) с осевым каналом, воспламенительный заряд (ВЗ) и инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной ВЗ, поверхность осевого канала ГГЗ выполнена бронированной, ВЗ установлен на торце ГГЗ со стороны газовывода, а ГГЗ изолирован от инициирующего устройства. 1 ил.

Газогенератор, содержащий корпус с газовыводом, расположенные в корпусе газогенерирующий заряд с осевым каналом, воспламенительный заряд и инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной воспламенительному заряду, отличающийся тем, что поверхность осевого канала газогенерирующего заряда выполнена бронированной, воспламенительный заряд установлен на торце газогенерирующего заряда со стороны газовывода, а газогенерирующий заряд изолирован от инициирующего устройства.