УСТРОЙСТВО ГИПЕРЗВУКОВОГО РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА С САМООБЖИМАЮЩИМСЯ КОМПРЕССИОННЫМ ДЕТОНАЦИОННЫМ РАКЕТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВЫСОКОГО РАБОЧЕГО ДАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩИМ В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ЗАРЯД БРИЗАНТНЫХ ВВ Российский патент 2008 года по МПК F42B15/10 F42B12/00 F42B10/38 F02K1/52 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение, в зависимости от размеров самообжимающегося компрессионного детонационного ракетного двигателя /РД/ высокого рабочего давления с топливным зарядом бризантных ВВ и реализации снаряда в неуправляемом или в управляемом варианте исполнения, относится к гиперзвуковой сверхдальнобойной реактивной артиллерии и гиперзвуковой боевой ракетной технике с дальностью полета, зависящей от настильности или баллистичности траектории, в одноступенчатом исполнении - до порядка ста километров, в двух,- трехступенчатом исполнении - до нескольких тысяч и более километров с возможностью поражения целей не только на земной, водной поверхности и под водой /при использовании данных детонационных РД в ракетах-торпедах/, но и на околоземной орбите за небольшое недостижимое для любой современной ракетной техники время полета.

Данные самообжимающиеся компрессионные детонационные РД могут широко использоваться в качестве очень эффективных /раз в десять превышающих возможности используемых сейчас для этих целей РДТТ/ стартовых ускорителей для некоторых видов современной ракетной и авиационно-космической техники, способной выдерживать возникающие в земной атмосфере при работе таких ускорителей огромные перегрузки.

Указанные самообжимающиеся компрессионные детонационные РД, ввиду высокого рабочего давления в детонационных камерах и наличия при их работе мощной эфирогенерации-дезинтегрирации /или разламывающего разрушения/ крупных корпускулярных частиц рабочего тела /продуктов детонации топливного заряда/ до размеров эфирных частиц (эфирные частицы в любом веществе и любой среде заполняют пространство между более крупными корпускулярными частицами входят во внутреннюю структуру корпускулярных частиц и на два-три порядка меньше по размерам корпускулярных частиц, а выдуманная в XX веке фундаментальная атомистическая модель построения материи ложна), будут обладать высокими скоростными и тяговыми характеристиками не только в земной атмосфере, но и в космосе по причине сильных магнитных свойств эфирных частиц, находящихся в свободном дезинтегрированном состоянии и в большом количестве содержащихся в реактивной струе данных детонационных РД, что будет резко повышать магнитную опорную способность такой высокодезинтегрированной струи. Также поскольку создаваемые данными детонационными РД перегрузки в космосе не столь существенны, то они могут успешно применяться и как очень эффективные ускорители или разгонные ступени современных тихоходных КЛА.

2. Уровень техники

Аналогов настоящего изобретения по действующему при его работе фундаментальному процессу энерговыделения и конструкции самообжимающегося компрессионного детонационного РД, которая вызывает появление этого процесса, не существует, поскольку в данном детонационном РД в дополнение к энерговыделению, имеющему место от детонации топливного заряда бризантных ВВ, фиг.1, поз.6, 7, порождаемому обычной для этого процесса дезинтеграцией корпускулярных и эфирных частиц ВВ, будет осуществляться также и дополнительная компрессионная дезинтеграция корпускулярных и эфирных частиц продуктов детонации этого заряда в результате сильного обжатия их внутри детонационной камеры А фиг.1 внешним кольцевым обтекающим штоком самих продуктов детонации, образующим сплошной замкнутый динамический контур внешнего самообжатия данного детонационного РД, выходящим с переднего торца этой камеры через кольцевые выпускные окна С фиг.1 и обтекающим ее но наружной поверхности в сторону заднего выпускного сопла фиг.1, поз.9, вызывающая дополнительное компрессионное /от сильного обжатия/ энерговыделение, сопровождающееся несвойственной обычной детонации плазмогенерацией и мощной эфирогенерацией. При этом выходящая через кольцевые выпускные окна С фиг.1 детонационная волна /продукты детонации/ будут практически мгновенно с начала детонации выравнивать и поддерживать равенство давления на наружной поверхности корпуса фиг.1. поз.5 детонационной камеры А фиг.1 и внутри данной камеры, а за счет мощных магнитных свойств высокодезинтегрированных продуктов детонации обтекающий снаружи детонационную камеру кольцевой поток /контур внешнего самообжатия/ продуктов детонации будет иметь /вследствие сильного магнитного притяжения частиц внутри указанного потока и его притяжения к детонационной камере с большим массивом частиц, обладающих сильным магнетизмом/ высокую жесткость, фиксированную форму и положение в пространстве, что будет исключать по указанным причинам взрыв детонационной камеры при срабатывании данного детонационного РД, если правильно подобраны его основные конструктивные параметры, указанные в разделе 5 настоящего описания.

