ИМПУЛЬСНЫЙ МИКРОДВИГАТЕЛЬ РАКЕТНОГО СНАРЯДА Российский патент 2010 года по МПК F02K9/08 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании твердотопливных микродвигателей ракетного снаряда.

Известна конструкция малогабаритного импульсного двигателя закрутки ракетного снаряда (см., например, кн. «Экспериментальные методы определения параметров двигателей специального назначения». Авт. И.М.Гладков, B.C.Мухамедов, и др. Стр.32, рис.11), в которой имеется камера с твердотопливной канальной цилиндрической шашкой, пиропатроном с форсажной трубкой, проходящей через канал шашки, воспламенитель из дымного ружейного пороха, опорными решетками для заряда и коллектор с газоходами. Эта конструкция двигателей обеспечивает импульс тяги J_R>2 кгс·с при массе шашки m>10 г (см. табл.4, стр.8).

Задачей изобретения является создание микродвигателя с обеспечением малого импульса тяги J_R>1,0 кгс·с с минимальными габаритами при разноимпульсности сопел ΔJ_R>1,0%.

Поставленная задача решается за счет того, что в импульсном микродвигателе, содержащем цилиндрическую камеру с выпуклым дном, цилиндрическую канальную шашку из твердого топлива, установленную в опорах, закрепленных в камере, газоходы, соединенные с камерой, крышку с закрепленными в ней пиропатроном и форсажной трубкой, проходящей в канале шашки, в дне камеры выполнен конический рассекатель с вершиной у среза форсажной трубки, опоры шашки выполнены в виде плоских колец с радиальными выступами над плоскостью колец, сопрягаемыми с торцами шашки и имеющими радиальные прорези, причем наружный диаметр колец сопрягается с внутренним диаметром камеры, а между крышкой и опорой установлен конический фильтр, выполненный из эластичного пористого термостойкого материала (например, из металлорезины), который основанием сопрягается с опорой, а меньшим основанием - с плоскостью крышки, при этом газоходы расположены в крышке или в камере с внешней стороны фильтра, шашка на наружной цилиндрической поверхности может иметь продольные выемки с зубчатой поверхностью (например, 3 выемки под углом 120°).

Предложенная конструкция импульсного микродвигателя поясняется чертежами.

Фиг.1 - общий вид микродвигателя.

Фиг.2 - поперечное сечение микродвигателя.

Микродвигатель содержит камеру 1, соединенную с крышкой 2. Камера имеет выпуклую донную часть. В крышке 2 выполнено гнездо для установки форсажной трубки 3 и пиропатрона 4. В донной части камеры выполнен конический рассекатель 5 с вершиной, обращенной к выходному срезу форсажной трубки 3. Внутри камеры располагается твердотопливный заряд всестороннего горения в виде цилиндрической канальной шашки 6, на боковой наружной поверхности которой выполнены продольные выемки 7 с зубчатой поверхностью. Форсажная трубка 3 проходит внутри цилиндрического канала шашки 6. Шашка находится между опорами 8, выполненными в виде плоских колец, сопряженных по наружному диаметру с внутренней поверхностью стенки камеры, и ряда радиальных выступов 9 над поверхностью кольца, и сопряженных с торцами шашки. Выступы со стороны торцов заряда имеют радиальные прорези 10. Опора 8 со стороны крышки 2 поджата коническим фильтром 11. Фильтр выполнен из эластичного пористого термостойкого материала (например, из металлорезины). Большой диаметр конуса фильтра контактирует (сопряжен) с поверхностью кольца опоры 8, а меньшим диаметром - сопряжен с поверхностью крышки 2. За счет эластичности фильтра заряд располагается между опорами без зазора. Сопловые блоки 12 через газоходы 13 сообщаются с полостью, ограниченной внешней стороной фильтра 11 и стенками камеры 1 и крышки 2.

Микродвигатель работает следующим образом.

При задействовании пиропатрона форс его продуктов сгорания истекает по форсажной трубке и разворачивается с помощью рассекателя в противоположном направлении. Продукты сгорания от пиропатрона, проходя между выступами 9 и прорезями 10 в выступах опоры 8, воспламеняют заряд 6. При этом конструкция заряда (соотношение диаметра внутреннего канала шашки и зазора между наружной поверхностью шашки) выполнена таким образом, что основная масса продуктов сгорания от пиропатрона истекает по наружной поверхности шашки, а за счет зубчатой поверхности выемок 7 в шашке заряд интенсивно воспламеняется. Продукты сгорания, истекая через другую опору 8 и через фильтр 12, попадают в газоходы и сопловые блоки 12, реализую реактивную силу. Так как вкладной заряд обеспечивает малое значение импульса тяги, то его шашки в виду малых геометрических размеров чувствительны к эксплуатационным нагрузкам. Поэтому за счет применения эластичного фильтра гарантируется поджатие заряда между опорами 8, уменьшая нагрузки на заряд между опорами 8, уменьшая нагрузки на заряд при эксплуатации. Кроме того, фильтр сепарирует продукты сгорания, обеспечивая работоспособность сопловых блоков при малом диаметре критического сечения (0,5…1,0 мм).

Микродвигатель предложенной конструкции обеспечивает минимальные габариты с импульсом тяги IJ_R≤1,0 кгс·с и разноипульсность сопел ΔI_R≤1%, что повышает точность попадания снаряда в цель. Микродвигатель данной конструкции планируется использовать для создания крутящего момента специального малогабаритного снаряда.

Импульсный микродвигатель ракетного снаряда содержит камеру с выпуклым дном, цилиндрическую канальную шашку из твердого топлива, установленную в опорах, закрепленных в камере, газоходы, соединенные с камерой, и крышку с установленными в ней пиропатроном и форсажной трубкой, проходящей в канале шашки. В дне камеры выполнен конический рассекатель с вершиной у среза форсажной трубки. Опоры шашки выполнены в виде плоских колец с радиальными выступами над плоскостью колец, сопрягаемыми с торцами шашки и имеющими радиальные прорези. Наружный диаметр колец сопрягается с внутренним диаметром камеры. Между крышкой и опорой, расположенной со стороны крышки, установлен конический фильтр, выполненный из эластичного пористого термостойкого материала, например металлорезины, который большим основанием сопрягается с опорой, а меньшим основанием - с плоскостью крышки. Газоходы расположены в крышке или камере с внешней стороны фильтра. Изобретение позволяет обеспечить получение малого импульса тяги с минимальными габаритами и минимальной разноимпульсности сопел для создания крутящего момента малогабаритного снаряда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Импульсный микродвигатель ракетного снаряда, содержащий камеру с выпуклым дном, цилиндрическую канальную шашку из твердого топлива, установленную в опорах, закрепленных в камере, газоходы, соединенные с камерой, крышку с установленными в ней пиропатроном и форсажной трубкой, проходящей в канале шашки, отличающийся тем, что в дне камеры выполнен конический рассекатель с вершиной у среза форсажной трубки, опоры шашки выполнены в виде плоских колец с радиальными выступами над плоскостью колец, сопрягаемыми с торцами шашки и имеющими радиальные прорези, причем наружный диаметр колец сопрягается с внутренним диаметром камеры, а между крышкой и опорой, расположенной со стороны крышки, установлен конический фильтр, выполненный из эластичного пористого термостойкого материала (например, из металло-резины), который большим основанием сопрягается с опорой, а меньшим основанием - с плоскостью крышки, при этом газоходы расположены в крышке или камере с внешней стороны фильтра.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шашка на наружной цилиндрической поверхности имеет продольные выемки с зубчатой поверхностью (например, 3 выемки под углом 120°).