СОПЛОВОЙ БЛОК Российский патент 2010 года по МПК F02K9/97 

Данное изобретение относится к области ракетной техники и направлено на совершенствование сопловых аппаратов для сопловых блоков, работающих на продуктах сгорания ракетного топлива.

Известна конструкция соплового блока ракетного двигателя твердого топлива, содержащего заглушку, установленную на торце, и заглушку критического сечения, представляющая собой пластину с отбортовкой (США, пат. № 3855789, НКИ 60-225, МКИ F02K 9/06). После возгорания твердотопливного заряда обе заглушки вскрываются независимо друг от друга с помощью пиропатронов. К недостаткам данной конструкции относится невысокая надежность срабатывания, так как при независимом срабатывании одна из заглушек может и не вскрыться, а также большое время выхода на режим.

Задачей изобретения является повышение надежности работы.

Указанная задача достигается тем, что в сопловом блоке, содержащим раструб, с цилиндрическим фланцем у среза, герметично установленную на нем торцевую заглушку в виде стакана и заглушку критического сечения сопла, указанная заглушка критического сечения сопла закреплена подпружиненным стаканом, герметично установленным внутри центральной полой обоймы, соединенной герметично с дном торцевой заглушки, а внутренняя полость подпружиненного стакана и обоймы сообщена с атмосферой, при этом заглушка критического сечения сопла выполнена из эластичного материала, а торцевая заглушка снабжена замком в виде пружинящих лепестков, контактирующих с внешней поверхностью раструба по кольцевому коническому сопряжению раструба и цилиндрического фланца.

На приведенном чертеже изображен общий вид соплового блока.

Сопловой блок состоит из раструба 1, выполненного с цилиндрическим фланцем 2 в выходной части, сопряженным с его конической поверхностью 3, торцевой заглушки 4 в виде стакана 5, контактирующего своей цилиндрической частью с внешней поверхностью раструба, и загерметизированной, например, с помощью уплотнительного кольца 6, размещенного в проточке, образованной в боковой стенке заглушки 4. Боковая поверхность заглушки 4 снабжена замком в виде равномерно расположенных, отогнутых внутрь, пружинящих лепестков 7, контактирующих с внешней конической поверхностью 3 раструба 1 по кольцевому коническому сопряжению раструба 1 и фланца 2. Расстояние «L» от уплотнительного кольца 6 до среза фланца 2 превышает длину «l» отогнутой части лепестков 7 заглушки 4. В раструбе 1 установлена контактирующая с его внутренней поверхностью 8 и подпружиненная пружиной 9 относительно заглушки 4 эластичная заглушка критического сечения 10 выполняемая как правило, из резины. Заглушка 10 жестко закреплена, например при помощи клея, на соосным с ней стакане 11, наружный диаметр которого равен максимальному наружному диаметру заглушки 10. Цилиндрический стакан 11 выполнен с кольцевой проточкой на наружной боковой стенке 12, в которой установлено уплотнительное кольцо 13, и установлен с возможностью осевого перемещения внутри полой центральной обоймы 14 заглушки 4. С внутренними боковыми стенками 15 обоймы 14 сопряжено уплотнительное кольцо 13 стакана 11. Стакан 11 совместно с заглушкой 10 поджат пружиной 9 к внутренней стенке 8 раструба 1. С другой стороны пружина 9 через гайку 16 с отверстием 17 поджата к заглушке 4. Гайка 16 соединена с заглушкой 4 через резьбу. При помощи гайки 16 обеспечивается необходимое усилие поджатая заглушки 10 к внутренней поверхности 8 раструба 1. Стакан 11, обойма 14, гайка 16 образуют полость 18, сообщающуюся с атмосферой через отверстие 17 в гайке 16. Внутренние поверхности сопла 1 и заглушки 4 образуют загерметизированную полость 19.

Вся совокупность признаков изобретения обеспечивает работоспособность устройства и позволяет произвести вскрытие заглушки критического сечения сопла и торцевой заглушки в расчетный момент времени.

В начале работы двигателя продукты сгорания поступают к заглушке 10 и при достижении усилия, превышающего усилие поджатия пружины и осевого усилия от кольца 13, заглушка 10 отходит от стенки 8 раструба 1 и продукты сгорания поступают в загерметизированную полость 19. При достижении определенного давления лепестки 7 разгибаются и заглушка 4 вылетает из раструба 1. Так как наружный диаметр стакана 11 равен максимальному диаметру заглушки 10, стакан 11 установлен в обойму 14, а полость 19 загерметизирована уплотнительными кольцами 6 и 13, на заглушку 10 при ее перемещении не действует усилие от давления продуктов сгорания со стороны полости 18. Следовательно, отсутствуют колебания заглушки 10. Отсутствие колебаний приводит к тому, что необходимое давление вскрытия быстрее образуется в полости 19 и более стабильно вскрывается заглушка 4. Отверстие 17 позволяет исключить появление давления в полости 18 по мере подъема ракеты в разряженные слои атмосферы. Так как расстояние «L» превышает длину «l» отогнутой части лепестков 7, то заглушка разгерметизируется после разгибания лепестков.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, предложенная конструкция обеспечивает повышение надежности срабатывания изделия.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании сопловых блоков двигательных установок. Сопловой блок содержит раструб с цилиндрическим фланцем у среза, герметично установленную на нем торцевую заглушку в виде стакана и заглушку критического сечения сопла. Заглушка критического сечения сопла закреплена подпружиненным стаканом, герметично установленным внутри центральной полой обоймы, соединенной герметично с дном торцевой заглушки. Внутренняя полость подпружиненного стакана и обоймы сообщена с атмосферой. Заглушка критического сечения сопла выполнена из эластичного материала. Торцевая заглушка снабжена замком в виде пружинящих лепестков, контактирующих с внешней поверхностью раструба по кольцевому коническому сопряжению раструба и цилиндрического фланца. Изобретение позволяет повысить надежность работы соплового блока за счет обеспечения вскрытия заглушки критического сечения сопла и торцевой заглушки в расчетные моменты времени. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сопловой блок, содержащий раструб с цилиндрическим фланцем у среза, герметично установленную на нем торцевую заглушку в виде стакана и заглушку критического сечения сопла, отличающийся тем, что заглушка критического сечения сопла закреплена подпружиненным стаканом, герметично установленным внутри центральной полой обоймы, соединенной герметично с дном торцевой заглушки, а внутренняя полость подпружиненного стакана и обоймы сообщена с атмосферой.

2. Сопловой блок по п.1, отличающийся тем, что заглушка критического сечения сопла выполнена из эластичного материала.

3. Сопловой блок по п.1, отличающийся тем, что торцевая заглушка снабжена замком в виде пружинящих лепестков, контактирующих с внешней поверхностью раструба по кольцевому коническому сопряжению раструба и цилиндрического фланца.