Возникающая при дополнительном компрессионном энерговыделении несвойственная обычной детонации мощная эфирогенерация будет очень сильно /раз в десять/ повышать тяговые характеристики данных самообжимающихся компрессионных РД, а высокое рабочее давление в детонационной камере А фиг.1 будет создавать очень высокую скорость истечения на срезе выпускного сопла и выпускных окон, придающую гиперзвуковую скорость полета реактивным снарядам, боевым ракетам и высокую динамику полета ускоряемым объектам, детонационные РД которых будут работать порядка 10 секунд и более за счет дополнительного компрессионного энерговыделения.

Компрессионная дезинтеграция рабочего тела и компрессионное энерговыделение в гораздо более слабом и быстротечном варианте проявления имеет место в дизельных двигателях в тактах сжатия до воспламенения рабочей смеси, которые затем сливаются с дезинтеграцией и энерговыделением от процесса горения. При этом данные процессы ввиду слабости и быстротечности отдельно практически не различимы, современная наука пока этого не понимает, как и то, что все процессы энерговыделения, происходящие с нарастанием давления и плазмогенерацией в любых веществах и в любой среде, всегда порождаются дезинтеграцией их корпускулярных и эфирных частиц.

Кроме того, из-за наличия сильной эфирогенерации при срабатывании данных детонационных РД, которая будет сопровождаться со стороны сопла фиг.1, поз.9 и окон С фиг.1 направленным фундаментальным эфирным излучением, способным вызывать на определенном расстоянии заметную эфирную трансформацию вещества /быстрое превращение химических элементов/ попавших в полосу этого излучения объектов, при испытаниях и эксплуатации реактивных снарядов, боевых ракет и ускорителей с такими детонационными РД необходимо будет соблюдать какие-то меры радиационной безопасности в месте пуска и защиты расчета пусковой установки от эфирного излучения.

3. Раскрытие изобретения

Сущность изобретения заключается в особой открытой с двух торцов конструкции детонационной камеры А фиг.1 данного РД, свободно выпускающей детонационную волну /продукты детонации/ заряда ВВ фиг.1, поз.6, 7 не только со своего заднего торца в окружающее пространство /как во всех современных РД/ через заднее выпускное сопло фиг.1, поз.9, но и с переднего торца на свою наружную поверхность внешним кольцевым обтекающим потоком - через кольцевой зазор между торцом корпуса фиг.1, поз.5 камеры А фиг.1 и внутренней торцовой крышкой фиг.1, поз.18 камеры А фиг.1, также через крупное выходное отверстие в центре данной крышки и зазор между внутренней и наружной торцовыми крышками фиг.1, поз.18, 19 камеры А фиг.1 входной двухслойной части кольцевых выпускных окон С фиг.1, которые своей однослойной выходной частью направлены в сторону заднего выпускного сопла фиг.1, поз.9, суммируя при этом свои опорные реактивные каналы, что резко увеличивает тягу. Кроме того, существенными признаками изобретения являются конструкция резьбовых соединений F, G динамически уплотняемых проходящей детонационной волной /продуктами детонации/, форма и устройство двухслойного топливного заряда бризантных ВВ фиг.1, поз.6, 7, количество и расположение в нем электродетонаторов фиг.1, поз.8, а также наличие зазоров между топливным зарядом фиг.1, поз.6, 7 и стенкой корпуса фиг.1, поз.5, между внутренней и наружной крышками фиг.1, поз.18, 19 переднего торца детонационной камеры А фиг.1 и наличие в ней вогнутого дефлектора детонационной волны фиг.1, поз.12. Указанные зазоры и дефлектор будут оказывать существенное демпфирующее воздействие на корпус, поз.5 и торцовые крышки, поз.18, 19 детонационной камеры А фиг.1, также на кольцевые выпускные окна С фиг.1 в начальный период детонации при выходе кольцевого потока продуктов детонации на наружную поверхность детонационной камеры, что будет способствовать сохранению целостности данного РД при срабатывании.

