ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2001 года по МПК F02K9/36 

Изобретение относится к устройствам реактивных двигателей твердого топлива (РДТТ) и газогенераторов (ГГ) и может быть использовано в объектах с многошашечными зарядами, помещенными в корпус с нецентральным (боковым) расположением сопел (расходных отверстий), применяемых, например, для создания боковой управляющей реактивной силы в системах коррекции и управления траекторией боеприпаса.

В качестве опорного элемента заряда в РДТТ и ГГ с многошашечными зарядами применяются решетки.

Решетка представляет собой цилиндрическую шайбу, установленную перед сопловым или расходным отверстием (отверстиями). Решетка воспринимает полетные и газодинамические нагрузки и, одновременно, предотвращает вылет в сопло остатков заряда при его разрушении в конце горения.

С этой целью на решетке выполняют множество отверстий (осевых пазов) либо на торце, обращенном к заряду, фрезеруют на определенную глубину параллельные прорези по типу колосника.

При этом свободное для прохода газов сечение каналов решетки выполняют в 3-5 раз превышающим площадь критического сечения сопла или расходного отверстия (М.Е.Серебряков. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. Москва. "Оборонгиз", 1962, 242, 270).

В малогабаритных РДТТ и ГГ, в особенности с зарядами малого времени горения, последнее условие трудновыполнимо из-за сравнительно большого критического сечения сопла (расходного отверстия) и неизбежного при этом перекрытия каналов решетки опорной поверхностью заряда.

Стремление увеличить эти каналы путем увеличения диаметра отверстий или ширины прорезей (естественно, с сокращением их числа) делает решетку малоэффективной для удержания в камере остатков заряда в конце горения, вследствие чего снижается импульс тяги (реактивной силы) РДТТ и ГГ и не выполняются требуемые баллистические характеристики, например, время работы из-за снижения уровня рабочего давления при выбросе остатков топлива.

При установке за сопловым или расходным отверстием, выполненным сбоку в стенке камеры, что часто обуславливается компоновкой РДТТ и ГГ на объекте (например, для ориентации вектора управляющей силы перпендикулярно оси), такие решетки становятся вообще неэффективными.

Предлагаемое изобретение ставит целью повышение эффективности и совершенствование конструкции малогабаритных РДТТ и ГГ с боковыми расходными отверстиями в направлении повышения реализации суммарного импульса тяги (давления) за счет исключения выброса остатков заряда.

По нашему мнению, это достигается выполнением решеток грибообразными, соединенными основанием с днищем корпуса, а также выполнением центральных прорезей со стороны заряда до днища корпуса и размещением сопел (расходных отверстий) напротив оснований решеток.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом.

Здесь показана типичная конструкция малогабаритного газогенератора с зарядом твердого топлива 1 в виде пакета трубок, помещенного в корпус 2 с боковыми расходными отверстиями 3, перпендикулярными оси газогенератора.

В корпус 2 с той и другой стороны ввернуты донья 4, переходящие в решетки 5, между которыми помещен заряд 1.

Со стороны заряда на торцах решеток выполнены колосниковые выступы 6, на которые заряд опирается.

Решеткам 5 придана грибообразная форма. При этом диаметр основания решетки d относительно диаметра торца D составляет величину 0,6 ... 0,8.

Более высокие отношения d/D, как видно из таблицы экспериментальных данных, приводят к резкому снижению эффективности решеток с точки зрения реализации суммарного импульса тяги J_R вследствие выброса остатков заряда, а более низкие - к нерасчетному повышению давления.

Для увеличения суммарной площади каналов, свободных для прохода газов, со стороны заряда в решетках 5 выполнены одна или несколько центральных прорезей 7 до днища корпуса. Достигаемое при этом увеличение площади проходных сечений (в 4 ... 10 раз) обеспечивает газодинамическую устойчивость рабочего процесса двигателя.

Предлагаемое техническое решение экспериментально обосновано отработкой малогабаритного газогенератора системы разведения БЧ ракеты, включая летно-конструкторские, заводские и государственные испытания.

Газогенератор реактивного двигателя твердого топлива содержит корпус с днищами и боковыми расходными отверстиями, размещенный в нем заряд твердого топлива, ограниченный торцами решеток. Каждая решетка выполнена грибообразной и соединена основанием с днищем корпуса. В решетке выполнены одна или несколько центральных прорезей со стороны заряда до днища корпуса. Расходные отверстия расположены напротив оснований решеток. Диаметр основания решетки составляет 0,6. ..0,8 диаметра ее торца. Изобретение повышает эффективность реактивного двигателя и газогенератора. 1 ил., 1 табл.

1. Газогенератор, содержащий корпус с днищами и боковыми расходными отверстиями, размещенный в нем заряд твердого топлива, ограниченный торцами решеток, отличающийся тем, что в нем каждая решетка выполнена грибообразной и соединена основанием с днищем корпуса, а в ней выполнены одна или несколько центральных прорезей со стороны заряда до днища корпуса, при этом расходные отверстия расположены напротив оснований решеток. 2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что диаметр основания решетки составляет 0,6 ... 0,8 диаметра ее торца.