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).

Известен РДТТ с вкладным пороховым зарядом и воспламенителем форкамерного типа [1]. Воспламенитель представляет собой форкамерную трубку с пороховой навеской, размещенную в центральном канале заряда. Такой воспламенитель представляет собой по сути "двигатель в двигателе" и обеспечивает надежное зажжение порохового заряда.

Однако такой воспламенитель не может использоваться в двигателях, имеющих пороховой заряд без центрального канала. В этом случае воспламенитель обычно размещается на сопловом дне камеры двигателя. Примером такой конструкции может служить РДТТ [2], содержащий камеру сгорания с передним и сопловым днищами, пороховой заряд и воспламенитель на сопловом дне. Пороховой заряд выполнен с небронированным сопловым торцом.

Общим недостатком таких конструкций является низкая, по сравнению с форкамерой, эффективность соплового воспламенителя, обусловленная расположением его вблизи сопла. При срабатывании воспламенителя газы его заполняют предсопловой объем и частично выбрасываются через сопло, не достигнув зажигаемой поверхности порохового заряда.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности соплового воспламенителя.

Указанная задача решается тем, что в ракетном двигателе твердого топлива, содержащем камеру сгорания с передним и сопловым днищами, пороховой заряд с небронированным сопловым торцом и воспламенитель на сопловом дне, воспламенитель размещен в полости, образованной сопловым торцом порохового заряда и углублением в сопловом дне. При этом на переднем дне камеры сгорания установлена опора из упругодеформируемого материала.

В такой конструкции полость с воспламенителем служит своеобразной форкамерой, в которой интенсивно сгорает навеска воспламенителя, зажигая прилежащую поверхность порохового заряда. Опора из упругодеформируемого материала на переднем дне камеры играет роль клапана: при повышении давления опора сжимается, газы воспламенителя сбрасываются из полости через образовавшийся зазор, предотвращая возможное разрушение стенок полости. При этом чем выше начальная температура заряда, тем интенсивнее происходит сброс давления из полости, тем самым автоматически снижая интенсивность зажжения заряда и предотвращая возможные забросы давления.

На чертежах показан предлагаемый двигатель в разрезе (фиг.1 - продольный разрез, фиг.2 - поперечный). Двигатель включает камеру сгорания 1 с передним дном 2 и сопловым дном 3, бронированный по части поверхности пороховой заряд 4 и сопловой воспламенитель 5. Воспламенитель 5 размещен в полости, образованной сопловым небронированным торцом заряда 4 и углублением 6, выполненным в теплозащитном покрытии 7 соплового дна 3. В полость с воспламенителем 5 выходит электрозапал 8, установленный на сопловом дне 3. На переднем дне 2 камеры сгорания 1 под торцом заряда 4 установлена опора 9 из упругодеформируемого материала. Практически наиболее приемлемым вариантом упругодеформируемого материала может быть резина.

Работает двигатель следующим образом.

При срабатывании электрозапала 8 зажигается навеска воспламенителя 5, которая воспламеняет прилежащую поверхность заряда 4. При этом полость с воспламенителем служит своеобразной форкамерой. Под действием давления в полости заряд 4 перемещается к переднему дну 2 камеры 1, деформируя опору 9. Через образовавшийся зазор продукты сгорания навески воспламенителя и зажженной части порохового заряда истекают в предсопловой объем, воспламеняя остальную небронированную поверхность заряда.

Таким образом, размещение воспламенителя в полости, образованной сопловым небронированным торцом порохового заряда и углублением в сопловом дне, существенно повышает эффективность соплового воспламенителя без усложнения конструкции двигателя.

Источники информации

1. Патент России №2133371, 1999 г., МПК 6 F 02 K 9/24.

2. Т.М.Мелькумов и др. "Ракетные двигатели". Изд. "Машиностроение", 1976 г., стр.373, рис.19.3.

Ракетный двигатель твердого топлива содержит камеру сгорания с передним и сопловым днищами, пороховой заряд с небронированным сопловым торцом и воспламенитель на сопловом дне. Воспламенитель размещен в полости, образованной небронированным сопловым торцом заряда и углублением в сопловом дне. На переднем дне камеры сгорания установлена опора из упругодеформируемого материала. Изобретение повышает эффективность соплового воспламенителя. 2 ил.

Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий камеру сгорания с передним и сопловым днищами, пороховой заряд с небронированным сопловым торцом и воспламенитель на сопловом дне, отличающийся тем, что воспламенитель размещен в полости, образованной небронированным сопловым торцом заряда и углублением в сопловом дне, а на переднем дне камеры сгорания установлена опора из упругодеформируемого материала.