Схема устройства гиперзукового реактивного снаряда с самообжимающимся компрессионным детонационным РД высокого рабочего давления изображена на фиг.1 и включает в себя следующие обозначения:

А - самообжимающаяся извне детонационной волной - продуктами детонации, выходящими через кольцевые выпускные окна детонационная камера, в которой осуществляется компрессионная дезинтеграция продуктов детонации топливного заряда поз.6, 7;

В - вентиляционные окна /в количестве порядка 10...15/, прорезанные в стенке стыковочного, стакана поз.3;

С - возвышающиеся над наружной поверхностью корпуса поз.5 камеры А двухслойные во входной части и однослойные на выходе кольцевые выпускные окна /имеющие параллельные в сечении соосные стенки /с приварными разделительными ребрами поз.14, 15 и кольцевыми крышками поз 16, 17, обеспечивающие выход детонационной волны /продуктов детонации/ на наружную поверхность корпуса поз.5 со стороны переднего торца камеры А с разворотом в сторону заднего выпускного сопла поз.9, обтекание корпуса поз.5 внешним кольцевым потоком /контуром внешнего самообжатия/ продуктов детонации и формирование части Е опорного реактивного канала;

D - внутренняя линейная часть опорного реактивного канала, формируемая при выходе продуктов детонации топливного заряда поз.6, 7 через заднее выпускное сопло поз.9 и суммируемая с его частью Е;

Е - внешняя кольцевая часть опорного реактивного канала, формируемая продуктами детонации топливного заряда поз.6, 7, выходящими через кольцевые выпускные окна С, и суммируемая с его частью D;

F - резьбовое соединение /с какой-либо крупной специальной резьбой/ наружной торцовой крышки поз.19 переднего торца камеры А с наружной кольцевой крышкой поз.16 двухслойных во входной части кольцевых выпускных окон С с односторонним динамическим уплотняющим поджатием проходящей детонационной волной /продуктами детонации/ через наклонную кольцевую конусную поверхность "а";

G - резьбовое соединение /с какой-либо крупной специальной резьбой/ внутренней торцовой крышки поз.18 переднего торца камеры А с внутренней кольцевой крышкой поз.17 двухслойных во входной части кольцевых выпускных окон С с двухсторонним динамическим уплотняющим поджатием проходящей детонационной волной /продуктами детонации/ через наклонные кольцевые конусные поверхности "a", "в";

поз.1 - корпус реактивного снаряда, стыкуемый через стакан поз.3 и крышку поз.19 с корпусом поз.5 камеры А данного детонационного РД, в котором находятся боеголовка и элементы, обеспечивающие стабилизацию и изменение траектории снаряда в полете /в том числе выдвигающееся из корпуса небольшое оперение и изменяющие траекторию полета на гиперзвуковой скорости выдвигающиеся дефлекторы/;

