ИМПУЛЬСНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 2005 года по МПК F02K9/95 

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к ракетным двигателям твердого топлива (РДТТ), преимущественно импульсным (время работы 0,81...0,3 с), с зарядом из тонкосводных пороховых элементов.

Известен РДТТ [1], содержащий камеру сгорания с вкладным многошашечным пороховым зарядом, размещенным между донной и сопловой диафрагмами, и воспламенитель в виде центральной форкамерной трубки, форкамерная трубка заполнена навеской воспламенителя и открыта в сторону переднего дна. Электровоспламенитель установлен на переднем дне камеры напротив открытого конца форкамерной трубки.

В данной конструкции для зажжения заряда используется воспламенитель форкамерного типа, имеющий более высокую эффективность и надежность по сравнению с картузными воспламенителями. Следует отметить, что в данном случае продукты сгорания навески воспламенителя направляются на заряд вдоль шашек, что снижает вероятность их разрушения.

К недостатку конструкции можно отнести то, что газы электровоспламенителя, воздействуя на насыпную навеску воспламенителя в трубке с глухим дном, могут приводить к ее спрессовыванию, что существенно снижает скорость горения навески, а следовательно, и интенсивность зажжения заряда. Положение усугубляется тем, что в импульсных РДТТ используются мощные электровоспламенители, которые оказывают значительное силовое воздействие на заряд. Практика экспериментальной отработки импульсных РДТТ показывает, что при определенных условиях (длина столба навески, размер и прочность зерна, давление вскрытия сопел) возможно загасание воспламенительной навески, что приводит к незажжению заряда.

Указанный недостаток устранен в конструкции импульсного РДТТ гранатомета [2].

РДТТ содержит многошашечный пороховой заряд, камеру сгорания с сопловым блоком и передним дроссельным отверстием и соединенную с ним полузамкнутую перфорированную форкамерную трубку с навеской воспламенителя и радиальным запальным отверстием у закрытого конца.

В данной конструкции воспламенитель выполняет две задачи: зажжения заряда и предварительного заполнения заснарядного пространства для выталкивания гранаты. Задача зажжения заряда здесь решается с высокой эффективностью, так как газы электровоспламенителя, воздействуя на навеску через запальное отверстие, воспламеняют ее и одновременно выталкивают гетерогенную смесь газов и твердых частиц через дроссельное отверстие и в радиальном направлении через отверстия перфорации.

К недостатку конструкции можно отнести разрушение части пороховых шашек, прилежащих к форкамерной трубке, происходящее из-за того, что воспламенение элементов пороховой навески происходит на поверхности пороховых шашек и в непосредственной близости от них. Разрушение пороховых шашек приводит к снижению энергетической эффективности двигателя и повышенному разбросу внутрибаллистических характеристик.

Задачей настоящего изобретения является повышение энергетической эффективности двигателя за счет уменьшения разрушения заряда при воспламенении.

Указанная задача решается тем, что в импульсном РДТТ, содержащем многошашечный пороховой заряд, камеру сгорания с сопловым блоком и передним дроссельным отверстием и соединенную с ним полузамкнутую перфорированную форкамерную трубку с навеской воспламенителя и запальным отверстием у закрытого торца, форкамерная трубка выполнена из двух секций, разделенных поперечной перегородкой с отверстием. При этом навеска воепламенителя размещена в секции с запальным отверстием с образованием зазора между перегородкой и поверхностью навески, а перфорация в секции трубки с навеской выполнена только на части длины трубки, выступающей над поверхностью заряда.

На чертеже показана конструкция двигателя в разрезе.

Двигатель включает камеру сгорания 1 с многошашечным "щеточным" пороховым зарядом 2, сопловым блоком 3 и передним дроссельным отверстием 4. С дроссельным отверстием 4 соединена перфорированная форкамерная трубка 5 с запальным отверстием 6. Трубка 5 разделена на две секции, сопловую и донную, поперечной перегородкой 7 с отверстием 8. Навеска воспламенителя 9 размещена в сопловой секции с запальным отверстием 6.

При этом расходные отверстия 10 в сопловой секции трубки выполнены на части длины, выступающей над поверхностью заряда 2. На боковой поверхности камеры 1 напротив запального отверстия 6 установлен ниппель 11, подводящий к запальному отверстию газы электровоспламенителя, размещенного на пусковой трубе.

Работает устройство следующим образом. При выстреле газы электровоспламенителя через ниппель 11 поступают к навеске воспламенителя 9, зажигая близлежащие ее слои. Давлением образовавшихся продуктов сгорания незажженные частички воспламенителя проталкиваются в свободный объем до перегородки 7. Одновременно продукты сгорания навески, смешанные с несгоревшими частичками пороха, истекают через радиальные отверстия сопловой секции в предсопловой объем вдоль заряда, зажигая его с торца, в этом случае силовое воздействие на заряд минимально, что практически исключает разрушение заряда.

Из сопловой секции продукты сгорания навески через отверстия 8 в перегородке 7 поступают в донную секцию, где давление их падает, далее газообразные продукты сгорания навески через дроссельные отверстия 4 поступают в заснарядное пространство и через радиальные отверстия трубки на заряд, зажигая его изнутри.

Таким образом, выполнение перфорированной форкамерной трубки из двух секций, разделенных перегородкой с отверстием, с размещением навески только в секции с запальным отверстием и выполнение перфорации в указанной секции только в части длины трубки, выступающей над поверхностью заряда, обеспечивает существенное уменьшение разрушения заряда в процессе его воспламенения и, как следствие, повышение энергетической эффективности двигателя.

Источники информации

1. Патент России №21333716, МПК6 F 02 K 9/24, 1997 г.

2. Патент России №2062428, МПК6 F 41 F 3/045, F 42 B 5/05, 1996 г.

Импульсный ракетный двигатель твердого топлива содержит многошашечный пороховой заряд, камеру сгорания с сопловым блоком и передним дроссельным отверстием, а также соединенную с ним полузамкнутую перфорированную форкамерную трубку с навеской воспламенителя и запальным отверстием у закрытого торца. Форкамерная трубка выполнена из двух секций, разделенных поперечной перегородкой с отверстием. Навеска воспламенителя размещена в секции с запальным отверстием с образованием зазора между перегородкой и поверхностью навески. Перфорация в указанной секции выполнена только в части длины трубки, выступающей над поверхностью заряда. Изобретение позволит уменьшить разрушение заряда при воспламенении. 1 ил.

Импульсный ракетный двигатель твердого топлива, содержащий многошашечный пороховой заряд, камеру сгорания с сопловым блоком и передним дроссельным отверстием и соединенную с ним полузамкнутую перфорированную форкамерную трубку с навеской воспламенителя и запальным отверстием у закрытого торца, отличающийся тем, что форкамерная трубка выполнена из двух секций, разделенных поперечной перегородкой с отверстием, а навеска воспламенителя размещена в секции с запальным отверстием с образованием зазора между перегородкой и поверхностью навески, при этом перфорация в указанной секции выполнена только в части длины трубки, выступающей над поверхностью заряда.