поз.2 - один или несколько /в зависимости от длины снаряда/ устанавливаемых на корпусе поз.1 и упирающихся в его выступы разрезных пластиковых обтюраторов со срезанными под углом конической поверхностью передними торцами, которые сбрасываются с корпуса поз.1 снаряда набегающим потоком воздуха после выхода снаряда из открытого с обоих торцов пускового ствола либо из пускового контейнера с вышибным дном и открывающейся или вышибной верхней крышкой /что целесообразнее для боевых ракет с такими детонационными РД/;

поз.3 - стальной стыковочный стакан с обращенным в сторону корпуса поз.1 снаряда днищем, приваренный торцом своей стенки к крышке поз.19, в котором с обратной стороны днища в кольцевой борт плотно устанавливается и закрепляется с помощью винтов поз.4 корпус поз.1 снаряда;

поз.4 - винты крепления корпуса поз.1 снаряда к кольцевому борту днища стакана поз.3;

поз.5 - жаропрочный стальной корпус детонационной камеры А цилиндрической со стороны ее переднего торца обтекаемой сужающейся в сторону сопла поз.9 формы;

поз.6, 7 - двухслойный цилиндрический топливный заряд с полусферическими торцами, состоящий из ВВ с различной бризантностью /поз.7 - наружный слой толщиной 5...10% от общего диаметра более высокобризантного ВВ, чем основной заряд - поз.6 из ВВ с не очень высокой бризантностью/, установленный в центре камеры А на опорных ребрах поз.10, 11 с заливкой мест опоры и свободного межслойного пространства данного заряда при сборке каким-нибудь клеевым составом и установкой на наружную боковую поверхность заряда специальных амортизирующих поясов, по торцам заряда - крышек с толстым внутренним амортизирующим слоем и жесткой наружной поверхностью;

поз.8 - срабатывающие синхронно диаметрально противоположенно установленные на равном расстоянии друг от друга в трех перпендикулярных оси плоскостях и по торцам четырнадцать электродетонаторов топливного заряда поз.6, 7 /на фиг.1 показаны только восемь из них/, расположенных в наружном слое поз.7 высокобризантного ВВ и задействуемых электрическим сигналом на пуск реактивного снаряда через выведенные из сопла поз.9 и выбрасываемые из него при старте тонкие изолированные провода;

поз.9 - приваренное к заднему торцу камеры А жаропрочное стальное заднее сопло /круглое профилированное/, обеспечивающее выход из камеры А детонационной волны /продуктов детонации/ и формирование части D опорного реактивного канала;

поз.10 - 6...8 жаропрочных стальных продольных опорных ребер топливного заряда поз.6, 7, расположенных вдоль оси камеры А и приваренных к внутренней поверхности корпуса поз.5 данной камеры;

поз.11 - 2...4 жаропрочных стальных торцовых опорных ребра топливного заряда поз.6, 7, расположенных параллельно оси камеры А и приваренных к внутренней вогнутой поверхности дефлектора детонационной волны поз.12;

поз.12 - жаропрочный стальной вогнутый полусферический дефлектор детонационной волны, оказывающий демпфирующее воздействие на стенки торцовых крышек поз.18, 19 камеры А и крышки поз.16, 17 кольцевых выпускных окон С при выходе детонационной волны из камеры А через данные окна, установленный через приварные опорные ребра поз.13 на внутренней поверхности торцовой крышки поз.18, с приваренными к его внутренней вогнутой поверхности опорными ребрами поз.11 топливного заряда поз.6, 7;

поз.13 - 4...6 жаропрочных стальных опорных ребер, расположенных параллельно оси камеры А и приваренных к внутренней поверхности торцовой крышки поз.18 камеры А и наружной поверхности дефлектора поз.12;

поз.14, 15 - имеющие минимально допустимую толщину жаропрочные стальные разделительные ребра /поз.14 - однослойной выходной части, поз.15 - двухслойной входной части /кольцевых выпускных окон С, расположенные параллельно оси камеры А, приваренные к кольцевым крышкам поз.16, 17 данных окон и наружной поверхности корпуса поз.5 камеры А, делящие окна С на кольцевые секторы и являющиеся вварными опорными элементами их конструкции;

поз.16, 17 - жаропрочные стальные кольцевые крышки окон С /поз.16 - наружная крышка, охватывающая снаружи всю однослойную и двухслойную часть окон С; поз.17 - внутренняя крышка, расположенная в двухслойной входной части окон С и делящая эту часть данных окон на два слоя/ с приваренными к ним разделительными ребрами поз.14, 15 и закрепленными на них при помощи динамически поджимающихся резьбовых соединений F, G торцовыми крышками поз.19, 18 камеры А;

поз.18 - жаропрочная стальная внутренняя торцовая крышка переднего торца камеры А выпуклой формы, закрепляемая на внутренней кольцевой крышке поз.17 окон С с помощью динамически поджимающегося резьбового соединения G, с крупным выходным отверстием в центре, направляющая детонационную волну /продукты детонации/ двумя потоками в двухслойную входную часть окон С - через кольцевой зазор между внутренней поверхностью данной крышки и торцом корпуса поз.5 камеры А в нижний слой входной части окон С, также через выходное отверстие в центре данной крышки в верхний слой входной части окон С через зазор между крышками поз.18, 19;

поз.19 - жаропрочная стальная сплошная герметичная наружная торцовая крышка переднего торца камеры А выпуклой формы, закрепляемая на наружной кольцевой крышке поз.16 окон С с помощью динамически поджимающегося резьбового соединения F, направляющая детонационную волну - продукты детонации, проходящие через отверстие в центре внутренней торцовой крышки поз.18, в верхний слой входной части окон С через зазор между крышками поз.18, 19;

поз.20 - 4...8 жаропрочных стальных попарно диаметрально противоположенных /на фиг.1 показаны только два из них/ и попарно синхронно открывающихся пироклапанов сброса давления из камеры А с пирозарядами, выведенными из теплонапряженной полости стыковочного стакана поз.3, также с необозначенными на фиг.1 подведенными к ним с двух сторон приварными трубопроводами, которые вварены в отверстия на наружной торцовой крышке поз.19 камеры А и через перпендикулярные оси снаряда приварные сопла вварены в отверстия на стенке стакана поз.3 /открытие необходимого количества диаметрально противоположенных пар пироклапанов поз.20 позволит ступенчато регулировать работу данного детонационного РД, уменьшая его тяговые характеристики и снижая скорость снаряда, который будет эффективно тормозиться через приварные сопла выходных трубопроводов, что исключит перелеты целей снарядами и боевыми ракетами с такими детонационными РД/.

5. Осуществление изобретения

Описание конструкции гиперзвукового реактивного снаряда с самообжимающимся компрессионным детонационным РД высокого рабочего давления и принципа его срабатывания достаточно для понимания из разделов 2...4 настоящего описания, а также из схемы фиг.1, поясняющей сущность изобретения.

Некоторые конструктивные параметры этих детонационных РД, существенно влияющие на их работу, ввиду ложности представлений современной науки о магнетизме, механизме энерговыделения и отсутствия какого-либо предшествующего экспериментального опыта получения наряду с энерговыделением от обычной детонации бризантных ВВ дополнительного компрессионного энерговыделения от сильного обжатия продуктов детонации, имеющего место ври срабатывании данных детонационных РД и сопровождающегося плазмогенерацией и мощной эфирогенерацией, необходимо будет подбирать опытным путем. Такими параметрами, требующими оптимального соотношения, которые могут быть точно установлены лишь по результатам испытаний, являются размеры слоев двухслойного топливного заряда фиг.1, поз.6, 7 и их бризантность; размер проходного сечения заднего сопла, фиг.1, поз.9; размер выходного отверстия в центре внутренней торцовой крышки фиг.1, поз.18 камеры А фиг.1; размеры кольцевых выпускных окон С фиг.1 /как на выходе в однослойной, так и во входной двухслойной части/; прочностные характеристики /толщина стенок/ всех основных конструктивных элементов данного детонационного РД, испытывающих большую нагрузку от воздействия продуктов детонации до момента их выхода через окна С фиг.1 на наружную поверхность корпуса поз.5 камеры А фиг.1 /когда произойдет выравнивание давления внутри и снаружи камеры А/ и жаропрочность, также величина зазоров между топливным зарядом фиг.1, поз.6, 7 и стенкой корпуса поз.5 камере А фиг.1 /этот важный и большой по величине зазор изображен на фиг.1 непропорционально с уменьшением в 3-4 раза/ и между внутренней и наружной крышками фиг.1, поз.18, 19 переднего торца камеры А фиг.1.

Изобретение относится к гиперзвуковой сверхдальнобойной реактивной артиллерии, ракетной и космической технике. Реактивный снаряд содержит двигатель, имеющий детонационную камеру открытого с двух торцов типа с задним выпускным соплом и с возвышающимися над наружной поверхностью этой камеры с переднего торца двухслойными во входной части и однослойными на выходе кольцевыми выпускными окнами. В центре детонационной камеры расположен двухслойный цилиндрический топливный заряд с полусферическими торцами, состоящий из взрывчатых веществ в верхнем слое с большей бризантностью с диаметрально противоположно установленными в верхнем слое на равном расстоянии друг от друга в трех перпендикулярных оси плоскостях и по торцам четырнадцатью электродетонаторами. С переднего торца топливного заряда над отверстием в центре внутренней торцевой крышки корпуса детонационной камеры установлен полусферический дефлектор детонационной волны, обращенный своей вогнутой стороной к топливному заряду. Двигатель через приваренный стыковочный стакан соединен с корпусом снаряда, который плотно установлен в борт данного стакана. В стенке стыковочного стакана выполнены вентиляционные окна, а внутри стакана расположены 4...8 пироклапанов сброса давления из полости детонационной камеры. На поверхности корпуса снаряда установлены сбрасываемые обтюраторы. Повышается скорость полета снаряда и его поражающая способность. 1 ил.

Реактивный снаряд с самообжимающимся компрессионным детонационным ракетным двигателем, имеющим детонационную камеру открытого с двух торцов типа с задним выпускным соплом и с возвышающимися над наружной поверхностью этой камеры с переднего торца двухслойными во входной части и однослойными на выходе кольцевыми выпускными окнами, направленными в сторону выпускного сопла, при этом детонационная камера включает корпус цилиндрической с переднего торца и обтекаемой сужающейся в сторону выпускного сопла формы и передние выпуклые торцевые крышки - внутреннюю с отверстием в центре и наружную сплошную герметичную, закрепленные с помощью динамически поджимающихся резьбовых соединений с торца на внутренней и наружной крышках кольцевых выпускных окон, которые через разделительные ребра приварены к наружной поверхности корпуса детонационной камеры, в центре детонационной камеры на приваренных опорных ребрах с зазорами от ее стенок расположен двухслойный цилиндрический топливный заряд с полусферическими торцами, состоящий из взрывчатых веществ в верхнем слое с большей бризантностью с диаметрально противоположно установленными в верхнем слое на равном расстоянии друг от друга в трех перпендикулярных оси плоскостях и по торцам четырнадцатью электродетонаторами, с переднего торца топливного заряда над отверстием в центре внутренней торцевой крышки корпуса детонационной камеры на приваренных опорных ребрах установлен полусферический дефлектор детонационной волны, обращенный своей вогнутой стороной к топливному заряду, при этом детонационный двигатель через приваренный стыковочный стакан соединен с корпусом снаряда, который плотно установлен в борт данного стакана и закреплен с помощью винтов, в стенке стыковочного стакана выполнены вентиляционные окна, а внутри стакана расположены 4...8 пироклапанов сброса давления из полости детонационной камеры с приваренными трубопроводами и соплами, расположенными перпендикулярно оси снаряда, при этом на поверхности корпуса реактивного снаряда с упором в его выступы установлены сбрасываемые набегающим потоком воздуха разрезные пластиковые обтюраторы со срезанными под углом конической поверхностью торцами.